作者：郭建军钛合金粉增强复合材料拜尔法耐蚀性损伤容限克罗尔粉末冶金法购买量kroll洛克希德
摘要：钛具有出色的耐蚀性、与石墨增强复合材料良好的兼容性以及很好的损伤容限性等特性,特别适合使用于航空飞行器中。按目前的材料购买与成品产出比率,F-35项目每年将消耗多达700万磅的钛,这个数字是F-22项目用钛的近两倍。洛克希德·马丁已经开始实施其"黑钛工程",通过降低钛消耗量,而不是减少钛零件的数量来降低成本。最终,我们要减少在当前钛合金产品加工中存在的浪费现象。当前大部分钛产品的制造方法-克罗尔(Kroll)法已使用了近60年了。克罗尔本人于1950年曾预测,由于该方法效率低下,在此后的15年内将会被别的方法所取代。钛也被误认为是一种贵重金属,而其实并不是这样。它在地壳表面的元素含量排到第九位。相比之下铝在地壳表面的元素含量排第三,但可使用相当有效的方法将其转化成一种可以利用的形式。20世纪之交以前,铝被认为贵如白金,后来采用拜尔法(Bayer)将铝的价格从1,200美元/千克降到0.60美元/千克。对于钛来说,一种高效率并减少材料购买量来制造相同部件的方法是粉末冶金法(PM)。以前,钛合金粉一直都是非常昂贵的。而新开发的钛合金制作方法可生产出粉末与大量生产钛锭的方法媲美,而钛锭则需要经过多次熔炼来实现均匀性。从理论上讲,使用粉末我们应该能更接近净成型,减少初始购买量,显著降低加工成本。这种低成本钛粉可实现商业化生产,有可能引发钛应用模式的转换。由于新粉末的潜在成本低于传统的PM级粉,PM技术与新粉末的凝结在经济上是可行的。本文将讨论当前"黑钛工程"的现状,及其对F-35项目的潜在影响。
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