Användning av titanlegeringsmaterial i militär utrustning
Militärt material är den materiella basen för en ny generation av vapen och utrustning, och är också nyckelteknologier inom det militära området i dagens värld. Militär ny materialteknik är en ny materialteknik som används inom det militära området. Det är nyckeln till moderna sofistikerade vapen och utrustning, och en viktig del av militär högteknologi. Länder runt om i världen lägger stor vikt vid utvecklingen av militär ny materialteknik. Att påskynda utvecklingen av militär ny materialteknik är en viktig förutsättning för att upprätthålla militärt ledarskap. Denna artikel kommer att fokusera på tillämpningen av titanlegeringsmaterial i militär utrustning.
Titanlegering är en legering som bildas genom att tillsätta andra legeringselement till titan. Titanlegering har god korrosionsbeständighet, utmattningsbeständighet och hög specifik hållfasthet, och spelar en oersättlig roll för att minska vikten av flygutrustning. Därför används det ofta i flygmotorer, flygplan, missiler och andra områden. För att möta egenskaperna hos hög hastighet och hög manövrerbarhet hos avancerade fighters är det nödvändigt att minska vikten så mycket som möjligt samtidigt som man säkerställer flygkroppens strukturella styrka och samtidigt ha starkt motstånd mot hög temperatur. Titanlegering är ett metallmaterial med den största specifika styrkan (Strength-Weight Ratio). Det kan avsevärt minska flygplanets vikt och förbättra den strukturella effektiviteten samtidigt som den möter den höga strukturella styrkan hos avancerade jaktplan.
Titan har en rad utmärkta egenskaper såsom låg vikt, hög specifik hållfasthet och korrosionsbeständighet. Det är ett utmärkt lättviktsmaterial med hög smältpunkt, nytt funktionsmaterial och viktigt biomedicinskt material. Det används ofta inom flyg, rymd, fartyg, kärnenergi, kemisk industri, petroleum, metallurgi, elektricitet, lätt industri, medicinsk behandling, sport, miljöskydd och människors dagliga liv. Marknadsutsikterna blir bredare med samhällets framsteg. Titan tillhör kategorin sällsynta metaller, men titanresurser är rikliga och kan effektivt möta behoven av social utveckling. Kina, USA, Ryssland, Japan och andra länder har etablerat ett komplett titanmetallurgi, bearbetning, tillämpning och vetenskaplig forskning. Europa och andra länder har också etablerat avancerade titan- och legeringsbearbetning, tillämpning och vetenskaplig forskningssystem, som ger tillförlitliga garantier för produktion av högkvalitativa titanmaterial. Därför är titan ett slags material som människor arbetar hårt med att forska fram, utveckla och tillämpa.
Sedan slutet av 1960-talet har mängden titan som används i militära flygplan ökat år för år. För närvarande har mängden titanlegering som används i olika avancerade stridsflygplan och bombplan som designats i Europa och USA stabiliserats på mer än 20 %, och mängden titanlegering som används i det amerikanska F-22 stridsflygplanet är så hög som 41 %. För närvarande är förbrukningen av titanlegering för varje enhet av mitt lands tredje generationens stridsflygplan cirka 2,25 ton, vilket är 12 gånger den för andra generationens flygplan (J-8 0,2 ton); förbrukningen av titanlegering för varje enhet av fjärde generationens stridsflygplan kan nå cirka 3,6 ton. Med ökningen av värdet, den planerade förbrukningen och kvantiteten av titanlegeringar för fjärde generationens militära stridsflygplan förväntas marknadens efterfrågan på avancerade militära titanlegeringar fortsätta att öka.
Med utvecklingen av modern krigföring behöver armén ett multifunktionellt avancerat haubitssystem med stor kraft, lång räckvidd, hög precision och snabb responsförmåga. En av nyckelteknologierna för avancerade haubitssystem är ny materialteknik. Lättviktningen av material för självgående artilleritorn, komponenter och lättmetallbepansrade fordon är en oundviklig trend i utvecklingen av vapen. Under förutsättningen att säkerställa dynamik och skydd, används titanlegeringar i stor utsträckning i armévapen. Användningen av titanlegering i 155 pistolens rekylbroms kan inte bara minska vikten, utan också minska deformationen av pistolpipan orsakad av gravitationen, vilket effektivt förbättrar skjutnoggrannheten; vissa komplexa komponenter på huvudstridsstridsvagnar och helikopter-anti-tank multi-purpose missiler kan vara gjorda av titanlegering, vilket inte bara kan uppfylla produktens prestandakrav utan också minska bearbetningskostnaderna för komponenterna.
Under en lång tid i det förflutna var användningen av titanlegeringar kraftigt begränsad på grund av den höga tillverkningskostnaden. Under de senaste åren har länder runt om i världen aktivt utvecklat billiga titanlegeringar, samtidigt som de minskar kostnaderna måste de också förbättra prestanda hos titanlegeringar. I mitt land är tillverkningskostnaden för titanlegeringar fortfarande relativt hög. Med den gradvisa ökningen av användningen av titanlegeringar, är att söka lägre tillverkningskostnader en oundviklig trend i utvecklingen av titanlegeringar.
Titan är en metall med utmärkt prestanda och rikliga resurser utvecklad på 1950-talet. Med den allt mer akuta efterfrågan på material med hög hållfasthet och låg densitet i militärindustrin har industrialiseringsprocessen av titanlegeringar påskyndats avsevärt. Utomlands har vikten av titanmaterial på avancerade flygplan nått 30~35% av flygplanets totala vikt. Under den nionde femårsplanen, för att möta behoven hos flyg, rymd, fartyg och andra avdelningar, har landet gjort titanlegering till en av utvecklingsprioriteringarna för nya material. Det förväntas att den tionde femårsplanen kommer att bli en period av snabb utveckling av nya material och nya processer för titanlegeringar i mitt land.
Ur perspektivet av den globala efterfrågestrukturen på marknaden används titanlegeringar huvudsakligen inom flygindustrin, nationell försvars- och militärindustri och andra industrier. Bland dem är efterfrågan på applikationer inom flygindustrin störst, och står för cirka 50 %, främst för tillverkning av flygplan och motorer. Jämfört med Kina finns det dock uppenbara skillnader i efterfrågestrukturen för titanprodukter. I Nordamerika och EU, som har utvecklat flyg- och militärförsvarsindustrin, särskilt USA, kommer mer än 50 % av efterfrågan på titanprodukter från flyg- och militärförsvarsfälten. Även om mitt land är en av världens största producenter och konsumenter av titanmetaller kommer det mesta av mitt lands efterfrågan på titanprodukter från den kemiska industrin, och applikationen är främst korrosionsbeständiga material med relativt lågt tekniskt innehåll. Även om andelen high-end efterfrågan inom flyg- och rymdområdet har ökat under de senaste två åren, står den fortfarande bara för cirka 18,4 % (10,000 ton), långt under det internationella genomsnittet. Ovanstående data visar att ju mer utvecklat ett land är, ju större dess industriella skala är, desto mer titan använder det; ju mer tekniskt avancerat ett land är, desto mer titan använder det inom flygindustrin och desto mer avancerad titan använder det.