Anwendungsgebiete von Titanplatten – Luft- und Raumfahrt
2024.12.27
- Luft- und Raumfahrtbereich
- Im Bereich der Luft- und Raumfahrt konzentriert sich das Land der Titanindustrie hauptsächlich auf westliche Länder, insbesondere die USA, wo 60% des Titanmaterials in diesem Bereich verwendet werden. In asiatischen Ländern wie Japan und China liegt der Anteil des Titans in diesem Bereich jeweils bei etwa 10%. In den letzten Jahren hat jedoch mit der rasanten Entwicklung der Luft- und Raumfahrtindustrie in Asien der Verbrauch von Titan in der Luft- und Raumfahrtindustrie zugenommen. Aus globaler Sicht spielt die Luftfahrtindustrie eine entscheidende Rolle auf dem Titanmarkt, und historisch gesehen sind die großen Zyklen der Titanindustrie eng mit der Entwicklung der Luftfahrtindustrie verbunden.
- Im Jahr 2011 erreichte die weltweite Titanproduktion 148.000 Tonnen, wovon etwa 64.000 Tonnen für die kommerzielle Luftfahrt bestimmt waren. Die zukünftige Nachfrage nach Lufttransport ist weiterhin enorm, da in den nächsten 20 Jahren voraussichtlich etwa 30.000 neue Flugzeuge benötigt werden. Gleichzeitig ist der Bedarf an Titan für neue Flugzeuge höher als für ältere Modelle. Es wird geschätzt, dass der durchschnittliche Bedarf an Titan für kommerzielle Flugzeuge in den nächsten 20 Jahren bei etwa 40 Tonnen pro Flugzeug liegen wird. Basierend darauf wird geschätzt, dass in den nächsten 20 Jahren weltweit etwa 1,2 Millionen Tonnen zusätzlicher Titanbedarf im Bereich der kommerziellen Luftfahrt entstehen werden, mit einer jährlichen Wachstumsrate von etwa 17%. Dies bedeutet einen durchschnittlichen jährlichen zusätzlichen Bedarf von 60.000 Tonnen Titan. Der Bereich der zivilen Luftfahrt wird ein schnelles Wachstum verzeichnen. Es werden auch neue Chancen im militärischen Luftfahrtbereich entstehen, da die weltweite geopolitische Lage angespannt ist und die Verteidigungsausgaben weltweit steigen.
- Verkehrsflugzeug
- Titanlegierung wird hauptsächlich in Flugzeugen verwendet.
- Reduzierung des Strukturgewichts und Verbesserung der Struktureffizienz: Fortschrittliche Kampftechnologien (wie Überschallflugzeuge) erfordern, dass Flugzeuge einen relativ niedrigen Struktur-Gewichts-Koeffizienten aufweisen (d.h. das Strukturgewicht des Flugzeugs im Verhältnis zum normalen Startgewicht des Flugzeugs). Titanlegierungen weisen eine Festigkeit auf, die der von mittelfestem Stahl nahekommt, aber eine geringere Dichte aufweist. Durch den Ersatz von Struktur-Stahl und Hochtemperaturlegierungen kann das Strukturgewicht erheblich reduziert werden, was wiederum Kosten spart. Als Beispiel für Triebwerke zeigen Statistiken, dass die Senkung des Gewichts eines Flugzeugtriebwerks um ein Kilogramm die Betriebskosten um etwa 220-440 US-Dollar senken kann.
- Erfüllen Sie die Anforderungen für den Einsatz in Hochtemperaturbereichen: Titanlegierungen zeichnen sich durch eine gute Wärmebeständigkeit aus, wie z.B. das häufig verwendete Ti-6Al-4V, das bei 350°C langfristig arbeiten kann. Daher können sie in Hochtemperaturbereichen von Flugzeugen (wie dem Heckrumpf usw.) anstelle von Aluminiumlegierungen eingesetzt werden, deren Hochtemperaturleistung nicht den Anforderungen entspricht; TC11 kann bei 500°C langfristig arbeiten und kann in den Verdichterteilen von Motoren Hochtemperaturlegierungen und Edelstahl ersetzen.
- Um die Anforderungen an die Struktur von Verbundwerkstoffen zu erfüllen: Um das Gewicht der Struktur zu reduzieren und die Anforderungen an die Tarnung zu erfüllen, verwenden moderne Flugzeuge eine große Menge an Verbundwerkstoffen. Die Festigkeit und Steifigkeit von Titanlegierungen und Verbundwerkstoffen passen gut zusammen und können eine gute Gewichtsreduzierung erzielen. Da die beiden Materialien eine ähnliche elektrochemische Potenz haben, treten nur selten elektrochemische Korrosion auf, daher sollten Titanlegierungen für entsprechende Strukturteile und Befestigungselemente verwendet werden.
- Erfüllt die Anforderungen an hohe Korrosionsbeständigkeit und Langlebigkeit: Titanlegierungen weisen eine hohe Ermüdungslebensdauer und hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf, die die Korrosionsbeständigkeit und Lebensdauer von Strukturen verbessern können, um den Anforderungen an hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von fortschrittlichen Flugzeugen und Triebwerken gerecht zu werden.
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