鈦及鈦合金在世界各國航空事業(yè)中的應用

1. 美國
美國鈦及鈦合金在航天工程上的應用始于1955 年,美國的火箭發(fā)動機殼體材料廣泛使用了鈦合金.鈦合金還廣泛用于各種結構件."阿波羅"宇宙飛船共有約50 個壓力容器,其中85% 是用鈦制成.大力神Ⅲ過渡級發(fā)動機,改用鈦合金推進劑貯箱后重量減輕35%."阿波羅"號宇宙飛船的托架、夾具和緊固件均用鈦制成,共使用68 噸鈦材.航天工程用的壓力容器中也使用了大量的鈦材,使用最多的是Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn.導彈的彈頭上也使用了鈦合金.美國大多采用輻射冷卻式發(fā)動機噴管,這種噴管的一部分用鈦合金制造. 
美國生產的Ti3Al 基鈦合金Ti-21Nb-14Al 和Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo 鈦箔已制成導彈尾翼和燃燒室噴管密封片等.美國的超高聲速載人飛行器的熱防護系統(tǒng)采用了Ti1100 鈦合金作為防熱瓦,火箭運載器X-33 采用鈦合金作為其機身背風面大面積防熱系統(tǒng)材料.美國鈦金屬公司(Timet)研制的β21S(Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si)已被美國國家宇航局確定用于美國國家航空航天飛機的機身和機翼壁板.美國的Bodycote、ADMA等公司采用粉末冶金方法生產各種導彈武器用的鈦合金部件.美國的休斯公司、BAE 公司等采用超塑成形技術制造鈦合金導彈外殼,推進劑貯箱等,不但減輕了重量,而且減少費用30% ~ 40%.
2. 日本
日本在火箭上應用鈦合金的歷史可追溯到1968 年.日本第一顆試驗衛(wèi)星"大角"號使用了Ti-2Al-2Mn 鈦合金.其他應用的例子有機翼的前緣部位、噴嘴的夾持器、多級火箭的斷裂接頭部位等.日本研制的低溫結構鈦合金LT700(Ti-3Al-5Sn-1Mo-0.2Si)已用來制作液氫渦輪泵. 
3. 俄羅斯  
1957 年10 月,世界上第一顆人造地球衛(wèi)星Sputnik1 在俄羅斯發(fā)射成功,開創(chuàng)了人類航天新紀元.俄羅斯鈦在航天工程上應用的實例很多.如"能源- 暴風雪"號、"和平-1"號、"進步" 號 、"金星"號、"月球"號航天器中均廣泛使用了鈦及鈦合金材料,用OT4合金板材制造液體燃料火箭發(fā)動機的燃燒倉和"和平-1"號軌道站對接件,用OT4-1 合金制造發(fā)動機吊架構件、燃料箱、管接頭和托架等.BT5-1 和ПT3B 合金用于制造容器- 增壓系統(tǒng)蓄壓器和低溫液體儲存箱,BT5-1 合金還用于制造液氫輸送泵的葉輪.此外,TH1 合金還用作天線、推桿、接觸器及航天減震部件. 
4. 中國
中國在"太空之路"上已取得了令世界矚目的成就.從1970 年4 月24 日長征一號運載火箭將"東方紅一號"衛(wèi)星送上預定的軌道以來,我國已經發(fā)射了長征系列運載火箭和神舟系列飛船,這些航天器上均使用了鈦材.如我國研制的液氫環(huán)境下使用的低溫TA7ELI鈦合金氣瓶已用于CZ-XX 系列運載火箭;我國還用BT20 鈦合金制造導彈的外殼體和燃料油箱殼體;用TC4ELI 鈦合金制造運載火箭的低溫液氧、液氫高壓氣瓶等.
我國神舟1-10 號飛船提供的重要的鈦金屬材料,包括鈦棒、鈦鍛件、鈦環(huán)、鈦管、鈦板等,為神舟系列的發(fā)射成功做出了貢獻 ,也為東方紅衛(wèi)星、長征系列火箭和系列導彈等提供了關鍵的結構材料. 
我國載人飛船各艙段的結構材料的內部結構為耐熱鈦合金;我國航天飛機的軌道器的支承主發(fā)動機的推力結構用鈦合金制造.此外,鈦合金還用于制造火箭機盤、導彈基座構件、導彈動力葉片套等.我國研制的TB2合金(Ti-3Al-5Mo-5V-8Cr),于1984 年首次應用于衛(wèi)星星箭連接帶,目前已用于各種型號衛(wèi)星20 多次;TB10 合金(Ti-3Al-5Mo-5V-2Cr)已用于航天結構件、飛機機身、機翼結構中的鍛造零件;NINCT20鈦合金不僅可用于火箭發(fā)動機管路系統(tǒng),而且還可廣泛用于宇航工業(yè)形狀復雜的低溫管路系統(tǒng).