Applicazione di materiali in titanio in aerei passeggeri di grandi dimensioni

L'aereo passeggeri A3XX dell'Air Bus of Europe, l'aereo B77X della Boeing degli Stati Uniti, il C919 della COMAC e l'aereo CR929 prodotto dalla joint venture sino-russa sono tutti realizzati con materiali in titanio. Struttura.

Lo sviluppo dell'aereo passeggeri di grandi dimensioni C919, sviluppato in modo completamente indipendente dalla Cina, è iniziato nel 2008. Il 2 novembre 2015, il primo prototipo è uscito dalla linea di produzione e testato presso la Shanghai Commercial Aircraft Co., Ltd. Il primo volo nel maggio 2017 è stato effettuato nel mese di novembre. Dopo il primo volo di trasferimento, il secondo grande aereo C919 ha effettuato il suo primo volo all'aeroporto di Shanghai Pudong a dicembre, segnando che il grande aereo nazionale è entrato in una nuova fase di volo di prova completo. Sebbene i materiali utilizzati nel prototipo siano tutti beni esteri, servono principalmente per la necessità di ottenere certificati di aeronavigabilità. Dal secondo aereo, la quantità di materiali nazionali è aumentata lotto dopo lotto, anno dopo anno.

Il titanio è stato ampiamente utilizzato nella produzione di grandi aerei civili. Alcune parti fondamentali del carrello di atterraggio e delle ruote sono forgiate in lega di titanio, mentre un piccolo numero di parti è forgiato in lega di alluminio. Nel grande aereo C919, la massa netta delle parti in lega di titanio rappresenta circa il 10% della massa netta totale dell’aereo. Tra gli aerei civili prodotti in Cina, la quantità di titanio è la più grande. Quali parti sono realizzate in titanio: il naso, che utilizzaForgiatura del titanio Ti-6Al-4V ELI; per le sospensioni vengono utilizzati forgiati in lega Ti-6Al-4V, lamiere e forgiati in lega di titanio 55531; I pezzi forgiati in lega Ti-6Al-4V vengono utilizzati per le ali posteriori; Forgiati e piastre in leghe Ti-6Al- 4V; Forgiatura in titanio Ti-6Al-4V ELI per l'ala centrale; Forgiatura in lega Ti-6Al-4V per il sistema del carrello di atterraggio.

Ti-6Al-4V (TC4, GB/T3620) is a medium-strength (>Lega di tipo 900MPa) + -, sviluppata dall'arsenale statunitense di Watertown (tradotto anche come Watertown) nel 1954 ed ampiamente utilizzata nell'aviazione. Nel campo aerospaziale, il risultato dei prodotti semilavorati rappresenta il 55%-65% della produzione totale mondiale di titanio, che viene utilizzato per produrre vari pezzi forgiati e piastre aerospaziali. Per le sue eccellenti prestazioni globali, il prezzo moderato e la formazione precoce, è il più studiato. In profondità, utilizzata da molto tempo e il campo di applicazione è il più vasto, quindi la lega ha mantenuto una forte vitalità sin dalla sua nascita 67 anni fa. Il grado di questa lega è TC4 in Cina, Ti-6Al-4V della American Titanium Company (Timet), RMI 6Al4V della American Active Metals Company, IMI318 della British Titanium Metal, BT6 dalla Russia e BT6 da Sumitomo Metals dal Giappone. ST-AI40, TA6V della Francia, LT31 della Krupp della Germania. La lega TC4 viene applicata allo stato ricotto e può essere rinforzata mediante trattamento termico, ma la saldabilità è scarsa. "ELI" in Ti-6Al-4V ELI significa che le leghe di titanio Extro-Low Interstitial sono e + leghe di titanio adatte all'uso a basse temperature, le loro proprietà di resistenza aumentano con la diminuzione della temperatura, la tenacità diminuisce molto poco con temperatura e può essere utilizzato per realizzare parti strutturali a bassa temperatura. Il contenuto di ossigeno delle leghe di titanio a bassa temperatura è molto basso, dall'ossigeno di grado ordinario dello 0,2% a inferiore o uguale allo 0,12% e può essere utilizzato a temperature estremamente basse (<77K). Typical alloys are Ti-5Al-2.5Sn (ELI) and Ti- 6AI-4V (ELI). Ti-5Al-2.5Sn ELI is an American alloy, which was introduced in the early 1960s and was successfully copied in China in the late 1970s. The grade is TA7 (Chinese military standard GJ B495). Ti-5Al-2.5Sn ELI alloys are particularly suitable for liquid fuel storage tanks operating at -255°C. These two titanium alloys are available in sufficient supply from China Baotai Group.

Il grande aereo passeggeri A380 dell'Airbus europeo è il più grande aereo civile a fusoliera larga del mondo e consuma anche la maggior parte dei materiali in titanio. La massa netta delle parti in lega di titanio rappresenta circa il 10% della massa netta totale dell'intero velivolo e il consumo di materiali in titanio per un singolo velivolo è di circa 65 tonnellate. . Le parti realizzate in lega di titanio sono principalmente (vedi Figura 2): il pod, il rivestimento, la porta di attacco del motore, l'anello di collegamento delle ali, la paratia anteriore, l'albero e l'ala tra i flap interni, la pista di rotolamento incernierata, 3 rinforzi sul bordo d'uscita, è possibile saldare parti dell'albero e cerniere, parte del supporto del motore, parti di propulsione, bordo anteriore, staffa anteriore, parte del carrello di atterraggio e il binario dell'ala (striscia).