Rahmenkomponente aus Titanlegierung Ti-55531 mit großen Rippen

Rahmenkomponente aus Titanlegierung Ti-55531 mit großen Rippen
Informationen:
Große Rahmenkomponenten aus Titanlegierung wurden erfolgreich an primären tragenden Strukturen wie Flugzeugrumpfrahmen, Schotten und Wänden von Raketentreibstofftanks eingesetzt. Sie gehören zu den effizientesten, leichtgewichtigen und hochfesten Strukturen und haben in der Luft- und Raumfahrtindustrie große Aufmerksamkeit erregt.
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Beschreibung
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Produkteinführung

 

Die metastabile, hochfeste und zähe Titanlegierung Ti-55531 basiert auf der Zusammensetzung der Ti-5553-Legierung, wobei 1 Gew.-% Zr 0,6 Gew.-% Fe ersetzt. Seine chemische Zusammensetzung ist in Tabelle 1 dargestellt.

 

Tabelle 1 Chemische Zusammensetzung der Ti-55531-Legierung

 

Al

Mo

V

Cr

Zr

Fe

O

N

H

Andere

Ti

5.2

5.0

5.1

2.8

1.0

0.3

0.09

<0.01

0.002

<0.4

Bal.

 

Produktspezifikationen

 

Die Abkühlgeschwindigkeiten variieren in verschiedenen Teilen großer Schmiedeteile aus Titanlegierung Ti-55531 erheblich. Die Oberfläche kühlt schneller ab, was der Erzielung einer -transformierten Mikrostruktur förderlicher ist; Allerdings leitet die Mitte des Bauteils die Wärme langsam ab und → Phasenumwandlung kann direkt zur Ausfällung relativ grober Lamellen führen, was zu einer ungleichmäßigen Mikrostruktur führt. Zur Charakterisierung der Mikrostruktur wurden Proben aus dem Kern und den Kanten der Schmiedestücke entnommen. Die REM-Analyse ist in Abbildung 2 dargestellt.

 

 SEM images of the microstructures at different areas of the forging after air cooling
Abb.2 REM-Aufnahmen der Mikrostrukturen
an verschiedenen Stellen des Schmiedestücks nach der Luftkühlung

 

Die mechanischen Eigenschaften von Schmiedeteilen aus Ti-55531-Titanlegierung nach der Wärmebehandlung bei Raumtemperatur sind in Tabelle 3 aufgeführt.

 

Tabelle 3: Mechanische Eigenschaften der Schmiedestücke nach der Wärmebehandlung

 

Probe

Rm(MPa)

Rp0,2(MPa)

A (%)

KIC

LD

1399(±16.0)

1332(±26.0)

8.0(±0.46)

59.54

WD

1386(±14.3)

1305(±10.8)

7.0(±0.55)

50.79

 

Anwendung von großen Schmiedeteilen aus Titanlegierung Ti-55531

 

Mit der Entwicklung der neuen Generation von Flugzeugen, Raumfahrzeugen und anderen Luft- und Raumfahrtgeräten hin zu geringerem Gewicht, höherer Präzision und überlegener Leistung wird die Verwendung von Bauteilen mit komplexen Formen immer weiter verbreitet. Um den Serviceanforderungen von Strukturen gerecht zu werden, die sowohl leicht als auch hoch-fest sind, werden Komponenten in großem Umfang zu integralen versteiften Rahmenstrukturen aufgerüstet, die aus dünnen Stegen und komplexen ineinander verschlungenen Rippen bestehen. Dadurch kann die Anzahl der Teile erheblich reduziert, die Kosten um 75 % gesenkt und die Gesamtstrukturfestigkeit und Lebensdauer deutlich verbessert werden.

Hochfeste und zähe Titanlegierungen vereinen in der Regel hohe Festigkeit und Bruchzähigkeit mit ausgezeichneter Ermüdungsbeständigkeit, thermischer Bearbeitbarkeit und verstärkenden Effekten durch Wärmebehandlung. Sie gelten als ideale Materialien für die Herstellung tragender Kernkomponenten mit großem Querschnitt-, wie Lenkbalken, Fahrwerk und Rumpfrahmen.

 

Zusammenfassung

 

Große Schmiedeteile für Flugzeugrahmen aus Titanlegierung Ti-55531 müssen umfassende Leistungsanforderungen wie Festigkeit, Bruchdehnung und Bruchzähigkeit unter rauen Betriebsbedingungen wie hoher Belastung und starken Vibrationen in Flugzeugstrukturen erfüllen. Ein ausgereifter Schmiedeprozess ist eine der wesentlichen Voraussetzungen. China Shaanxi Aerospace Nonferrous Metal Processing Co., Ltd. bietet Ihnen umfassenden technischen Support und Kundendienst.

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