Titanlegierungen in der Luft- und Schiffstechnik

Titanlegierungen werden auch als „Luftmetalle“ oder „Ozeanmetalle“ bezeichnet. Sie werden häufig in der Luft- und Schiffstechnik, beispielsweise bei Schiffen und Offshore-Öl, verwendet. Titanlegierungen in der Luft- und Schiffstechnik haben neun Eigenschaften.

1. Geringere Dichte: Titanlegierungen in der Luftfahrt sind mit einer Dichte von 4,51 kg/m3 eines der drei wichtigsten Leichtmetalle „Aluminium, Magnesium und Titan“.

2. Höhere Festigkeit, einschließlich Zugfestigkeit, Kriechfestigkeit und Dauerfestigkeit. In Kombination mit einer geringeren Dichte bietet es eine größere Überlegenheit in Bezug auf die spezifische Festigkeit. Dies ist genau der Kernfaktor, bei dem Titanlegierungen im Schiffsbau eine wichtige Rolle bei der Leichtbauweise spielen können.

3. Hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Eine davon ist die hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegen Meerwasser, wie in der folgenden Tabelle gezeigt:

4. Großer Betriebstemperaturbereich, die Betriebstemperatur von Titanlegierungen in der Luftfahrt reicht von minus 269 Grad bis über minus 600 Grad.

5. Größere elastische Verformungskapazität

6. Gute Schlagfestigkeit. Titanlegierungen im Schiffsbau weisen eine hohe Schlagfestigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen scharfe Munition auf. Die Fähigkeit, Kollisionen zu widerstehen.

7. Geringerer Ausdehnungskoeffizient. Diese Eigenschaft eignet sich besonders für die Anforderungen der Luftfahrt- und Schiffsantriebe zur Kontrolle von Maßänderungen während des Einsatzes von Teilen und Komponenten.

8. Nicht magnetisch, geeignet für den normalen Einsatz einiger Erkennungs-, Kommunikations- und Steuerungsmethoden in der Luftfahrt und auf Schiffen.

9. Bessere Prozessleistung

Sie weisen in der Regel gute Verarbeitungseigenschaften auf, beispielsweise beim Gießen, Schmieden, Schweißen und 3D-Drucken. Diese Faktoren sind ausschlaggebend dafür, ob sie sich im Verfahren zur Materialauswahl für die Luft- und Schiffstechnik durchsetzen können.

Verwendung von Titanlegierungen

1. Anwendung von Titanlegierungen in der Luftfahrt

Titanlegierungen haben in der Luftfahrt schon lange die Hauptposition am kalten Ende von Flugzeugtriebwerken eingenommen. Die Menge an Titanlegierungen, die in einigen Flugzeugtriebwerken in China verwendet wird, nimmt kontinuierlich zu und nähert sich dem fortgeschrittenen Niveau anderer Länder.

Der Anteil der Titanlegierung im neuen militärischen Turbofan-Triebwerk, das derzeit entwickelt wird, wird auf 30 bis 35 Prozent geschätzt. Der Titanlegierungsanteil im neuen kommerziellen Turbofan-Triebwerk wird voraussichtlich bei etwa 23 Prozent liegen.

2. Anwendung von Titanlegierungen im Schiffsbau

Die USA und Norwegen nehmen auf diesem Gebiet eine führende Position ein. Einige Bohrplattformen verwenden Hunderte Tonnen Titan. Die US-amerikanische RMI Titanium Company beliefert die norwegische ConocoPhillips mit Titanlegierungen für Bohrrohre im Schiffsbau, die bereits bei Dutzenden von Ölquellen erfolgreich eingesetzt wurden und so 40 % der Systemkosten einsparen.

Die halbtauchfähige schwimmende Bohrplattform Heidrun Oilfield des norwegischen Zweigs des North Sea Oilfield verwendet Titanlegierungen in Steigleitungen der Schiffstechnik, um das Gewicht des gesamten Systems um 50 %, die Hubkraft der Steigleitung um 63 % und die Systemkosten um 40 % zu reduzieren. Die erwartete Lebensdauer kann auf 25 Jahre verlängert werden.

Das US-amerikanische Unternehmen Grant Prideco setzte im Jahr 2000 im Schiffsbau eine Titanlegierung für Bohrrohre ein, wodurch die Hubkraft des Bohrwerkzeugs um 30 % und das Drehmoment um 30 bis 40 % reduziert wurde.

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