Με την περαιτέρω ανάπτυξη της αεροδιαστημικής βιομηχανίας και τη συνεχή εξερεύνηση του βαθέως διαστήματος, οι απαιτήσεις απόδοσης των δομικών μερών του διαστημικού σκάφους για υλικά χαμηλής θερμοκρασίας έχουν αυξηθεί περαιτέρω.
Από τη μία πλευρά, τα δομικά υλικά του διαστημικού σκάφους πρέπει να έχουν επαρκή αντοχή και σκληρότητα και εξαιρετικές θερμικές ιδιότητες σε χαμηλές θερμοκρασίες. Από την άλλη πλευρά, λαμβάνοντας υπόψη την πολυπλοκότητα του σχήματος των δομικών μερών του διαστημικού σκάφους, τα υλικά πρέπει να έχουν καλή δυνατότητα επεξεργασίας. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά υλικά χαμηλής θερμοκρασίας, τα κράματα τιτανίου έχουν υψηλότερη αντοχή διαρροής σε χαμηλές θερμοκρασίες, η οποία είναι τριπλάσια από αυτή του ανοξείδωτου χάλυβα. Ταυτόχρονα, η πυκνότητά του είναι μόνο 1/4~1/2 από ανοξείδωτο χάλυβα. Επιπλέον, το κράμα τιτανίου έχει επίσης μια σειρά από πλεονεκτήματα όπως χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, μικρό συντελεστή διαστολής και μη μαγνητισμό, επομένως είναι πολύ κατάλληλο για χρήση ως νέο υλικό χαμηλής θερμοκρασίας στον αεροδιαστημικό τομέα.
Προς το παρόν, τα κράματα τιτανίου χαμηλής θερμοκρασίας που χρησιμοποιούνται συνήθως στο εσωτερικό και στο εξωτερικό είναι κυρίως κράματα σχεδόν τιτανίου και κράματα τιτανίου δύο φάσεων που περιέχουν μικρή ποσότητα φάσης. Επειδή δεν περιέχει ή περιέχει μόνο μια μικρή ποσότητα φάσης, η πλαστικότητα της διεργασίας του είναι φτωχή, γεγονός που καθιστά δύσκολο τον σχηματισμό πολύπλοκων μερών όπως οι τουρμπίνες.
Δεδομένου ότι το κράμα άλφα τιτανίου δεν μπορεί να ενισχυθεί με θερμική επεξεργασία, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για εξαρτήματα με χαμηλότερη καταπόνηση, όπως σωληνώσεις υγρού υδρογόνου, αντλίες υδρογόνου κ.λπ., και δεν μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις για περιστρεφόμενα εξαρτήματα υψηλής ταχύτητας όπως πτερωτές. Ταυτόχρονα, με την περαιτέρω ανάπτυξη της εξερεύνησης του διαστήματος στο βάθος, η ώθηση του κινητήρα υδρογόνου-οξυγόνου θα αυξηθεί περαιτέρω στο μέλλον, γεγονός που απαιτεί τα εξαρτήματά του σε χαμηλή θερμοκρασία να έχουν υψηλότερη αντοχή. Ως εκ τούτου, η ανάπτυξη κραμάτων τιτανίου χαμηλής θερμοκρασίας υψηλότερης απόδοσης είναι επείγουσα. Σε σύγκριση με τα κράματα -τιτανίου, τα κράματα -τιτανίου έχουν υψηλότερη αντοχή και καλή μορφοποίηση και είναι πιο κατάλληλα για σύνθετα εξαρτήματα. Επομένως, η τάση ανάπτυξης των κραμάτων τιτανίου σε χαμηλή θερμοκρασία είναι η εξής.
1) Αναπτύξτε κράματα τιτανίου με υψηλότερη αντοχή σε χαμηλή θερμοκρασία και πλαστικότητα για να καλύψετε τις απαιτήσεις μεγαλύτερων κινητήρων υδρογόνου-οξυγόνου ώσης. Ταυτόχρονα, θα πρέπει να βελτιώσουμε την έρευνα για τον μηχανισμό παραμόρφωσης χαμηλής θερμοκρασίας των κραμάτων τιτανίου φάσης και να αποσαφηνίσουμε τις κρίσιμες συνθήκες για την όλκιμο-εύθραυστη μετάβαση των κραμάτων τιτανίου φάσης.
2) Ανάπτυξη χαμηλού κόστους κραμάτων τιτανίου χαμηλής θερμοκρασίας για μη στρατιωτική χρήση. Δεδομένου ότι τα κράματα τιτανίου σε χαμηλή θερμοκρασία έχουν αυστηρές απαιτήσεις για τα ενδιάμεσα στοιχεία, με αποτέλεσμα υψηλό κόστος, επί του παρόντος χρησιμοποιούνται σπάνια από πολίτες. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν στο μέλλον χαμηλού κόστους κράματα τιτανίου χαμηλής θερμοκρασίας.
3) Ανάπτυξη νέων τεχνολογιών διαμόρφωσης και μεθόδων επεξεργασίας για την κάλυψη των απαιτήσεων των αεροδιαστημικών μερών. Ως τεχνολογία σχεδίασης καθαρού δικτύου, η τεχνολογία μεταλλουργίας σκόνης έχει σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι της παραδοσιακής χύτευσης, σφυρηλάτησης και θερμής διαμόρφωσης. Επιπλέον, άλλες τεχνολογίες μεταλλουργίας σκόνης, όπως η πυροσυσσωμάτωση SPS, η χύτευση με έγχυση σκόνης κ.λπ., θα πρέπει να τύχουν προσοχής και ανάπτυξης.
