鈦的蘊藏量十分豐富，在地球上鈦的儲置約占地殼總重的0.61%，在所有元素中占第十位，居于氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫之后，按金屬元素計，為第7位；在常用金屬中則僅次于鋁、鐵和鎂，占第四位；比銅、鎳、鉛、鋅的總和還多十余倍。但由于它的高溫性質(zhì)特別活潑，很難提純，因此金屬鈦直到二十世紀(jì)四十年代才生產(chǎn)出來。第二次世界大戰(zhàn)后首先在真空爐中成功地用鎂還原四氯化鈦獲得了海綿鈦，工業(yè)上開始少量應(yīng)用。冶煉技術(shù)一經(jīng)突破并投入工業(yè)生產(chǎn)后，這種新材料迅速受到人們的重視。隨著鈦材需求量的增加，鈦及鈦合金的產(chǎn)量一定會有大的增長。

鈦及鈦合金由于具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、較高的強(qiáng)度和比強(qiáng)度以及能耐較高的溫度，已作為一種工業(yè)材料在飛行器制造行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。

4.1鈦合金在飛行器結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用

1.在飛機(jī)上的應(yīng)用

鈦合金是現(xiàn)代飛機(jī)承力結(jié)構(gòu)中最有應(yīng)用前景的材料。同鋁合金及鋼相比，它具有更高的比強(qiáng)度。同時，其耐腐蝕性、疲勞抗力均很高。在高溫下不可能采用鋁合金時，鈦合金卻能有效地工作?？紤]到飛機(jī)結(jié)構(gòu)承力部件(壁板、緣條、隔框、梁、接頭及起落架等的特點，制造時要用到厚板、模鍛件(鍛件)、鑄件，以及擠壓型材、軋制型材和薄板等半成品。設(shè)計此類疲勞危險的結(jié)構(gòu)部件，要求選用高比強(qiáng)度，最大斷裂韌性和最小裂紋擴(kuò)展速率的材料。鈦合金可滿足要求，方法是對不同半成品采用不同的變形加工和熱處理，形成必需的冶金組織；針對鈦合金的所有特點，研究制訂出鈦合金零部件的加工工藝。

結(jié)構(gòu)的重量效率是主要的質(zhì)量指標(biāo)之一。改進(jìn)半成品及決定結(jié)構(gòu)件采用何種連接，對提高結(jié)構(gòu)重量總效率起著十分重要的作用。這不僅取決于設(shè)計任務(wù)書，還取決于結(jié)構(gòu)材料的工藝性能。對兩塊壁板的等壽命對接結(jié)構(gòu)分析得知，焊接接頭具有最高的重量效益，且電子束焊接優(yōu)于其它焊接，因此選擇鈦合金制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)的主要要求之一是合金本身要有良好的可焊性。而鈦合金Ti-6Al-4V就具有良好的可焊性。

從技術(shù)和質(zhì)量上考慮,,飛行器制造工業(yè)都是金屬鈦的最大用戶，從板、管材到鑄件、鍛件，消耗鈦加工材達(dá)60%以上。在1980年前，民用機(jī)與軍用機(jī)都想在機(jī)體上采用鈦制部件，但因成本問題而受到限制。然而燃料費在美國各主要航空公司的經(jīng)營成本中所占的比例自1970年以來一直在上升(1970年占12%，1980年占28%，1990年占31%)，從而推動了具有高比強(qiáng)度的鈦部件在飛機(jī)上的廣泛應(yīng)用。因使用鈦部件而使初期投資增加的部分，可因節(jié)省航運費和維修費而完全抵消。加上定期客機(jī)效率的改善，使得波音公司投資數(shù)十億美元，開發(fā)了節(jié)能效率好的757型和767型客機(jī)。

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