Primjena materijala od legura titana u vojnoj opremi

Vojni materijali materijalna su osnova nove generacije naoružanja i opreme, a ujedno su i ključne tehnologije u vojnom području današnjeg svijeta. Tehnologija novih vojnih materijala je nova tehnologija materijala koja se koristi u vojnom polju. To je ključ modernog sofisticiranog oružja i opreme te važan dio visoke vojne tehnologije. Zemlje diljem svijeta pridaju veliku važnost razvoju tehnologije novih vojnih materijala. Ubrzavanje razvoja tehnologije novih vojnih materijala važan je preduvjet za održavanje vojnog vodstva. Ovaj će se članak usredotočiti na primjenu materijala od legura titana u vojnoj opremi.

Legura titana je legura nastala dodavanjem drugih elemenata legure titanu. Legura titana ima dobru otpornost na koroziju, otpornost na zamor i visoku specifičnu čvrstoću, te igra nezamjenjivu ulogu u smanjenju težine zrakoplovne opreme. Stoga se naširoko koristi u zrakoplovnim motorima, zrakoplovima, projektilima i drugim područjima. Kako bi se zadovoljile značajke velike brzine i visoke manevarske sposobnosti naprednih lovaca, potrebno je smanjiti težinu što je više moguće uz osiguranje strukturne čvrstoće trupa, au isto vrijeme imati jaku otpornost na visoke temperature. Legura titana je metalni materijal s najvećom specifičnom čvrstoćom (omjer čvrstoće i težine). Može značajno smanjiti težinu zrakoplova i poboljšati strukturnu učinkovitost dok zadovoljava visoku strukturnu snagu naprednih lovaca.

Titan ima niz izvrsnih svojstava kao što su mala težina, visoka specifična čvrstoća i otpornost na koroziju. To je izvrstan lagan strukturni materijal s visokim talištem, novi funkcionalni materijal i važan biomedicinski materijal. Široko se koristi u zrakoplovstvu, zrakoplovstvu, brodovima, nuklearnoj energiji, kemijskoj industriji, nafti, metalurgiji, električnoj energiji, lakoj industriji, liječenju, sportu, zaštiti okoliša i svakodnevnom životu ljudi. Tržišna perspektiva postaje sve šira s napretkom društva. Titan spada u kategoriju rijetkih metala, ali resursi titana su izdašni i mogu učinkovito zadovoljiti potrebe društvenog razvoja. Kina, Sjedinjene Države, Rusija, Japan i druge zemlje uspostavile su kompletan sustav metalurgije, obrade, primjene i znanstvenog istraživanja titana. Europa i druge zemlje također su uspostavile napredne sustave obrade, primjene i znanstvenog istraživanja titana i legura, koji pružaju pouzdana jamstva za proizvodnju visokokvalitetnih materijala od titana. Stoga je titan vrsta materijala na čijem istraživanju, razvoju i primjeni ljudi naporno rade.

Od kasnih 1960-ih, količina titana koji se koristi u vojnim zrakoplovima povećavala se iz godine u godinu. Trenutačno se količina titanijske legure koja se koristi u raznim naprednim lovcima i bombarderima dizajniranim u Europi i Sjedinjenim Državama stabilizirala na više od 20%, a količina titana koja se koristi u američkom lovcu F-22 je visoka kao 41%. Trenutačno je potrošnja titanijske legure svake jedinice borbenog zrakoplova treće generacije moje zemlje oko 2,25 tona, što je 12 puta više od potrošnje zrakoplova druge generacije (J-8 0.2 tone); potrošnja legure titana za svaku jedinicu borbenog zrakoplova četvrte generacije može doseći oko 3,6 tona. S povećanjem vrijednosti, planirane potrošnje i količine legura titana za vojne borbene zrakoplove četvrte generacije, očekuje se da će potražnja na tržištu za vrhunskim vojnim legurama titana nastaviti rasti.

S razvojem modernog ratovanja, vojska treba višenamjenski napredni haubički sustav velike snage, velikog dometa, visoke točnosti i sposobnosti brzog odgovora. Jedna od ključnih tehnologija naprednih haubičkih sustava je tehnologija novih materijala. Olakšavanje materijala za samohodne topničke kupole, komponente i laka metalna oklopna vozila neizbježan je trend u razvoju oružja. Pod pretpostavkom osiguravanja dinamike i zaštite, legure titana naširoko se koriste u vojnom oružju. Korištenje legure titana u kočnici trzaja topa 155 može ne samo smanjiti težinu, već i deformaciju cijevi topa uzrokovanu gravitacijom, učinkovito poboljšavajući točnost gađanja; neke komponente složenog oblika na glavnim borbenim tenkovima i helikoptersko-protutenkovskim višenamjenskim projektilima mogu biti izrađene od legure titana, što ne samo da može zadovoljiti zahtjeve performansi proizvoda, već i smanjiti troškove obrade komponenti.

Dugo vremena u prošlosti primjena legura titana bila je uvelike ograničena zbog visokih troškova proizvodnje. Posljednjih godina zemlje diljem svijeta aktivno razvijaju jeftine legure titana, dok smanjuju troškove, a također moraju poboljšati performanse legura titana. U mojoj su zemlji troškovi proizvodnje legura titana još uvijek relativno visoki. Uz postupno povećanje upotrebe legura titana, traženje nižih troškova proizvodnje neizbježan je trend u razvoju legura titana.

Titan je metal s izvrsnim performansama i obilnim resursima razvijen 1950-ih. Uz sve hitniju potražnju za materijalima visoke čvrstoće i niske gustoće u vojnoj industriji, proces industrijalizacije legura titana značajno je ubrzan. U inozemstvu je težina titanskih materijala na naprednim zrakoplovima dosegla 30~35% ukupne težine konstrukcije zrakoplova. Tijekom Devetog petogodišnjeg plana, kako bi se zadovoljile potrebe zrakoplovstva, zrakoplovstva, brodova i drugih odjela, zemlja je leguru titana učinila jednim od razvojnih prioriteta novih materijala. Očekuje se da će deseti petogodišnji plan postati razdoblje brzog razvoja novih materijala i novih procesa za legure titana u mojoj zemlji.

Iz perspektive strukture potražnje na globalnom tržištu, legure titana uglavnom se koriste u zrakoplovnoj industriji, nacionalnoj obrani i vojnoj industriji te drugim industrijama. Među njima, potražnja za primjenom u zrakoplovnoj industriji je najveća, čini oko 50%, uglavnom se koristi u proizvodnji zrakoplova i motora. Međutim, u usporedbi s Kinom, postoje očite razlike u strukturi potražnje za proizvodima od titana. U Sjevernoj Americi i Europskoj uniji, koje su razvile zrakoplovnu i vojnu obrambenu industriju, posebno u Sjedinjenim Državama, više od 50% potražnje za proizvodima od titana dolazi iz zrakoplovne i vojne obrambene industrije. Iako je moja zemlja jedan od najvećih svjetskih proizvođača i potrošača metala titana, većina potražnje moje zemlje za proizvodima od titana dolazi iz kemijske industrije, a primjena je uglavnom materijala otpornih na koroziju s relativno niskim tehničkim sadržajem. Iako je udio potražnje za visokom opremom u području zrakoplovstva porastao u posljednje dvije godine, još uvijek iznosi samo oko 18,4% (10,000 tona), daleko ispod međunarodnog prosjeka. Gore navedeni podaci pokazuju da što je neka zemlja razvijenija, što je njezin industrijski opseg veći, to više titana koristi; što je država tehnološki naprednija, to više titana koristi u zrakoplovnoj industriji i to više vrhunskog titana koristi.