鈦及鈦合金在世界各國(guó)航空事業(yè)中的應(yīng)用

1. 美國(guó)
美國(guó)鈦及鈦合金在航天工程上的應(yīng)用始于1955 年,美國(guó)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體材料廣泛使用了鈦合金.鈦合金還廣泛用于各種結(jié)構(gòu)件."阿波羅"宇宙飛船共有約50 個(gè)壓力容器,其中85% 是用鈦制成.大力神Ⅲ過(guò)渡級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī),改用鈦合金推進(jìn)劑貯箱后重量減輕35%."阿波羅"號(hào)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(dǎo)彈的彈頭上也使用了鈦合金.美國(guó)大多采用輻射冷卻式發(fā)動(dòng)機(jī)噴管,這種噴管的一部分用鈦合金制造. 
美國(guó)生產(chǎn)的Ti3Al 基鈦合金Ti-21Nb-14Al 和Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo 鈦箔已制成導(dǎo)彈尾翼和燃燒室噴管密封片等.美國(guó)的超高聲速載人飛行器的熱防護(hù)系統(tǒng)采用了Ti1100 鈦合金作為防熱瓦,火箭運(yùn)載器X-33 采用鈦合金作為其機(jī)身背風(fēng)面大面積防熱系統(tǒng)材料.美國(guó)鈦金屬公司(Timet)研制的β21S(Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si)已被美國(guó)國(guó)家宇航局確定用于美國(guó)國(guó)家航空航天飛機(jī)的機(jī)身和機(jī)翼壁板.美國(guó)的Bodycote、ADMA等公司采用粉末冶金方法生產(chǎn)各種導(dǎo)彈武器用的鈦合金部件.美國(guó)的休斯公司、BAE 公司等采用超塑成形技術(shù)制造鈦合金導(dǎo)彈外殼,推進(jìn)劑貯箱等,不但減輕了重量,而且減少費(fèi)用30% ~ 40%.
2. 日本
日本在火箭上應(yīng)用鈦合金的歷史可追溯到1968 年.日本第一顆試驗(yàn)衛(wèi)星"大角"號(hào)使用了Ti-2Al-2Mn 鈦合金.其他應(yīng)用的例子有機(jī)翼的前緣部位、噴嘴的夾持器、多級(jí)火箭的斷裂接頭部位等.日本研制的低溫結(jié)構(gòu)鈦合金LT700(Ti-3Al-5Sn-1Mo-0.2Si)已用來(lái)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(kāi)創(chuàng)了人類航天新紀(jì)元.俄羅斯鈦在航天工程上應(yīng)用的實(shí)例很多.如"能源- 暴風(fēng)雪"號(hào)、"和平-1"號(hào)、"進(jìn)步" 號(hào) 、"金星"號(hào)、"月球"號(hào)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(dòng)機(jī)的燃燒倉(cāng)和"和平-1"號(hào)軌道站對(duì)接件,用OT4-1 合金制造發(fā)動(dòng)機(jī)吊架構(gòu)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(chǔ)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(guó)
中國(guó)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(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭將"東方紅一號(hào)"衛(wèi)星送上預(yù)定的軌道以來(lái),我國(guó)已經(jīng)發(fā)射了長(zhǎng)征系列運(yùn)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(guó)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(yùn)載火箭;我國(guó)還用BT20 鈦合金制造導(dǎo)彈的外殼體和燃料油箱殼體;用TC4ELI 鈦合金制造運(yùn)載火箭的低溫液氧、液氫高壓氣瓶等.
我國(guó)神舟1-10 號(hào)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(xiàn) ,也為東方紅衛(wèi)星、長(zhǎng)征系列火箭和系列導(dǎo)彈等提供了關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)材料. 
我國(guó)載人飛船各艙段的結(jié)構(gòu)材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為耐熱鈦合金;我國(guó)航天飛機(jī)的軌道器的支承主發(fā)動(dòng)機(jī)的推力結(jié)構(gòu)用鈦合金制造.此外,鈦合金還用于制造火箭機(jī)盤、導(dǎo)彈基座構(gòu)件、導(dǎo)彈動(dòng)力葉片套等.我國(guó)研制的TB2合金(Ti-3Al-5Mo-5V-8Cr),于1984 年首次應(yīng)用于衛(wèi)星星箭連接帶,目前已用于各種型號(hào)衛(wèi)星20 多次;TB10 合金(Ti-3Al-5Mo-5V-2Cr)已用于航天結(jié)構(gòu)件、飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼結(jié)構(gòu)中的鍛造零件;NINCT20鈦合金不僅可用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)管路系統(tǒng),而且還可廣泛用于宇航工業(yè)形狀復(fù)雜的低溫管路系統(tǒng).