Titane utilisé dans les avions

Avec le développement continu de la technologie aéronautique, les avions ont imposé des exigences plus élevées en matière de matériaux en termes de conception structurelle et d’indicateurs de performance. Ils doivent être légers pour réduire le poids de l’avion, haute résistance pour assurer la sécurité structurelle, et une excellente résistance à la corrosion et à haute température pour s’adapter à l’environnement de vol complexe et changeant. Les alliages de titane peuvent répondre à cette demande et sont largement utilisés dans diverses pièces d’avions.

Pourquoi choisir l’alliage de titane ?

• L’alliage de titane est léger mais très résistant, ce qui peut réduire efficacement le poids de la structure de l’avion et améliorer l’efficacité énergétique.
• Un film d’oxyde stable se forme sur la surface du titane, qui peut résister à la corrosion du carburant d’aviation, de l’eau de mer et des environnements chauds et humides.
• Il fonctionne de manière stable sous des charges cycliques élevées, ce qui prolonge la durée de vie des pièces structurelles.
• Certains alliages de titane peuvent fonctionner à des températures supérieures à 500 °C et conviennent aux zones à haute température du moteur.

Pièces en alliage de titane pour l’aéronautique

Composants structurels d’aéronefs

Les pièces structurelles d’aéronefs telles que les cadres de fuselage, les poutres de plancher, les structures de caisson d’aile, les pylônes de moteur et d’autres composants porteurs clés doivent avoir une résistance, une résistance à la fatigue, une résistance à la corrosion et d’autres caractéristiques élevées. En raison de l’application répandue des matériaux composites, les matériaux de ces pièces structurelles doivent également être fortement adaptés aux matériaux composites en termes de propriétés électrochimiques et de coefficients de dilatation thermique pour éviter la corrosion et les contraintes thermiques.

Pourquoi choisir les alliages suivants pour les pièces structurelles d’aéronefs :

Les principales exigences en matière de matériaux pour les pièces structurelles d’aéronefs comprennent une résistance élevée, un poids léger, une résistance à la fatigue, une résistance à la corrosion et une compatibilité avec les matériaux composites.

L’alliage Ti-6Al-4V présente des avantages de performance complets et convient à la plupart des pièces structurelles. En particulier lorsqu’il est utilisé en conjonction avec des matériaux composites, il peut améliorer considérablement la durabilité structurelle et réduire les coûts de maintenance.

L’alliage Ti-5553 est un nouveau type d’alliage de titane haute performance avec une bonne trempabilité de section épaisse, une résistance à la fatigue et une ténacité à la rupture exceptionnelles, et convient aux environnements de charge complexes.

Exemples d’application :

Dans les applications réelles, l’alliage Ti-6Al-4V est largement utilisé dans le cadre du fuselage, les poutres de plancher et les structures du caisson d’aile du Boeing 787 Dreamliner, ce qui représente plus de 15 % du poids total de l’avion.

Les pylônes moteurs et les structures de connexion du caisson d’aile de l’Airbus A350 XWB font un usage intensif de l’alliage Ti-5553, ce qui améliore considérablement les performances globales et la durée de vie de l’avion.

Système de train d’atterrissage

Le système de train d’atterrissage est un composant clé qui supporte des charges d’impact élevées lors du décollage, de l’atterrissage et du roulage des avions. Il a une structure complexe et nécessite une résistance, une ténacité et une résistance à la corrosion extrêmement élevées. L’alliage de titane est largement utilisé dans les trains d’atterrissage d’avions modernes en raison de sa résistance élevée et de ses avantages en termes de poids.

Pourquoi choisir les alliages suivants pour les trains d’atterrissage ?

Le matériau du train d’atterrissage doit avoir une résistance élevée et une excellente résistance à la fatigue pour résister à l’impact des décollages et atterrissages fréquents et assurer la sécurité et la fiabilité.

L’alliage Ti-10V-2Fe-3Al peut réduire considérablement le poids structurel et prolonger la durée de vie du train d’atterrissage en raison de sa haute résistance et de sa résistance exceptionnelle à la fatigue.

L’alliage Ti-5553 convient aux conditions de charge élevée et de fatigue élevée, possède une excellente trempabilité et des propriétés mécaniques, et peut répondre aux exigences de performance des trains d’atterrissage sous des charges complexes.

Exemples d’application :

Les systèmes de trains d’atterrissage des Boeing 777, 787 et Airbus A350 utilisent le Ti-10V-2Fe-3Al comme matériau de support principal, et le Ti-5553 est utilisé pour les tiges de support, les composants articulés et d’autres structures, réduisant efficacement le poids de l’ensemble de l’avion tout en assurant une grande fiabilité.

Composants du moteur

Les composants des moteurs d’avion doivent résister à des températures élevées, à des pressions élevées et à des rotations à grande vitesse pendant une longue période, et les matériaux doivent conserver des propriétés mécaniques stables et une résistance à la fatigue dans des environnements extrêmes. Les alliages de titane jouent un rôle important dans de nombreux composants clés du moteur en raison de leur bonne résistance à haute température et de leur légèreté.

Exigences matérielles pour les composants du moteur et raisons du choix de l’alliage

Les composants du moteur ont des exigences strictes en matière de matériaux, notamment le maintien d’une résistance élevée à des températures moyennes et élevées, une résistance à la corrosion et une excellente résistance à la fatigue.

L’alliage Ti-6Al-4V a une résistance élevée et une résistance à la corrosion dans des conditions de température moyenne et convient aux structures de ventilateur.

Les alliages Ti-6246 et Ti-8Al-1Mo-1V ont une excellente résistance à la chaleur et à la fatigue, répondant aux exigences élevées des composants de compresseur.

L’alliage Ti-5Al-2.5Sn a de bonnes performances de soudage et des dimensions stables, et convient à la fabrication de carters de moteur.

Exemples d’application :

Les pales de soufflante du moteur Rolls-Royce Trent 1000 sont en Ti-6Al-4V, la section du compresseur utilise des alliages Ti-6246 et Ti-8Al-1Mo-1V, et le carter du moteur utilise du Ti-5Al-2.5Sn, atteignant un équilibre entre légèreté et résistance thermique élevée.

Systèmes hydrauliques et de carburant

Les systèmes hydrauliques et de carburant des aéronefs impliquent une transmission à haute pression et des structures de tuyauterie complexes, nécessitant que les matériaux aient une résistance élevée, une bonne soudabilité et une résistance à la corrosion.

Exigences en matière de matériaux et raisons du choix de l’alliage :

Les matériaux doivent être à la fois résistants et flexibles pour assurer un fonctionnement fiable des systèmes hydrauliques à haute pression.

L’alliage Ti-3Al-2.5V allie résistance et flexibilité, adapté aux systèmes hydrauliques à haute pression.

Le titane pur (CP Ti) a une excellente résistance à la corrosion et de bonnes performances de traitement, et convient aux systèmes de tuyauterie légers.

Exemples d’application :

Dans les systèmes hydrauliques et de carburant des Boeing 787 et Airbus A350, les tuyaux sans soudure haute pression Ti-3Al-2.5V et les tuyaux soudés en titane pur de grade 2 sont largement utilisés pour garantir efficacement les exigences de résistance à la pression et à la corrosion du système.

Fixations et petites pièces

Les liaisons entre les composants de l’avion reposent sur un grand nombre de fixations, qui doivent être à haute résistance, résistantes à la corrosion, légères et capables de résister à des charges alternées pendant une longue période.

Exigences en matière de matériaux et raisons du choix de l’alliage

Les alliages Ti-6Al-4V et Ti-6-2-4-2 ont une résistance élevée et de bonnes propriétés de fatigue, et conviennent à l’entretien à long terme des connecteurs.

L’alliage de titane à haute résistance SPS répond à la triple exigence de haute résistance, de résistance à la corrosion et de résistance à la fatigue, et convient aux conditions de travail plus exigeantes.

Pourquoi choisir Chalco comme fournisseur de titane de qualité aérospatiale ?

Force de l’équipement

Chalco dispose d’une ligne de production complète et moderne de fusion et de traitement du titane, couvrant l’ensemble du processus, de la fusion des lingots de titane au forgeage de précision, au traitement thermique et aux essais, garantissant qu’elle peut fournir aux clients mondiaux des produits en alliage de titane conformes aux normes internationales de l’aviation.

Il est équipé de plusieurs fours à arc consommables sous vide (VAR), avec un diamètre maximal de lingot de 1000 mm et un poids de lingot unique de 6 tonnes ; il est également équipé d’un four de fusion à plasma (PAM) et d’un four de fusion par faisceau d’électrons (EB) pour répondre aux besoins de fusion de lingots de titane d’aviation de haute pureté et d’alliages spéciaux.

Il dispose d’une presse à forger de 8 000 tonnes et d’un système de forgeage isotherme, supportant des laminoirs à anneaux et des lignes de production de forgeage à chaud, qui peuvent fabriquer avec précision des pièces forgées structurelles clés de l’aviation telles que les jambes de train d’atterrissage, les disques, les connecteurs de châssis, etc.

Équipé de plusieurs fours de traitement thermique sous vide et de fours de recuit spécifiques à l’aviation, la précision du contrôle de la température est de ±2 °C et la taille maximale du traitement est de 2,5 mètres, garantissant que l’uniformité organisationnelle et les propriétés mécaniques répondent aux exigences de fatigue et de stabilité thermique de l’aviation.

Assurance qualité

Afin de s’assurer que ses produits répondent aux normes de qualité aéronautique, Chalco a mis en place un système de contrôle de qualité strict qui couvre tous les maillons, des matières premières à la livraison finale, en passant par le processus de production.

Tous les produits en alliage de titane pour l’aviation doivent être soumis à un processus complet d’essais non destructifs avant de quitter l’usine, y compris des essais par ultrasons (UT), des tests par rayons X et l’inspection des fissures de surface pour s’assurer qu’il n’y a pas de défauts internes, de pores ou d’inclusions, et pour répondre aux exigences de performance en matière de sécurité des structures d’aéronefs et des composants du moteur.

Chalco dispose d’une plate-forme expérimentale physique et chimique complète capable d’effectuer des analyses de structure métallographique, des essais de performance en traction, des évaluations de performance à haute température, des essais de durée de vie en fatigue et des essais de rupture par fluage, offrant une traçabilité fiable des processus et une assurance des performances pour chaque lot de matériaux en titane d’aviation.

Le laboratoire de l’entreprise a passé la certification internationale du système de gestion de la qualité de l’aviation AS9100 et a obtenu la certification NADCAP en traitement thermique et en essais non destructifs. Il a la capacité de fournir un ensemble complet de certificats de matériaux (MTC) et de rapports d’essai de tiers aux clients de l’aviation internationale afin de s’assurer que les matériaux exportés répondent aux exigences de qualité des principaux fabricants tels que Boeing et Airbus.

Chalco peut fournir d’autres produits de qualité aéronautique

Quels services Chalco peut-il vous fournir ?

En tant que fabricant professionnel de matériaux en alliage de titane de qualité aéronautique, Chalco fournit non seulement des produits en titane de haute qualité, mais s’engage également à fournir aux clients mondiaux des solutions uniques en alliage de titane, avec une collaboration efficace tout au long du processus, de la sélection des matériaux à la livraison.

Personnalisation des matériaux

Selon les exigences de l’application du client (structure de l’avion, moteur, système hydraulique, etc.), nous fournissons des recommandations de grade d’alliage de titane appropriées (telles que Ti-6Al-4V, Ti-5553, Ti-6246, etc.) et prenons en charge la composition chimique personnalisée, l’état du traitement thermique et les normes de propriété mécanique.

Services de traitement de produits multi-spécifications

Chalco peut fournir des barres, des plaques, des pièces forgées, des anneaux, des bagues de forgeage, des connecteurs, etc. avec une grande précision dimensionnelle, prenant en charge les processus d’usinage grossier et de formage quasi net pour les pièces de forme spéciale, répondant ainsi aux besoins de traitement précoce des pièces structurelles d’aviation.

Essais de matériaux et certification par des tiers

Chaque lot de matériaux est accompagné d’un ensemble complet de rapports d’inspection d’usine et de certificats MTC, et prend en charge les inspections par des agences d’inspection tierces telles que BV, SGS et TÜV pour s’assurer que les produits répondent aux normes d’approvisionnement internationales.

Test en petits lots

Il prend en charge les tests de R&D en petits lots, l’épreuvage d’échantillons et la commutation de l’approvisionnement par lots, avec un cycle de livraison court et une réponse rapide au rythme du projet du client. Il convient à l’étape de production d’essai, à l’approvisionnement à long terme et au développement de matériaux alternatifs.

Commerce international et services logistiques

L’équipe expérimentée de Chalco en matière de commerce extérieur peut fournir une variété de méthodes de commerce telles que EXW, FOB, CIF, etc. Ils connaissent bien les exigences de dédouanement et d’emballage pour les matériaux aéronautiques exportés vers l’Amérique du Nord, l’Europe, le Moyen-Orient et l’Asie du Sud-Est, assurant ainsi la sécurité du transport et des délais de livraison stables.