Aplikácia materiálov z titánových zliatin vo vojenskom vybavení

Vojenské materiály sú materiálovým základom novej generácie zbraní a techniky a sú tiež kľúčovými technológiami vo vojenskej oblasti dnešného sveta. Vojenská technológia nových materiálov je nová materiálová technológia používaná vo vojenskej oblasti. Je kľúčom k moderným sofistikovaným zbraniam a vybaveniu a je dôležitou súčasťou špičkových vojenských technológií. Krajiny po celom svete pripisujú veľký význam vývoju nových vojenských materiálov. Urýchlenie vývoja technológie nových vojenských materiálov je dôležitým predpokladom pre udržanie vojenského vedenia. Tento článok sa zameria na aplikáciu materiálov zliatiny titánu vo vojenskom vybavení.

Zliatina titánu je zliatina vytvorená pridaním ďalších prvkov zliatiny k titánu. Zliatina titánu má dobrú odolnosť proti korózii, únave a vysokú špecifickú pevnosť a zohráva nezastupiteľnú úlohu pri znižovaní hmotnosti leteckých zariadení. Preto je široko používaný v leteckých motoroch, lietadlách, raketách a iných oblastiach. Aby spĺňali charakteristiky vysokej rýchlosti a vysokej manévrovateľnosti vyspelých stíhačiek, je potrebné čo najviac znížiť hmotnosť pri zabezpečení konštrukčnej pevnosti trupu a zároveň mať silnú odolnosť voči vysokej teplote. Titánová zliatina je kovový materiál s najväčšou špecifickou pevnosťou (Strength-Weight Ratio). Dokáže výrazne znížiť hmotnosť lietadla a zlepšiť konštrukčnú účinnosť pri splnení vysokej konštrukčnej pevnosti pokročilých stíhačiek.

Titán má rad vynikajúcich vlastností, ako je nízka hmotnosť, vysoká špecifická pevnosť a odolnosť proti korózii. Je to vynikajúci ľahký konštrukčný materiál s vysokým bodom topenia, nový funkčný materiál a dôležitý biomedicínsky materiál. Je široko používaný v letectve, kozmonautike, lodiach, jadrovej energetike, chemickom priemysle, rope, metalurgii, elektrine, ľahkom priemysle, medicíne, športe, ochrane životného prostredia a každodennom živote ľudí. Trhové vyhliadky sa s pokrokom spoločnosti rozširujú. Titán patrí do kategórie vzácnych kovov, ale zdroje titánu sú bohaté a dokážu efektívne uspokojiť potreby sociálneho rozvoja. Čína, Spojené štáty americké, Rusko, Japonsko a ďalšie krajiny zaviedli kompletný systém metalurgie, spracovania, aplikácie a vedeckého výskumu titánu. Európa a ďalšie krajiny tiež zaviedli pokročilé systémy spracovania, aplikácie a vedeckého výskumu titánu a zliatin, ktoré poskytujú spoľahlivé záruky na výrobu vysokokvalitných titánových materiálov. Preto je titán druh materiálu, ktorý ľudia usilovne skúmajú, vyvíjajú a používajú.

Od konca 60. rokov sa množstvo titánu používaného vo vojenských lietadlách z roka na rok zvyšovalo. V súčasnosti sa množstvo titánovej zliatiny používanej v rôznych pokročilých stíhačkách a bombardéroch navrhnutých v Európe a Spojených štátoch amerických ustálilo na viac ako 20 % a množstvo titánu používaného v americkej stíhačke F-22 je také vysoké ako 41 %. V súčasnosti je spotreba titánovej zliatiny každej jednotky stíhacieho lietadla tretej generácie mojej krajiny približne 2,25 tony, čo je 12-násobok spotreby lietadla druhej generácie (J-8 0,2 tony); spotreba titánovej zliatiny každej jednotky stíhacieho lietadla štvrtej generácie môže dosiahnuť približne 3,6 tony. S nárastom hodnoty, plánovanej spotreby a množstva zliatin titánu pre vojenské stíhacie lietadlá štvrtej generácie sa očakáva, že dopyt na trhu po špičkových vojenských zliatinách titánu bude naďalej rásť.

S rozvojom moderného boja armáda potrebuje multifunkčný pokročilý húfnicový systém s veľkým výkonom, dlhým doletom, vysokou presnosťou a schopnosťou rýchlej reakcie. Jednou z kľúčových technológií pokročilých húfnicových systémov je nová materiálová technológia. Odľahčenie materiálov pre samohybné delostrelecké veže, komponenty a ľahké kovové obrnené vozidlá je nevyhnutným trendom vo vývoji zbraní. Pod predpokladom zabezpečenia dynamiky a ochrany sú zliatiny titánu široko používané v armádnych zbraniach. Použitie titánovej zliatiny v brzde spätného rázu 155 pištole môže nielen znížiť hmotnosť, ale aj znížiť deformáciu hlavne pištole spôsobenú gravitáciou, čím sa účinne zlepší presnosť streľby; niektoré zložité tvarované komponenty na hlavných bojových tankoch a vrtuľníkových protitankových viacúčelových strelách môžu byť vyrobené zo zliatiny titánu, čo môže nielen splniť výkonnostné požiadavky produktu, ale aj znížiť náklady na spracovanie komponentov.

Po dlhú dobu v minulosti bola aplikácia titánových zliatin značne obmedzená z dôvodu vysokých výrobných nákladov. V posledných rokoch krajiny na celom svete aktívne vyvíjajú lacné zliatiny titánu a zároveň znižujú náklady a zároveň potrebujú zlepšiť výkon zliatin titánu. V mojej krajine sú výrobné náklady na zliatiny titánu stále relatívne vysoké. S postupným nárastom používania zliatin titánu je hľadanie nižších výrobných nákladov nevyhnutným trendom vo vývoji zliatin titánu.

Titán je kov s vynikajúcim výkonom a bohatými zdrojmi vyvinutý v 50. rokoch minulého storočia. So stále naliehavejším dopytom po materiáloch s vysokou pevnosťou a nízkou hustotou vo vojenskom priemysle sa proces industrializácie zliatin titánu výrazne urýchlil. V zahraničí hmotnosť titánových materiálov na vyspelých lietadlách dosiahla 30~35% celkovej hmotnosti konštrukcie lietadla. Počas deviateho päťročného plánu, s cieľom uspokojiť potreby letectva, kozmonautiky, lodí a iných oddelení, krajina urobila zo zliatiny titánu jednu z priorít vývoja nových materiálov. Očakáva sa, že desiaty päťročný plán sa v mojej krajine stane obdobím rýchleho vývoja nových materiálov a nových procesov pre zliatiny titánu.

Z hľadiska štruktúry dopytu na svetovom trhu sa zliatiny titánu používajú hlavne v leteckom priemysle, národnej obrane a vojenskom priemysle a iných odvetviach. Spomedzi nich je najväčší dopyt po aplikáciách v leteckom priemysle, ktorý predstavuje asi 50 %, pričom sa používa najmä pri výrobe lietadiel a motorov. V porovnaní s Čínou však existujú zjavné rozdiely v štruktúre dopytu po titánových výrobkoch. V Severnej Amerike a Európskej únii, ktoré vyvinuli letecký a vojenský obranný priemysel, najmä v Spojených štátoch, viac ako 50 % dopytu po titánových produktoch pochádza z oblasti letectva a vojenskej obrany. Aj keď je moja krajina jedným z najväčších svetových výrobcov a spotrebiteľov titánových kovov, väčšina dopytu po titánových výrobkoch v mojej krajine pochádza z chemického priemyslu a uplatnenie sú hlavne materiály odolné voči korózii s relatívne nízkym technickým obsahom. Aj keď sa podiel špičkového dopytu v oblasti letectva za posledné dva roky zvýšil, stále predstavuje len asi 18,4 % (10,000 ton), čo je hlboko pod medzinárodným priemerom. Vyššie uvedené údaje ukazujú, že čím je krajina rozvinutejšia, tým väčší je jej priemyselný rozsah, tým viac titánu používa; čím je krajina technologicky vyspelejšia, tým viac titánu používa v leteckom priemysle a tým viac špičkového titánu používa.