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钛合金具有高强度、高断裂韧性以及良好的抗腐蚀性和可焊接性。随着飞机机身越来越多地采用复合材料结构,钛基材料用于机身的比例也将日益增大,因为钛与复合材料的结合性能远远优于铝合金。例如:与铝合金相比,钛合金可使机身结构的寿命提高60%。
钛合金极高的强度/密度比(达20∶1,即重量可减轻20%)为减轻大型构件的重量(这是对飞机设计师的主要挑战)提供了解决方案。此外,钛合金固有的高耐蚀性(与钢材相比)可以节省飞机日常运行和维护保养的成本。
由于比普通合金钢的加工更为困难,因此通常认为钛合金属于难加工材料。典型钛合金的金属去除率仅为大多数普通钢或不锈钢的25%左右,因此钛棒厂家加工一个钛合金工件需要花费的时间约为加工钢件的4倍。
为了满足航空制造业对钛合金加工日益增长的需求,制造商需要增加生产能力,因此需要更好地理解钛合金加工策略的有效性。典型的钛合金工件的加工是从锻造开始的,直到80%的材料被去除而获得最终的工件外形。