Applications du titane et des alliages de titane
Bien que les réserves de titane et d’alliages de titane soient abondantes, leurs prix sont extrêmement élevés. En effet, le titane a une faible réactivité chimique à haute température et sa technologie de fusion et son environnement d'exploitation sont très exigeants. Il doit être fondu dans des conditions de température et de vide élevées, avec des températures atteignant souvent plus de 800 degrés. Comparé à la fusion de l’acier, c’est beaucoup plus difficile. Par conséquent, chaque fois que les alliages de titane sont mentionnés, les gens les considèrent comme des matériaux métalliques haut de gamme avec une faible production et des prix élevés, et ils sont rarement utilisés.
À l'heure actuelle, en raison des excellentes propriétés des alliages de titane, telles que leur légèreté, leur haute résistance et leur résistance aux températures élevées, le titane et les alliages de titane sont largement utilisés dans la fabrication d'armes avancées et d'équipements nationaux clés dans divers pays. Ils sont particulièrement adaptés aux applications dans le domaine aérospatial. Des exemples de domaines d'application sont les suivants :
Domaine du génie chimique
L'industrie du carbonate de sodium
L'émergence de réfrigérateurs en titane dans l'industrie du carbonate de sodium peut résoudre efficacement le problème de la qualité inférieure du chlore gazeux causé par le processus de refroidissement traditionnel déraisonnable. Dans le même temps, cela a modifié le paysage de production de l'industrie du chlore-alcali. Les réfrigérateurs en alliage de titane utilisés peuvent durer jusqu'à 20 ans.
2. Industrie du sel
Le processus de fabrication du sel-le plus avancé actuellement est la fabrication du sel-sous vide. Cependant, la saumure concentrée à haute température générée au cours de ce processus peut causer de graves dommages aux structures en acier au carbone et entraîner des fuites d'équipement. L'utilisation de structures composites en acier au titane dans la chambre de chauffage et la chambre d'évaporation peut empêcher efficacement les dépôts de sel, améliorer la qualité de fabrication du sel-et en même temps réduire la corrosion de la saumure à haute-concentration sur les parois des tubes pendant l'évaporation, prolongeant ainsi le cycle de maintenance.
Domaine aérospatial
Industrie aéronautique
L'application des alliages de titane dans l'aviation est divisée en alliages de titane structurels pour avions et alliages de titane pour la structure des moteurs. Les principales pièces d'application des composants structurels en alliage de titane des avions comprennent les composants du train d'atterrissage, les cadres, les poutres, les revêtements de fuselage, les couvercles de bouclier thermique, etc. L'avion Il-76 de Russie utilise un alliage de titane BT22 à haute résistance pour fabriquer des composants clés tels que le train d'atterrissage et les poutres porteuses ; la traverse de transmission du train d'atterrissage principal du Boeing 747 est en Ti-6Al-4V, avec une longueur de forgeage de 6,20 mètres, une largeur de 0,95 mètre et une masse de 1 545 kilogrammes ; L'alliage de titane Ti-62222S à haute résistance et haute ténacité est utilisé dans la partie clé de l'axe de rotation du stabilisateur horizontal de l'avion C-17. En ce qui concerne les moteurs d'aviation, les alliages de titane sont utilisés dans les disques, les aubes, les tubes de tambour, les rotors de compresseurs haute pression et les carters de compresseurs. Le bord d'attaque et la pointe des pales du ventilateur du moteur Boeing 747-8GENX sont protégés par des couvercles en alliage de titane, et seuls trois remplacements ont été effectués au cours d'une période de service de 10 ans.
2. Industrie aérospatiale
Les conditions de travail des véhicules aérospatiaux sont extrêmement dures. Outre la nécessité d'une excellente expertise technique dans la conception structurelle des matériaux, les excellentes propriétés et fonctions des matériaux eux-mêmes sont également cruciales. Par conséquent, les alliages de titane se distinguent parmi divers matériaux. Dans le domaine des équipements aérospatiaux, dans le programme Apollo des États-Unis dans les années 1960, la double cabine ainsi que les ailes et nervures étanches de la cabine du vaisseau spatial étaient en Ti-5Al-2,5Sn, et les revêtements étaient en titane pur ; la société allemande MT Aerospace a produit un alliage Ti-15V-3Cr à haute résistance pour le réservoir du système de propulsion et l'a appliqué à la plate-forme géante du satellite de communication européen Alpha ; La Russie possède de nombreux exemples d’application des alliages de titane dans l’ingénierie aérospatiale. Par exemple, le lanceur Energia a utilisé une pièce forgée et forgée à grande échelle en alliage de titane BT23 de 3,5 tonnes, et des alliages de titane ont également été appliqués au réservoir de carburant des moteurs de fusée à carburant liquide, aux réservoirs de stockage de liquide cryogénique et à la roue des pompes de distribution d'hydrogène liquide, etc.
De même, dans le cadre du développement rapide de l’ingénierie aérospatiale nationale, les alliages de titane ont également été largement utilisés. Depuis le satellite Dongfang n°1 en 1970 jusqu'à la série actuelle de vaisseaux spatiaux Shenzhou, en passant par les sondes Chang'e, etc., des alliages de titane ont été utilisés. En outre, les bouteilles de gaz en alliage de titane TA7ELI à basse température développées par la Chine pour être utilisées dans des environnements d'hydrogène liquide ont été appliquées à la série de lanceurs Longue Marche. L'Institut de technologie de Harbin a utilisé l'alliage de titane TC4 pour fabriquer les jantes des rovers lunaires. De plus, la Chine a également utilisé-des alliages de titane à haute résistance tels que le BT20 pour fabriquer des composants tels que des carters de moteurs et des tuyères de missiles.
Domaine de la construction navale
http://bjtrttitanium.com/redundant-products/flange-intérieur-prunier-fleur-m6-x-65.htmlLe titane et les alliages de titane sont largement utilisés dans les sous-marins nucléaires, les-submersibles en haute mer, les navires brise-glace-à énergie atomique, les hydroptères, les aéroglisseurs, les dragueurs de mines, ainsi que les propulseurs à hélices, les antennes en forme de fouet-, les canalisations d'eau de mer, les condenseurs, les échangeurs de chaleur, les dispositifs acoustiques et les équipements de lutte contre les incendies-. Par exemple, le submersible américain-de haute mer "Sea Cliff" est équipé de cabines d'observation et de cabines de contrôle en titane, et sa profondeur de plongée peut atteindre 6 100 mètres. La société japonaise Tokuyama Titanium et Fujinai Shipbuilding ont construit conjointement le bateau rapide tout en titane "Moriishi Sky II", qui a été très populaire aux États-Unis pendant un certain temps. Le premier submersible habité « Jiaolong » de conception indépendante et intégré de Chine utilise également des alliages de titane. La zone de travail du Jiaolong couvre 99,8 % de la superficie océanique mondiale.
