Титан и сплавы из него

Автор vissarion, 23.06.2022 21:17:00

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

vissarion

Памятник Гагарину в Москве сделан из титана как из космического металла будущего.
Однако это скорее авиационный материал, в реальности изделий из титана не так уж и много.

На вскидку:
  • нитиноловые стержни в механизмах раскрытия солнечных батарей
  • детали из Ti-5Al-2.5Sn ELI в SSME
  • Шар-балоны, но уже все перехдят на композиты
  • решетчатые рули на Ф9, но в старшипе перешли на сталь
  • SR-71 планер, но это авиация

Есть ещё что-то?


opinion

Цитата: sallem656 от 23.06.2022 22:24:32
По этой табличке получается, что Боинг-787 сделан целиком из титана.
There are four lights

vissarion

Цитата: opinion от 24.06.2022 05:09:32По этой табличке получается, что Боинг-787 сделан целиком из титана.

Масса пустого B787-8 - 119 т - т.е. он на 112% сделан из титана
Но всё же давайте ближе к теме.
Нет сомнений что титан используется в авиации, но вопрос был в том, какие у него есть космические применения?
Вот ЮМЗ делал титановые шар-баллоны, потом переносили на ВМЗ (перенесли?). Красмаш ещё.

PIN

В таблице масса металла, необходимая для производства единицы. У B787 в центроплане цельная часть из титана, в которой после обработки остаётся 2.5% массы заготовки

PIN

Титан по-прежнему нередко используют при изготовлении топливных баков КА, нет никакого "всё переходят на композиты". Также его можно найти в самых разных раскрываемых конструкциях.

opinion

Цитата: PIN от 24.06.2022 15:57:10В таблице масса металла, необходимая для производства единицы. У B787 в центроплане цельная часть из титана, в которой после обработки остаётся 2.5% массы заготовки
Заготовка для неё не 100 же тонн весит.
There are four lights

vissarion

Есть ли конкретные примеры?
пока нашёл такое:

  • 8 шар-баллонов в драконе (4 АТ)+(4 НДМГ)
  • Шар-баллоны в союзах и прогрессах
  • Шар-баллоны в Vega AVUM
  • Локхид 3D печатает циллиндрический бак для спутников LM 2100
  • PMD баки для NG

mihalchuk

Почему из титана не делают корпуса ПК?

Дмитрий В.

Цитата: mihalchuk от 24.06.2022 19:18:58Почему из титана не делают корпуса ПК?
меркурий и Джемини - гермооболочка капсулы из титанового сплава.
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

C-300-2

У 11Д33 силовая рубашка и огневая стенка на сверхзвуке из титановых сплавов.
У 8Д710 силовая рубашка из титанового сплава.
У 14Д14М вторая секция сверхзвука целиком из титановых сплавов.

C-300-2

Покопался ещё в голове. Вроде у 11Д122 импеллер турбины изготовлен из титанового порошка методом горячего изостатического прессования.

Дмитрий В.

Верхняя ступень Transtage - баки из титановых сплавов: https://www.flickr.com/photos/target_man_2000/41036410275
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

Антикосмит

Цитата: mihalchuk от 24.06.2022 19:18:58Почему из титана не делают корпуса ПК?
Титан любит поглощать газы при нагреве с изменением механических свойств. Хоть он более тугоплавок и прочен, но, видимо, менее предсказуем и технологичен, чем алюминий. И тяжелее.
Your empire needs you!

triage

Цитата: opinion от 24.06.2022 17:40:14
Цитата: PIN от 24.06.2022 15:57:10В таблице масса металла, необходимая для производства единицы. У B787 в центроплане цельная часть из титана, в которой после обработки остаётся 2.5% массы заготовки
Заготовка для неё не 100 же тонн весит.
даже если и весит 100 тонн, то какой процент отходов присутствует в следующих заготовках?

mihalchuk

Цитата: Антикосмит от 25.06.2022 15:44:33
Цитата: mihalchuk от 24.06.2022 19:18:58Почему из титана не делают корпуса ПК?
Титан любит поглощать газы при нагреве с изменением механических свойств. Хоть он более тугоплавок и прочен, но, видимо, менее предсказуем и технологичен, чем алюминий. И тяжелее.
Ну водород он поглощает, гелий наверное. А что ещё? И вообще это не причина - у корпуса корабля нагрев умеренный и краткосрочный. А если что не так с теплозащитой, то титан (тугоплавкий сплав), на мой взгляд, надёжнее. Если в таком случае потом списать капсулу, проблемы не вижу.

SONY

26.06.2022 03:04:22 #16 Последнее редактирование: 26.06.2022 03:29:22 от SONY
Модуль Юнга алюминия составляет 70 ГПа. Легирование, термообработка и т.д. не сильно его меняют. Так, например, дюралюминий Д16Т имеет значение 72-73 ГПа.
Модуль Юнга титана составляет 112 ГПа. Аналогично алюминию, легирование не сильно что-то меняет, ну может 115-120 ГПа получишь, но не более.
Казалось бы, 115 у ВТ6 - это почти на 60% больше, чем 72 у Д16Т... НО плотность титана ВТ6 4,45, а алюминия Д16Т - 2,77. Т.е. титан почти на 61% тяжелее. Лист алюминия толщиной 3,2 мм будет весить как лист титана толщиной только 2,0 мм и при этом чуть меньше деформироваться при растяжении.
А теперь начинается самое интересное... Это при попытке разорвать лист алюминий выиграет только чуток, а вот при попытке этот лист сжать или согнуть перевес алюминия будет уже решительным! Большая толщина работает тут подобно ребру жёсткости.

Когда речь идёт о баллонах, то они работают только на растяжение, да ещё и величина упругой деформации не имеет тут принципиального значения. Поэтому титановые баллоны - это дело распространённое. Но если речь идёт о каких-то вещах типа консоли крыла, например, то там нам важно сохранение точных геометрических размеров и формы, а потому даже упругая деформация является крайне нежелательной, и при этом нагрузки действуют не только на растяжение, но и на сжатие с изгибом, т.е. толстый алюминий тут работает сильно лучше более тонкого титана.

Хоть кажется, что 1080 МПа прочности на разрыв у ВТ6 на 163% выше, чем 410 МПа прочности на разрыв у Д16Т, что с головой перекрывает разницу в плотности и выводит титан в самый "топ" материалов, в реальности жёсткость зачастую оказывается главным ограничивающим фактором при выборе толщины детали. Т.е. огромное количество деталей можно было бы сделать тоньше (и, соответственно, легче) без риска, что они сломаются, но тогда эти детали при работе слишком сильно гнулись бы, что мешало бы выполнять свою функцию. Грубо говоря, крылья самолёта не ломались бы, то болтались во все стороны от потока воздуха. И тогда уже не важно, какая там невероятная удельная прочность у материала, важнее высокая удельная жёсткость и минимальная плотность чтобы толщину как можно больше сделать при сохранении приемлемой массы.
Ну и, конечно, не забываем про экономику... Помимо того, что титан в несколько раз дороже алюминия, он ещё и многократно сложнее в обработке, что суммарно может поднять цену на порядок. Так что даже если титановая деталь где-то чуть лучше алюминиевой, с высокой вероятностью титан там использовать не станут ради экономии денег. Лишь там, где алюминий очень сильно уступает (работа 100% только на растяжение, либо работа при высоких температурах), титан всё-таки применяют.

Антикосмит

Цитата: mihalchuk от 25.06.2022 19:46:59
Цитата: Антикосмит от 25.06.2022 15:44:33
Цитата: mihalchuk от 24.06.2022 19:18:58Почему из титана не делают корпуса ПК?
Титан любит поглощать газы при нагреве с изменением механических свойств. Хоть он более тугоплавок и прочен, но, видимо, менее предсказуем и технологичен, чем алюминий. И тяжелее.
Ну водород он поглощает, гелий наверное. А что ещё? И вообще это не причина - у корпуса корабля нагрев умеренный и краткосрочный. А если что не так с теплозащитой, то титан (тугоплавкий сплав), на мой взгляд, надёжнее. Если в таком случае потом списать капсулу, проблемы не вижу.
Гелий не поглощает. Поглощает водород, кислород, азот. Может еще что-то - геттерный материал как никак. Для одноразового применения сойдет, для многоразового под вопросом. Материал хорош, но сложен в обработке от и до.
Your empire needs you!