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钛合金航空航天材料的性能分析
日期:2022-12-28 | 阅读:937

2022/12/01  AXRT90009


手持式XRF元素分析仪
Terra 900 系列

钛合金在航空航天上的应用与检测方案


        在目前的航空工业中,铝合金仍是主要的制造材料之一,但随着航空发动机性能的提升,先进飞行器的航速可达到音速的2.7倍以上,铝合金在热强度上已经无法满足飞行器的需求。因此,先进航空器在关键部位上会以耐热性更好的钛合金替代铝合金。而除了热强度外,钛合金的弹性模量、导热系数均较小、比强度高( 钛合金的比强度远远高于其他金属),比铝合金具有更好的强度、抗腐蚀性能、抗低温性能,这些性能优势和特点使钛合金在高端航空工业中应用广泛,更在航天器制造中居于重要地位。


——TB5合金(Ti15333具有优良的冷轧和冷成形性能,在飞机和卫星结构中推荐选用TB5钛合金,采用冷成形或吹塑成型工艺制造结构件,并采用冷镦工艺制造可冷铆的TB5钛合金铆钉。

——TA19合金(Ti6242)该合金直到540℃还具有较髙的强度,主要用于制造航空发动机的压气机机匣和飞机蒙皮等,最高长期工作温度为 500℃。

——Ti80合金(Ti6321)具有高强度、高韧性、耐蚀、可焊等优异性能,主要用于制造深潜器和潜艇的耐压壳体等。


        钛合金的工程应用始于20世纪50年代,由于投入应用的时间相对较晚,加之航空航天领域对材料的要求高,其在工程应用上仍存在较多未完全解决的问题。例如高温钛合金的耐高温性有限,存在“热障”;航空发动机用钛合金在高速摩擦下会燃烧起火,即“钛火”。
        对于这些问题,既应在制造和使用过程中及时发现并处理,又有必要通过材料学研究,形成性能更为优异的钛基复合材料,以期问题完全解决。无论是工程处理还是新型材料研发,由 元素定量检测和金属材料学分析实现的材料性能分析都是其中的关键步骤,这对元素含量分析及其仪器提出了更为严格的要求。

AXR SCIENTIFIC 选取上述三种钛合金样品使用Terra 900手持式元素分析仪进行分析,设定测试时间为30s,测试次数10次,测试结果如下:

        使用Terra 900 系列手持式元素分析仪,能够对多种元素的含量进行准确的定量分析,并为材料性能的精确评价和复合金属材料的研发提供相关的测量数据支持。Terra 900 系列分析仪为航空航天等领域中钛合金的材料性能分析、新型材料研发及产品现场维护提供了较为完备的解决方案。仪器配有高性能X光管和大面积硅漂移探测器(SDD),以实现轻元素的有效、准确检出,令仪器具有更高的分辨率和更短的分析时间。


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