Gr9 Cijev od titana (Ti-3Al-2.5V) za hidrauličke sustave u zrakoplovstvu

Što je Gr9 Titanium

Gr9, također napisan kao stupanj 9 i standardiziran kao UNS R56320, legura je titana Ti-3Al-2,5V. Nalazi se između komercijalno čistog titana i radnog konja Ti-6Al-4V u obitelji kvaliteta: dovoljno legiran da postigne otprilike 620 MPa vlačne čvrstoće u žarenom stanju, ali još uvijek dovoljno duktilan i hladno oblikovan da se proizvodi kao bešavne i zavarene cijevi tankog zida. Njegov beta transus je približno 935 stupnjeva, što je nisko u usporedbi s Ti-6Al-4V i čini leguru relativno jednostavnom za obradu.

Materijal je naveden u standardima za proizvode cijevi kao što je ASTM B338 za zavarene i bešavne cijevi, te u odgovarajućim standardima za šipke i kovanje za materijale koji se koriste za izradu fitinga. Specifikacije za zrakoplovne cijevi dodaju zahtjeve za veličinu zrna, završnu obradu površine, ispitivanje bez razaranja i čistoću.

Kemija i mehanička svojstva

U usporedbi s tipičnom austenitnom nehrđajućom cijevi, legura je otprilike 40 % lakša za isti provrt i stijenku, a njezina se čvrstoća u mnogo većoj mjeri zadržava na povišenoj temperaturi. Dodatak aluminija osigurava ojačanje čvrste-otopine i povećava beta transus u odnosu na čisti titan; dodatak vanadija stabilizira beta fazu i poboljšava toplu obradivost.

Zašto zrakoplovni hidraulički sustavi koriste Gr9 cijevi

Težina.Hidraulički vodovi protežu se duž cijele konstrukcije zrakoplova. Zamjenom nehrđajuće cijevi s Gr9 štedi se masa na svakoj liniji, a budući da su vodovi hidraulične tekućine brojni, ušteda se akumulira u cijelom zrakoplovu.

Sposobnost pritiska.Zrakoplovni hidraulički sustavi rade na visokim nazivnim tlakovima, a tanka{0}}čvrstoća stijenke Ti-3Al-2,5V cijevi omogućuje manju stijenku za određeni zahtjev pucanja od usporedive nehrđajuće cijevi.

Vibracije i umor.Vibracije motora i konstrukcije zrakoplova uzrokuju cikličko savijanje vodova i spojeva; legura ima dobru otpornost na zamor u žarenom stanju, posebno tamo gdje su zavoji, stezaljke i nosači pravilno postavljeni.

Otpornost na koroziju.Pasivni oksidni film otporan je na hidrauličku tekućinu, vlagu, slani sprej i većinu sredstava za čišćenje, izbjegavajući zabrinutost zbog rupičaste i -korozije koja utječe na-čelike visoke čvrstoće u morskom okruženju.

Raspon temperature.Legura ima pouzdane performanse od kriogene upotrebe koja se javlja oko goriva i inertnih sustava do temperatura hidrauličkog sustava, bez duktilne-krhke tranzicije feritnih čelika.

Dimenzioniranje, savijanje i praksa ugradnje

Veličine zrakoplovnih cijevi navedene su kao vanjski promjer s debljinom stijenke, u inčnim i metričkim serijama. Tipična praksa u trgovini uključuje:

Radijus savijanja je minimalan što specifikacija dopušta za korišteni promjer i zid; uži radijusi zahtijevaju savijanje s unutarnjom potporom, kao što je trn ili taljivo punilo, kako bi se spriječila ovalnost i stanjivanje stijenke na vanjskoj strani savijanja.

Hladno savijanje normalno je za tank{0}}cijev Gr9. Opruga je značajna i kompenzira se alatima, a ne pretjeranim-savijanjem zrakoplova.

Završna priprema slijedi sustav spajanja koji se koristi. Priključci bez šiljke i priključci s šiljcima nameću svoje vlastite zahtjeve u pogledu pravokutnosti reza, skidanja ivica i stanja stijenke, a krajevi cijevi obično se provjeravaju prije sastavljanja.

Razmak stezanja postavljen je tako da linije ne vibriraju na strukturi. Izbjegava se kontakt između titanijske cijevi i stezaljke od različitog metala gdje su moguća galvanska oštećenja ili oštećenja.

Cijevima se rukuje i skladišti s čepovima. Titan je-osjetljiv na umor, a ogrebotina na vanjskom promjeru tanke-linije zida povećava naprezanje.

Zavarivanje i toplinska obrada

Gr9 cijev zavarena je elektrolučnim zavarivanjem s plinskim volframom uz zaštitu od argona visoke -čistoće, a za kritične zrakoplovne spojeve zavarivanje se provodi u zatvorenoj komori ili s pratećim štitovima tako da spoj ostane svijetao i neoksidiran. Čak i blaga diskoloracija površine ukazuje na preuzimanje kisika i dušika i obično se odbija. Tanko{4}}linije se često zavaruju autogeno, bez punila, na četvrtasti sučeoni spoj; deblji dijelovi koriste odgovarajuće titansko punilo.

Nakon oblikovanja i zavarivanja, dijelovi se čiste, dekapiraju gdje je dopušteno kako bi se uklonila kontaminacija i toplinski se obrađuju u vakuumu ili inertnoj atmosferi. Ublažavanje naprezanja obično se provodi u području od 540 - 650 stupnjeva, znatno ispod beta transusa, tako da je očuvana fina alfa+beta struktura proizvedena proizvodnjom cijevi. Svaki toplinski tretman iznad transusa bi ogrubio strukturu i smanjio duktilnost.

Uobičajene zablude i ograničenja odabira

Gr9 nije zamjena za Ti-6Al-4V gdje je potrebna visoka statička čvrstoća. Za konstrukcijske spojeve i nosače, stupanj veće čvrstoće ostaje uobičajeni izbor.

Gr9 cijev nije zamjenjiva s Gr9 limom ili šipkom u svrhu dizajna. Svojstva su utvrđena na obrascu proizvoda i primjenjivoj normi proizvoda, a tolerancije cijevi i zahtjevi ispitivanja razlikuju se od onih za ploču ili šipku.

Dugotrajna -usluga u zraku na visokoj temperaturi ograničena je unosom kisika i rastom kamenca; legura se ne smije koristiti izvan temperaturnog raspona kvalificiranog za primjenu.

Hladni rad koji se izvodi tijekom savijanja povećava lokalnu čvrstoću i smanjuje lokalnu duktilnost. Ako je dio naknadno oslobođen naprezanja zbog korozije ili zamora, tretman rasterećenja mora biti kompatibilan sa specificiranom temperaturom cijevi.

FAQ

P: Što je Gr9 titanium?
Gr9 je Ti-3Al-2,5V, UNS R56320, alfa+beta legura titana s otprilike 620 MPa minimalne vlačne čvrstoće u žarenom stanju, naširoko se koristi za hidrauličke cijevi u zrakoplovstvu.

P: Koja je razlika između titana Gr9 i Grade 2?
Grade 2 je komercijalno čisti titan s nižom čvrstoćom, ali boljom sposobnošću oblikovanja i zavarljivosti. Gr9 je legiran i znatno jači, pa se koristi tamo gdje unutarnji pritisak i težina pokreću dizajn.

P: Koji standard pokriva Gr9 cijevi?
ASTM B338 pokriva bešavne i zavarene cijevi od legure titana, uključujući stupanj 9; šipke i materijali za kovanje za armature pokriveni su odgovarajućim standardima za proizvode od titana, a zrakoplovne specifikacije dodaju zahtjeve za inspekciju i čistoću.

P: Može li se cijev Gr9 savijati hladno?
Da, tanko{0}}cijev Gr9 se rutinski hladno savija. Unutarnja potpora i kontrolirani polumjer savijanja koriste se za ograničavanje ovalnosti, a opruga se kompenzira u alatu.

P: Zašto Gr9 zavari moraju biti svijetli?
Boja na titanskom zavaru ukazuje na kontaminaciju površine kisikom i dušikom, što dovodi do krtosti spoja. Svijetli, srebrnasti zavar i zona-zahvaćena toplinom su kriterij prihvatljivosti.

P: Je li Gr9 prikladan za-visoku temperaturu?
Koristi se u širokom rasponu, uključujući kriogenu i toplu hidrauliku, ali kontinuirano izlaganje zraku na visokoj temperaturi ograničeno je oksidacijom i difuzijom kisika u metal.