文章目录:
1、钛及钛合金的性质和应用2、哈尔滨直飞莫斯科,看看这架全货机首航都“快递”了啥?3、奇葩举动惹恼航空公司 飞机上哪些地方不能碰
钛及钛合金的性质和应用
钛及钛合金的性质和应用
(一)钛的性质
钛的外观与钢极为相似,密度为4.51克/厘米3,不足钢的60%,是难熔金属中密度最低的金属元素。
钛在常温下的空气中十分稳定。当加热到400~550℃时,则在表面生成一层牢固的氧化膜,起防止进一步氧化的保护作用。钛吸收氧、氮、氢的能力很强,这类气体是对金属钛十分有害的杂质,即使含量甚微(0.01%~0.005%)也能严重影响它的力学性能。
钛的力学性质即通称的机械性能与纯度十分相关。高纯钛具有优良的机加工性能,延伸率、断面收缩率均佳,但强度低,不适合作结构材料。工业纯钛含有适量的杂质,具有较高的强度和可塑性,适宜制作结构材料。
在钛的化合物中以二氧化钛(TiO2)最有实用价值。Ti02对人体呈惰性,无毒害,它具有一系列优良的光学性质。Ti02不透明,光泽度与白度高,折射率与散射力大,遮盖力强、分散性好,制成的颜料为白色粉末,俗称钛白,应用甚广。
(二)钛的应用
1.钛及其钛合金的应用
致密金属钛由于质量轻,比铝合金强度高,能在高温下保持比铝为高的强度而受到航空工业的高度重视。鉴于钛的密度为钢的57%,其比强度(强度/重量比或强度/密度比皆称比强度)高,抗腐蚀、抗氧化、抗疲劳能力均强,钛合金的3/4用作以航空结构合金为代表的结构材料,1/4主要用作耐蚀合金。
钛合金有低强高塑性、中强和高强之分,为200(低强)~1300(高强)兆帕,但大体上可以把钛合金看作是高强合金。它们比被认为是中强的铝合金的强度为高,在强度上已完全可以取代某些型号的钢材。与铝合金在150℃以上的温度下强度迅速下降相比,某些钛合金在600℃仍能保持良好的强度。
除强度外,按用途还可分为耐热、耐蚀、低温及特殊功能(如TiNi形状记忆合金、TiFe贮氢合金)等钛合金,按相组成可分为α、α+β和β 及近α、亚稳定等数种类型。至今投入生产的合金牌号已超过100种,工业上广泛应用的只有10余种。其中作结构合金用的Ti-6Al-4V在钛合金的整个销售市场中占60%,居主导地位,其次是Ti-5Al-2.5Sn,它的长期工作温度可达500℃(强度为780~980兆帕)。
但是,钛有两个主要因素使这个资源丰富的元素不能成为常用金属。首先是成本。按美国的市场价格,每磅(1磅=0.45千克)钛锭坯8~12美元,铝锭为1.00~1.30美元/磅,碳素钢为0.20~0.40美元/磅。但主要因素是钛本身的活性极强,很难处理。炉内气氛必须严格控制,焊接须在惰性气氛内进行。金属钛的活性高、热导率低、变形抗力大、常温可塑性差,变形过程中不但易与模具粘结,特别在机加工时有刀具和磨料粘结到热的加工表面的倾向,使标准结构件的制造产生大量废钛屑,即所谓的残钛。一般锻造钛锭加工可产生70%的残钛,有时这一数字可高达90%。
为减少过高成本造成的负担,一方面发展了残钛处理工艺,另一方面开发了近净成形、超塑成形、精密铸造和粉末冶金以及热等静压与扩散连接等高新技术。比如通过制粉、成型、烧结或热等静压固结方法加工而成的粉末冶金制品为近净成形件,材料利用率高达80%,既降低了材料消耗,又明显减少了切削加工量。又如大型薄壁精密铸造技术在钛合金中的应用,使钛铸件性能接近钛锻件,而成本降低50%左右。
钛及钛合金的主要消费领域首先是航空工业。20世纪80年代,美国航空工业用钛占钛材总用量的74.8%,俄罗斯、英国等也主要用于航空工业,日本90%的钛材用于民用工业。近年来,钛材在非航空航天工业中的应用不断增加,航空航天仍居“主打”地位。从1952年钛在道格拉斯DC-7班机上用作发动机短舱和隔火壁开始,至今许多飞机的结构件均已使用钛合金制造。在波音757、超音速SR-71黑鸟、F-22喷气战斗机、空间卫星和导弹上,钛零件都起到极为关键的作用。如飞机内的风扇圆盘、发动机叶片等均为钛铸件和锻件制造。
钛的第二项应用领域则与利用其抗蚀能力相关。其中用量最大是作氯碱生产的电极材料。钛阳极使用寿命为石墨阳极的10倍,使产能提高近1倍,节电15%。年产1万吨苛性钠,约需5吨钛。
在航海业的船舶制造中,钛曾有过昔日辉煌。前苏联制造的6~7艘3000吨级核潜艇中每艘用钛量高达560吨(其阿尔法级潜艇的钛用量在908吨以上)。近年来在海洋油气勘探与开发方面钛则显示了巨大的威力,仅1997~1999年期间欧洲在北海油气开发方面就投入了150亿美元,用于建造21个悬浮式生产作业船和64个平台。一个新平台的生命安全系统需50~500吨钛,楔形应力接头需50~100吨钛,可伸缩升降器需400~1200吨钛,固定升降器需1400~4200吨钛。
在能源工业中已知用钛作发电装置的冷凝器和热交换器,近年来在地热井地热开发方面,钛也大展风采,充分显示了自身的抗蚀能力。在地热卤水的高温腐蚀性环境中用作动力蒸汽涡轮,其他材料皆因寿命短而不得不被钛取而代之。用钛的优点在于能提高采热的生产率和地热井的寿命。20世纪90年代开始美国在南加州Salton Sea地区打了一口温度高达300℃的地热井,至令已使用Ti-6Al-4V-0.1Ru合金热轧无缝管227吨。估计今后十年内世界各地地热开发的用钛量可能达到2400吨。我国西藏地区的羊八井电站如采用钛材,其面貌将大为改观。
海洋油气钻探与地热开发主要使用Ti-6Al-4VELI、Ti-3Al-2.5V、Ti-6Al-4V-0.1Ru、Ti-3Al-2.5V-0.1Ru及含钼Ti-38644(Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo)等合金。船用紧固件使用Ti-5111(Ti-5Al-1Sn-1Zr-1V-0.8Mo)合金。我国为适应海洋工程的需要,也开发了Ti75、Ti31和Ti631等合金。
据统计一台20万千瓦火力发电机组用钛量为90吨,一座核电站用钛量为80~100吨。可见能源与腐蚀等方面的用钛量不容漠视。
高尔夫球、生物材料和汽车制造是钛材三个极有希望的新的应用领域。
在运动与休闲领域,高尔夫球具用量的增长颇富戏剧性,1993年钛尚未进入这一领域,1997年用钛量一下增长到4000吨。原因是用钛作球棒强度高、质地轻、击球距离平均提高20~30码(1码=0.9144米)或15%。钛球棒的出现使美国1998年内增加了448个新球场。球员的数目达到2500万人(接近于全世界的一半)。1994年只卖出500个球棒,1995年一下增到19万个,而到1997竟猛增到172万个。钛在休闲运动领域大有用武之地,诸如在滑雪板、雪橇、冰斧、冰爪等爬山设施等方面。
钛有极佳的生物相容性、低的膨胀系数、高度耐用性及无磁性,是极佳的骨骼支撑材料。作为植入的髋关节其重量约为不锈钢的一半,并且骨组织在生长时还可直接粘牢在钛植人体上。膝关节、义齿再造等也使用钛合金。据统计,全世界每年医学植人的用钛量在600-1000吨之间。所用钛材除Ti-6Al--4VELI(超低间隙氧)外,还开发了无铝(免除对肾和肺的毒害)Timetal 21SRx(Ti-2.75Nb-15.2Mo-0.34Fe-0.18Si-0.250)与Timetal 21S(Ti-2.9Nb-14-9Mo-0.09Fe-2.9Al-0.22Si-0.140)、Ti-6Al-7Nb等钛合金。
低成本钛的生产及钛粉末加工技术的发展,已有可能将钛的应用延伸到汽车行业。用钛制造的弹簧已开始在一级方程式赛车上、竞赛用摩托车以及最高级的法拉利汽车上应用。估计不久在轻型汽车的发动机阀门、连杆、悬簧、排放系统及紧固件上将获得应用。估计钛大举进入汽车市场将从日本和美国开始。美国每年能够生产1600万辆轿车和轻型卡车,日本本田公司1998年下半年已先期将钛阀门用于Altezza家庭轿车。
2.钛白的应用
钛白主要用于涂料、塑料、造纸、合成纤维、印刷油墨、橡胶、搪瓷等方面,为其他白色涂料所不及。超微细钛白和水及有机溶剂组成的钛溶胶已成为独立的新品种,应用于化妆品、透镜表面涂饰剂、油墨与涂料添加剂,其应用领域仍在扩大。美国是全球钛白的最大生产国和消费国,1998年的产量为136万吨,表观消费量为113万吨,产值高达30亿美元。我国的产量和用量则小得多。美国钛白的消费,50%为颜料、油漆、清漆,23%为造纸,23%为塑料,9%为其他用途。
3.其他应用
用钛铁矿精矿制成的钛铁(TiFe)是制造不锈钢时使用的脱氧剂和稳定剂,钛铁贮氢阳极在贮氢电池制造中与稀土贮氢材料在性能上各有千秋,而成本则相对要低,在贮氢、运输、催化、燃料电池等方面与稀土将有一搏。Ti—Ni形状记忆合金更是医用和军工不可或缺的高新技术材料。至于电子陶瓷功能材料钛酸钡、钛酸锶、钛化合物催化剂以及有机钛耐热漆和钛环氧涂料等的用途更是不胜枚举。
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哈尔滨直飞莫斯科,看看这架全货机首航都“快递”了啥?
记者从哈尔滨市商务局获悉,5月10日21时50分,一架满载32吨百货商品、机电设备及配件的波音757型全货机,由哈尔滨太平国际机场起飞直达俄罗斯首都莫斯科。这是继2013年开通对俄电商物流航空货运通道后,哈尔滨市开通的又一条对俄货运包机航线。
首航仪式现场
据了解,该航线的开通是哈尔滨市政府对接国家“一带一路”和龙江“一窗四区”建设的重大战略部署,也是全力打造对俄合作中心城市和国际航空枢纽城市,进一步巩固哈尔滨对俄物流集散中心地位,继续打造跨境物流体系,构建以对俄开放为重点的全方位对外开放新格局的又一重要措施。
装货中
该航线由省交投集团权属的哈尔滨俄运通科贸股份有限公司运营,是俄运通公司继开通哈俄班列铁路通道后,致力于开展跨境多式联运,全面建设以哈尔滨为物流集散基地的国际物流枢纽体系,打造中俄物贸供应链一站式服务平台而作出的重要举措。哈尔滨-莫斯科直达货运航线每班业载35吨左右,每周发运5班,预计2021年全年执飞150班,可满足跨境电商和一般贸易等不同贸易方式下各类型货物的高效运输需求。
下一步,哈尔滨市政府将继续加强统筹谋划,坚持新发展理念,在构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局中树立全球视野,深度融入共建“一带一路”,打造航空、铁路和公路“三位一体”的立体化跨境物流体系,不断完善和发展以对俄罗斯和东北亚为重点、辐射欧洲和北美的区域性对外开放新格局。
?记者:韩丽平
摄影:韩丽平
来源: 黑龙江日报
奇葩举动惹恼航空公司 飞机上哪些地方不能碰
80岁的邱老太在刚过去的6月底登顶热搜,意外变成“网红”,她以总价一块七的几枚投向发动机的“许愿硬币”,秒杀了在机场拿电磁炉煮面的中国大妈。结局大家都看见了,飞机延误五个多小时,航班被迫检修。
这些年那些“另类”乘客的好奇心和奇葩举动,飞机真的伤不起,广大乘客真的伤不起。
老太投硬币引发“安全”热议
6月27日下午,为“祈福求飞行平安”,80岁的邱老太登机时往飞机发动机内抛掷了硬币。“上机投币?也是醉了”、“把飞机当菩萨了?”、“太危险了吧,空中许愿池?”……事件消息传出后,立刻引起公众热议和关注,无奈、愤慨、调侃、担心、惊讶等等,什么反应都有。
这架原计划12时40分起飞的南航CZ380航班,最终延误到18时16分才起飞,其间机上150名旅客被迫下机滞留,涉事旅客邱老太被公安部门带走调查。
南航维修部门对飞机发动机进行了全面检查。经勘查,机务人员在飞机发动机附近共发现9枚硬币,其中2枚5角硬币,6枚1角硬币,发动机内部则有1枚1角硬币。经上海市公安局国际机场分局调查,邱老太无违法犯罪和精神疾病史,称其抛掷硬币是为了祈求飞行平安。据其邻居反映,邱老太平日信佛。
这是公众周知的一件事,最近,还有一件类似事件发生。6月12日中午,首都机场一架待飞的厦航MF8118航班上,一名女乘客擅自开启飞机舱门处的应急滑梯,这一行为导致航班取消,机上113名旅客分两批转签到当天下午的其他航班。首都机场警方称,该乘客因擅自移动航空设施被公安机关拘留12日。
有网友透露,这名女乘客坐在应急出口的49排靠窗,是听到乘务员提醒“只能在紧急情况下才能触碰”后,想尝试一下。于是,她因好奇直接伸手拉动边上的应急滑梯手柄,乘务员虽然大声制止,但为时已晚,翼上应急滑梯已充气放出。
被误放的是B757飞机翼上滑梯,即使滑梯气囊没有损坏,最低维修成本也要10万元左右。如果气囊损坏报废,直接损失估计要45万元人民币。
应急滑梯是民航飞机的必备安全设备,该装置用于机上人员进行陆地撤离和水面撤离,一旦误放则影响飞行安全,正常情况下不能擅自开启。如果乘务人员误放滑梯,甚至会面临被解雇的处罚。
各种奇葩事件层出不穷
我国《民用航空安全保卫条例》第二十五条明确规定,航空器内禁止盗窃、故意损坏或者擅自移动救生物品和设备,禁止危及飞行安全和扰乱航空器内秩序的其他行为。因此,根据该《条例》第三十八条“违反本条例规定的,除依照本章的规定予以处罚外,给单位或者个人造成财产损失的,应当依法承担赔偿责任”的规定,航空公司可以向涉事旅客索赔。
虽然有安全意识和法律规定等约束就在眼前,可还是压抑不住某些“好奇宝宝”的双手,近年来,很多关于乘客私自打开舱门和应急滑梯、损坏或带走应急设备如救生衣的事件报道时有发生。
公开资料显示,去年12月23日,吉林省延吉市人民法院对我国首例擅开飞机应急舱门案当庭宣判,认定由此造成直接经济损失的数额为人民币3.4万元。
2010年7月15日,一架从杭州飞往澳门的班机在滑行起飞时,安全门的把手被乘客方先生拉下,3米长的充气滑梯从安全门下端的窗口弹出,滑行中的飞机只得返回。客机因此需要花费2万美元左右的维修费用,128名乘客被延误了近3小时。这位方先生被拘留5天,并处以500元罚款。
2010年6月26日傍晚,一位宁波小伙在去往南宁的厦航飞机上,同样出于好奇,拉动了安全门的把手。这一次更加危险了,因为飞机已经起飞10分钟。所幸机长及时发现驾驶舱的应急装置报警,机舱压力有点失衡。在检查之后,立即返航。
2008年2月,重庆一名旅客从杭州乘机到达重庆江北国际机场后,由于急着下飞机而扳动了逃生门,造成充气滑梯弹出后收不回来,飞机因此延误2小时,后来乘客赔偿了1万元。
飞机三大禁区不能碰
“安全门、应急设备、红色按钮与把手。”中国联航资深乘务长邹燕强调了三方面飞机上重中之重的不许触碰的禁区。
“安全门绝对不要碰,充气滑梯要是在滑行时打开就更危险了。”邹燕表示。
据了解,飞机的安全门是在飞机发生意外情况下供机上旅客逃生使用的。安全门下方还有充气滑梯。紧急逃生时,需要先拉下把手,充气滑梯弹出,接着打开安全门,机上乘客坐充气滑梯逃生。乱碰安全门,会严重影响飞行安全,甚至酿成机毁人亡的惨剧。
同时,飞机上红色的按钮和把手,以及贴着安全提示语的地方,都不要随便触碰,虽然这些按钮一般在乘客不容易触碰到的地方,但是一旦触碰后果不堪设想。就算餐车上的红色扶手,也不可随意乱动。因为这是餐车的刹车,若趁空乘人员不注意解开刹车,餐车可能在机舱内移动,撞伤乘客。“还有乘客不知道怎么触碰了座椅上方服务面板特定位置,导致氧气面罩掉落。”
另外就是应急设备请不要触碰和阻挡。“飞机因为机型不同,氧气瓶和灭火器的放置位置不同,有的乘客把行李箱堵在那里,一旦有火情或有生病乘客需要灭火器或吸氧设备,会很不方便拿。”
邹燕还告诉记者,在非紧急时刻,有乘客还曾经把座椅下面的救生衣拿出来打开或带走,还有好奇的乘客会拿出救生衣充气。飞机上配备的专用救生衣,是预备飞机发生紧急情况于水上迫降时,提供给乘客保命用的。并且,这些专用救生衣属于一次性使用设备,一旦取出打开即无法再次使用。
航空公司规定要严守
空客(北京)工程技术中心的工程部门经理鹿志兴博士是个专业的飞机工程师,他非常认真严肃地提醒乘客,“千万别往发动机投异物或离发动机太近,这绝对不是闹着玩儿的小事。”
因为异物对发动机的影响是非常大的,后果非常严重。当发动机开始工作的时候,异物可以影响发动机的核心部件,并可能对高速运转的叶片造成损伤,使发动机无法正常工作。
鹿志兴博士还提示乘客:“飞机各种结构均有承载极限,我们在乘坐飞机时,要严格遵守航空公司规定和机组人员的安排,只有这样才能保证飞行过程的安全。就连行李架,也是有承重上限的,咱们要按规矩来。”
鹿志兴博士还强调,很多乘客不理解,为什么笔记本电池、充电宝等不让托运而让随身带,因为你托运的行李在货舱,货舱里一旦起火,不易被发现,不像客舱里起火,比较容易被发现,但货舱容易着了大火还不知道,所以非常危险。
但鹿志兴博士也给乘客们吃了颗“定心丸”:“目前飞机的安全性比30年前提高了10倍,坐飞机比坐汽车安全22倍,飞机是最安全的公共交通方式。而以我们空中客车公司来说,每天就有数以万计的工程师时刻工作在飞行安全的第一线。”(孟环)
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