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高強度高彈性鈦合金發(fā)展現(xiàn)狀
發(fā)布時間：
2023-05-10
金屬材料的彈性變形能力受屈服強度和彈性模量的影響，拉伸線彈性極限（ε0.2）大多低于1%。傳統(tǒng)鈦合金的強度根據(jù)合 號不同在400~1500 MPa 范圍內(nèi)，彈性模量介于 50~120 GPa之間
金屬材料的彈性變形能力受屈服強度和彈性模量的影響，拉伸線彈性極限（ε0.2）大多低于1%。傳統(tǒng)鈦合金的強度根據(jù)合 號不同在400~1500 MPa 范圍內(nèi)，彈性模量介于 50~120 GPa之間，遠(yuǎn)低于鋼（約 210 GPa），彈性變形能力約為鋼的 2 倍。鈦合金的高強度和低彈性模量賦予其優(yōu)異的彈性變形能力，作為結(jié)構(gòu)功能一體化材料在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
20世紀(jì)50年代，美國 在 B-52 轟炸機上使用 Ti-6Al-4V 制造的鈦合金螺栓，由此開啟了鈦合金緊固件在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著航空航天和武器裝備的不斷輕量化要求，輕質(zhì)高強度高彈性鈦合金逐漸部分取代了傳統(tǒng) 30CrMoSiA 鋼在緊固件中的應(yīng)用，提高了裝備使用安全性與可靠性。目前常用的 α+β 和 β 型鈦合金的抗拉強度基本為 1000 MPa 級，如 Ti-6Al-4V、Ti-3Al-5Mo-4.5V、Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al 和 Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.3Si（β 21S）等。
自20世紀(jì)70年代起，麥道公司開始使用 Ti-13V-11Cr-3Al 制造民用飛機用彈簧，替代彈簧鋼實現(xiàn)減重 70%。隨后，洛克希德、波音和空客等開始使用 β 鈦合金材料制造起落架上下鎖、液壓回程和飛機控制等彈簧部件，代表性合金有 Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn 和 Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr（β-C），其彈性模量約為104 GPa，抗拉強度為 1300~1450 MPa。
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