Ligas de titânio na indústria militar

As ligas de titânio, com sua leveza, alta resistência, resistência à corrosão e tolerância a altas temperaturas, tornaram-se materiais indispensáveis em aplicações militares modernas. De mísseis, helicópteros armados e caças a navios de guerra e sistemas de armas de precisão, as ligas de titânio são cada vez mais usadas em equipamentos militares.

Em ambientes de alta temperatura, alta pressão e corrosivos, a estabilidade e a confiabilidade das ligas de titânio as tornam o material preferido para muitas aplicações militares avançadas. Eles fornecem forte suporte para produtos militares, impulsionam avanços contínuos na tecnologia de defesa e servem como uma base crucial para melhorar o desempenho e a durabilidade do equipamento militar moderno.

Como fornecedor profissional de produtos de liga de titânio, as ligas de titânio de alto desempenho da Chalco têm sido amplamente aplicadas em vários equipamentos militares, proporcionando excelentes resultados.

Aplicação de ligas de titânio em aeronaves militares

As ligas de titânio, com sua leveza, resistência à corrosão e resistência excepcional, são amplamente utilizadas em helicópteros armados, caças e aeronaves de transporte militar. Os materiais de titânio não apenas melhoram o desempenho dos componentes estruturais da aeronave, mas também melhoram significativamente a capacidade de manobra e a durabilidade, tornando-os um material-chave indispensável nas aeronaves militares modernas.

Estrutura da fuselagem

A fuselagem é a estrutura central de uma aeronave, transportando passageiros, carga e desempenho de voo, exigindo alta resistência e estabilidade. A aplicação de ligas de titânio na fuselagem, com sua leveza, alta resistência, resistência à corrosão e resistência à fadiga, pode melhorar a eficiência do combustível, prolongar a vida útil e aumentar a segurança.

Classes comuns de liga de titânio:

Ti-6Al-4V (TC4 / Grau 5): A liga de titânio mais comumente usada para estruturas de fuselagem de aeronaves militares, oferecendo excelente desempenho geral, boa resistência, soldabilidade e usinabilidade, com custos relativamente controláveis.
Ti-3Al-2.5V (TA9 / Grau 9): Excelente soldabilidade, comumente usada em estruturas de fuselagem soldadas, especialmente em áreas que requerem alto desempenho de fadiga e resistência à corrosão.
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (TC11): Uma liga de titânio resistente ao calor usada em fuselagens de aeronaves militares para áreas expostas a altas temperaturas, como perto do motor ou do sistema de escapamento.
Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr (TB8): Uma liga de titânio de alta resistência e resistente ao calor usada em componentes críticos da fuselagem que suportam estresse extremo e temperaturas elevadas.
Ti-10V-2Fe-3Al (TB6): Uma liga de titânio de ultra-alta resistência usada para juntas de suporte de carga e reforços importantes em estruturas de fuselagem de aeronaves militares para suportar cargas concentradas.

Especificações padrão: MIL-STD-9047, MIL-STD-9046, AMS 4911, AMS 4928

Casos práticos de aplicação:

A seção intermediária do caça F-15 (após o terceiro quadro) usa liga de titânio Ti-6Al-4V, representando 20,4% do peso da estrutura da fuselagem intermediária. A estrutura traseira (compartimento do motor e viga traseira de suporte de carga conectando a cauda) é feita inteiramente de liga de titânio, incluindo anteparas, longarinas, freios de velocidade e pele.

O SR-71 é um dos primeiros exemplos de aplicação extensiva de liga de titânio, com quase toda a estrutura da fuselagem feita de liga de titânio para suportar as altas temperaturas geradas pelo vôo hipersônico.

SR-71

Peças de motor

O motor é a fonte de energia da aeronave, o que afeta diretamente o desempenho e a segurança do voo, e precisa ter alta resistência, resistência a altas temperaturas e confiabilidade. A liga de titânio é muito adequada para peças de motor porque possui excelente resistência e resistência a altas temperaturas, além de ser leve e capaz de suportar o ambiente de alta temperatura e alta pressão dentro do motor.

Classes de liga de titânio comumente usadas:

Ti-6Al-4V (TC4 / Grau 5): Amplamente utilizado, usado para peças de compressores de temperatura média, carcaças, peças estruturais, etc.
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (TC11): Liga de titânio resistente ao calor, usada para discos de compressores de alta pressão, lâminas, carcaças, etc.
Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr (TB8): Liga de titânio resistente ao calor de alta resistência, usada para discos de compressores de alta pressão, peças estruturais, etc.
Ti-47Al-2Cr-2Nb (liga de alumínio de titânio): Uma nova geração de liga leve de alta temperatura, usada para pás de turbinas de baixa pressão, carcaças traseiras de compressores de alta pressão, etc.
Ti-5Al-2.5Sn (TA7 / Grau 6): Boa soldabilidade, usado para carcaças de motores, dutos, anéis, etc.

Especificações padrão: AMS 4928, AMS 4983, AMS 4975, AMS 4978

Casos reais de aplicação:

O motor O F-22 F119 é o primeiro motor turbofan militar do mundo com uma relação empuxo-peso de 10. Suas pás de compressor de alta pressão usam uma grande quantidade de ligas de titânio resistentes ao calor, como Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (TC11) para atingir alto empuxo e alta temperatura de operação.

O motor F-35 é atualmente o motor turbofan militar com o maior empuxo. Suas pás de compressor também usam amplamente ligas de titânio avançadas, como a liga Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Nb mais avançada, para melhorar ainda mais o desempenho.

O F-22

Estrutura da asa

Classes de liga de titânio comumente usadas:

Ti-6Al-4V (TC4 / Grau 5): O mais amplamente utilizado, usado para os principais componentes de suporte de carga, como longarinas de asas, nervuras de asas, painéis de caixa de asa e juntas.
Ti-3Al-2.5V (TA9 / Grau 9): Usado para soldar estruturas de caixa de asa, como componentes soldados de longarinas e nervuras de asa.
Ti-7Al-4Mo (Ti-74): Liga de titânio de alta resistência, usada para peças como raízes de asas que suportam cargas maiores.
Ti-10V-2Fe-3Al (TB6): Liga de titânio de ultra-alta resistência, usada para peças de suporte de carga extrema, como conexões asa-fuselagem.

Especificações padrão: MIL-T-9047, MIL-T-9046, MIL-HDBK-5

Casos de uso reais: Os caças F-16, F-18, Rafale, etc., usam uma grande quantidade de ligas de titânio nas estruturas da estrutura das asas, especialmente os principais componentes de suporte de carga, como longarinas das asas, nervuras das asas e caixas das asas. Três longarinas da estrutura da asa - use liga de titânio Ti-6Al-4V. Pele inferior do tanque de combustível interno da asa - use liga de titânio Ti-6Al-4V.

estrutura da estrutura da asa

Trem de pouso

Classes de liga de titânio comumente usadas:

Ti-10V-2Fe-3Al (TB6): Liga de titânio de ultra-alta resistência, a liga de titânio mais importante em aplicações de trem de pouso, com resistência e temperabilidade extremamente altas, adequada para a fabricação dos principais componentes de suporte de carga do trem de pouso.
Ti-6Al-4V (TC4 / Grau 5): Usado para componentes secundários de suporte de carga e peças estruturais do trem de pouso, como estruturas de suporte, conectores, etc., com bom desempenho abrangente e custo relativamente baixo.
Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn (Ti-15-3): Boa conformabilidade a frio, usada para peças de trem de pouso com formas complexas, como tubos de óleo, atuadores, etc.

Especificação padrão: MIL-STD-HDBK-5, MIL-STD-1530

Casos reais de aplicação:

Trem de pouso de caça F-16: Ti-10V-2Fe-3Al (TB6) é usado em componentes-chave do trem de pouso de caça F-16, como suportes de trem de pouso e braços de suporte

Trem de pouso do bombardeiro furtivo B-2: Para atender aos seus requisitos especiais de voo furtivo e de alcance ultralongo, o trem de pouso do bombardeiro furtivo B-2 também usa materiais avançados de liga de titânio e projetos estruturais para reduzir o peso e garantir a resistência.

B-2

Aplicação de liga de titânio em mísseis

As ligas de titânio são amplamente utilizadas em mísseis para componentes-chave, como motores, carcaças e sistemas de controle, devido à sua alta resistência, peso leve e resistência a altas temperaturas. A resistência à corrosão das ligas de titânio as torna confiáveis em ambientes extremos e podem suportar as enormes mudanças de pressão e temperatura durante o lançamento e voo do míssil.

Corpo do míssil / estrutura da fuselagem

Classes comuns de liga de titânio: Ti-6Al-4V, Ti-3Al-2.5V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn

Função: Responsável pela estrutura geral do míssil, suportando a pressão aerodinâmica durante o lançamento e o vôo.

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Corpo do míssil / estrutura da fuselagem

Carcaça / estrutura do motor de mísseis

Classes comuns de liga de titânio: Ti-6Al-4V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo

Função: Proteja os motores de mísseis e resista a altas temperaturas e pressões

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Bocal de míssil / exaustão

Classes comuns de liga de titânio: Ti-6Al-4V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo

Função: Controle a ejeção de gás e forneça empuxo.

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Superfícies de controle de mísseis / aletas / asas

Classes comuns de liga de titânio: Ti-6Al-4V, Ti-3Al-2.5V, Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn

Função: Forneça controle de vôo e estabilidade para ajudar na manobra dos mísseis.

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Aplicação de liga de titânio em veículos blindados

A aplicação de liga de titânio em veículos blindados se reflete principalmente em peças-chave, como carroceria, blindagem protetora, chassi, sistema de suspensão e componentes do motor. Devido à sua excelente resistência, resistência à corrosão e resistência ao impacto, a liga de titânio pode efetivamente aumentar a proteção e a durabilidade dos veículos blindados, reduzindo o peso total e melhorando a mobilidade.

Carroceria de veículo blindado

Classes de liga de titânio comumente usadas:

Ti-6Al-4V (Grau TC4/5): Mais comumente usado em estruturas de casco devido ao seu bom equilíbrio entre resistência, soldabilidade e custo-benefício.
Ti-6Al-4V ELI (Grau 23): Usado em seções críticas do casco onde são necessárias maior tenacidade e resistência à fratura, especialmente em ambientes mais frios ou onde é necessário um desempenho balístico aprimorado.

Especificações padrão: MIL-DTL-46093E, MIL-STD-9047

Placa de Armadura

A principal função das placas de blindagem de veículos blindados é fornecer proteção eficaz contra ameaças de fogo e explosão inimigas. A liga de titânio, como material chave para placas de blindagem, tem a função mais importante de reduzir significativamente o peso, garantindo o desempenho de proteção por meio de suas características de alta resistência e leveza, melhorando assim a mobilidade e a velocidade de resposta do veículo.

Placa de Armadura

Classes de liga de titânio comumente usadas:

Ti-6Al-4V (graus TC4/5): Novamente, uma escolha comum para blindagem adicional devido ao seu equilíbrio entre desempenho e custo.
Ti-6Al-4V ELI (23 graus): Para aplicações de blindagem que exigem maior desempenho balístico e resistência.
Ti-10V-2Fe-3Al (TB6): Para aplicações de blindagem especializadas que exigem proteção máxima, mas são mais caras e difíceis de fabricar.

Especificações: MIL-DTL-46093E, MIL-STD-9047

Componentes do sistema de suspensão

A função dos componentes de suspensão de veículos blindados é suportar o peso da carroceria do veículo, absorver o impacto no solo e garantir estabilidade e conforto ao dirigir. A aplicação de liga de titânio em componentes de suspensão deve-se principalmente à sua alta resistência e resistência à corrosão, que pode efetivamente melhorar a durabilidade e o desempenho do sistema de suspensão e aumentar a mobilidade e confiabilidade do veículo.

Componentes do sistema de suspensão

Classes de liga de titânio comumente usadas:

Ti-5Al-2.5Sn (classe TA7/6): boa soldabilidade e resistência à fadiga, adequado para molas e barras de torção.
Ti-6Al-4V (grau TC4/5): usado para bielas, braços e outras peças de suspensão estrutural que requerem alta resistência.
Ti-10V-2Fe-3Al (TB6): adequado para peças altamente estressadas, como molas pesadas ou peças em veículos ultrapesados.

Especificações: MIL-HDBK-5: Fornece dados de projeto para ligas de titânio em aplicações estruturais (incluindo sistemas de suspensão).

Aplicação de liga de titânio em submarinos

Casco de pressão submarinaLigas de titânio comuns, como Ti-6Al-4V ELI, Ti-6Al-4V (TC4), titânio puro e PT-3V (russo) são amplamente utilizadas em cascos de pressão submarina. Essas ligas de titânio fornecem excelente alta resistência, tenacidade e resistência à corrosão da água do mar e possuem baixas propriedades magnéticas, adaptando-se à enorme pressão dos submarinos em ambientes de alto mar.
Hélices e sistemas de propulsão de naviosAs ligas Ti-6Al-4V (TC4) e Ti-são materiais comumente usados devido à sua alta resistência e resistência à fadiga. Eles também podem resistir efetivamente à corrosão e erosão da água do mar, garantindo a operação eficiente de hélices e sistemas de propulsão em ambientes hostis. Além disso, as ligas de titânio têm características de baixo ruído, o que ajuda a reduzir a assinatura acústica de submarinos ou navios e aumenta a furtividade.
Sistemas de tubulação de navios e trocadores de calorAs ligas de titânio puro e Ti-0.3Mo-0.8Ni (TA10) são frequentemente usadas em sistemas de tubulação de navios e trocadores de calor. As principais vantagens desses materiais são sua excelente resistência à corrosão da água do mar e longa vida útil, o que pode efetivamente reduzir o risco de vazamento e garantir a segurança e estabilidade dos navios durante o serviço de longo prazo.
Componentes do sistema de sonar (cúpula, matriz de hidrofone)Ti-6Al-4V (TC4) e titânio puro são materiais comumente usados para componentes do sistema de sonar devido às suas excelentes propriedades acústicas e resistência à corrosão da água do mar. O uso de liga de titânio em cúpulas de sonar e matrizes de hidrofones ajuda a melhorar as capacidades de detecção subaquática dos navios e aumenta sua ocultação e confiabilidade.

Aplicação de liga de titânio em equipamentos militares vestíveis

Capacetes balísticos de titânio

Ti-6Al-4V (grau TC4/5) e Ti-6Al-4V ELI (grau 23) são frequentemente usados na fabricação de capacetes balísticos de titânio devido à sua alta resistência e tenacidade, que podem resistir efetivamente a ameaças balísticas. O Ti-CP (titânio comercialmente puro) é adequado para peças críticas não balísticas, como peças de revestimento, para fornecer proteção leve.

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Placas de armadura de titânio

Ti-6Al-4V (grau TC4/5) e Ti-6Al-4V ELI (grau 23) são comumente usados em placas de colete à prova de balas, que possuem alta resistência, resistência ao impacto e características leves. β liga de titânio (como Ti-10V-2Fe-3Al) é usada para placas com requisitos de resistência mais altos, fornecendo recursos de proteção mais fortes.

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Exoesqueletos militares de titânio

Ti-6Al-4V (TC4/Grau 5) é usado para a estrutura do exoesqueleto, fornecendo suporte forte e leve. Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn (Ti-15-3) é adequado para estruturas de conexão complexas, enquanto Ti-3Al-2.5V (TA9/Grau 9) é usado para estruturas leves e estruturas soldadas para atender à flexibilidade e resistência exigidas pelos militares.

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Armações de óculos militares de titânio

Ti-3Al-2.5V (grau TA9/9) e titânio puro (TA1, TA2) são usados nas armações de óculos e óculos militares, proporcionando excelente resistência e resistência à corrosão, mantendo a leveza e o conforto.

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Aplicação de liga de titânio em navios de guerra

Estrutura do casco do navio

A liga de titânio Ti-6Al-4V (TC4 / Grau 5) é amplamente utilizada na estrutura do casco de navios de guerra. Devido à sua excelente relação resistência-peso e resistência à corrosão, pode ser usado por um longo tempo em ambientes marinhos e resistir à corrosão causada pela água salgada e outros ambientes agressivos.

Sistemas de propulsão

A liga de titânio Ti-6Al-4V ELI (Grau 23) é frequentemente usada em componentes do sistema de propulsão de navios, como rolamentos, impulsores, etc. Devido à sua excelente resistência a altas temperaturas, resistência e resistência à corrosão, pode funcionar de forma confiável em ambientes de alta pressão e alta temperatura.

Sistemas de armas

β ligas de titânio (como Ti-10V-2Fe-3Al) são frequentemente usadas em componentes de armas embarcadas. Eles têm maior resistência e tenacidade e são adequados para filmagens em alta velocidade e ambientes de alto impacto. Seu peso leve e alta resistência tornam os sistemas de armas mais eficientes e confiáveis em combate.

Estrutura da ponte e componentes externos

A liga de titânio Ti-3Al-2.5V (TA9 / Grau 9) é usada para a estrutura da ponte e dispositivos externos devido à sua leveza, alta resistência e resistência à corrosão, garantindo que a ponte permaneça estável e segura quando exposta ao ambiente marinho por um longo tempo.

Caixas de equipamentos eletrônicos

O titânio puro (TA1, TA2) é usado nas carcaças de equipamentos eletrônicos de navios, proporcionando alta resistência à corrosão, boa capacidade de blindagem eletromagnética e durabilidade a longo prazo, protegendo equipamentos sensíveis da erosão pela água do mar e umidade.

Aplicação de liga de titânio em armas e munições

Canos de armas/tubos de armas

As ligas de titânio Ti-6Al-4V (TC4 / Grau 5) ou Ti-10V-2Fe-3Al (TB6) são usadas na fabricação de barris para artilharia leve ou armas de fogo especiais. O Ti-6Al-4V equilibra resistência e usinabilidade, enquanto o Ti-10V-2Fe-3Al oferece maior resistência.

Mecanismos de culatra

O mecanismo de bloqueio da culatra para artilharia de grande calibre ou armas automáticas pode ser feito de ligas de titânio Ti-6Al-4V (TC4 / Grau 5) ou Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (TC11). O Ti-6Al-4V oferece força e resistência ao desgaste, enquanto o Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo aumenta a resistência ao calor.

Componentes do sistema

Componentes do dispositivo de recuo da arma, como cilindros hidráulicos, hastes guia de mola de recuo, ou use ligas de titânio Ti-6Al-4V (TC4 / Grau 5) ou Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr (TB8).

Componentes estruturais

Para operações especiais ou armações de armas individuais, receptores e outras peças estruturais, serão consideradas ligas de titânio Ti-6Al-4V (TC4 / Grau 5) ou Ti-3Al-2.5V (TA9 / Grau 9).

Facas militares

A liga de titânio beta (como Ti-10V-2Fe-3Al) é usada em facas e lâminas militares, proporcionando dureza extremamente alta e resistência ao desgaste, garantindo que as facas permaneçam afiadas sob condições extremas e se adaptem ao uso de alta intensidade. Suas propriedades leves também o tornam mais conveniente de transportar.

As ligas de titânio são amplamente utilizadas em armas de fogo e armas. A seguir estão alguns casos práticos de aplicação:

Peças da arma de recuo M28 120mm crockett: The barrel, charge chamber, nozzle, firing piston and other parts of the M28 120mm Crockett recoil gun are forged with Ti-6Al-6V-2Sn-0.5Fe-0.5Cu alloy. This (α+β) alloy provides excellent strength and toughness, reducing the weight of the entire gun by 34.9%, from 104.4kg to 68kg, while maintaining high power and mobility.

Peças de artilharia T66 76mm: Desde a década de 1970, a liga Ti-6Al-4V-2Sn tem sido usada para fabricar canos de armas, enquanto as ligas Ti-6Al-4V, Ti-7Al-4Mo, Ti-5Al-1.5Fe-1.4Cr-1.2Mo têm sido usadas para peças como câmaras, bicos e pistões de disparo. Essas ligas de titânio reduzem o peso da artilharia. A estrutura da cauda e o suporte do canhão da artilharia T66 de 76 mm são 93,55 kg mais leves que o aço após o uso de liga de titânio, o que melhora a mobilidade da artilharia.

Peças de argamassa T227 81mm: A placa de base e o plugue da argamassa T227 de 81 mm são feitos de liga de titânio. Depois que a placa de base usa titânio puro industrial, ela pesa apenas 10,9 kg, o que é 50% mais leve que a placa de aço. Este projeto reduz o peso da arma, aumenta o alcance (de 3600 metros para 4500 metros) e melhora a mobilidade da artilharia.

Peças japonesas de argamassa de 155 mm: A argamassa de 155 mm do Japão usa a placa de liga Ti-6Al-4V da Kobe Steel com espessura de 5 mm e 8 mm. Após a soldagem, o peso do corpo da pistola é reduzido em 50%. Essa tecnologia fornece resistência e durabilidade, reduzindo o peso da arma e garantindo a confiabilidade do combate.

Placa de base de argamassa japonesa de 100 mm: A placa de base da argamassa japonesa de 100 mm usa liga TA7, que é 10 kg mais leve que a placa de base de aço, melhorando a mobilidade e a eficiência de combate. O projeto foi colocado em produção em série em 1983, melhorando o desempenho da argamassa e reduzindo seu peso.

Peças de argamassa de 82 mm: A argamassa de 82 mm equipada em 1984 usa uma liga de titânio para o cano, base e suporte, que é 16,6 kg mais leve que a placa de base de aço. A aplicação de liga de titânio melhora a mobilidade da argamassa e reduz efetivamente seu peso, melhorando sua eficácia geral de combate.

Peças do obus M777: O obus M777 é feito de liga de titânio, o que reduz seu peso em cerca de 50%, e é 3.150 kg mais leve que a antiga artilharia M198. O uso de liga de titânio não afeta seu alcance e precisão, mas melhora significativamente sua mobilidade, tornando o sistema mais adequado para implantação e combate rápidos.

Quais serviços a Chalco pode fornecer para você?

Como fornecedor e fabricante líder mundial de ligas de titânio, a Chalco, com seus muitos anos de experiência no campo de ligas de titânio, é capaz de fornecer produtos de primeira classe e suporte técnico abrangente para a indústria militar. Se você tiver alguma necessidade de produto de titânio, entre em contato conosco a tempo. Citação rápida

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A Chalco fornece uma variedade de materiais de liga de titânio de alto desempenho, incluindo Ti-6Al-4V, Ti-6Al-6V-2Sn, etc., que são adequados para equipamentos-chave, como navios de guerra, artilharia, mísseis, etc. Nossos materiais de liga de titânio atendem aos padrões internacionais e garantem uma operação estável a longo prazo em ambientes hostis.

Produção personalizada

De acordo com as necessidades do cliente, a Chalco pode fornecer produtos personalizados de liga de titânio para atender a requisitos específicos de tamanho, forma, composição de liga e desempenho. Isso inclui placas de liga de titânio, barras, tubos, forjados e outros produtos.

Tratamento de superfície

A Chalco também fornece serviços de tratamento de superfície de liga de titânio, como anodização e revestimento, para melhorar a resistência à corrosão e ao desgaste das ligas de titânio e se adaptar a ambientes de trabalho extremos.

Processamento e fabricação

A Chalco fornece serviços de processamento de ligas de titânio, incluindo corte, fresagem, soldagem, perfuração, etc., para garantir que os produtos de liga de titânio atendam aos padrões militares e aos requisitos específicos de aplicação.

Controle de qualidade e testes

A Chalco realiza inspeções de qualidade rigorosas em cada lote de materiais de liga de titânio para garantir que atendam aos padrões internacionais e fornece relatórios de teste de materiais e certificação de conformidade.

Suporte Técnico e Consultoria

A Chalco fornece suporte técnico aos clientes para ajudar a resolver problemas técnicos em aplicações de ligas de titânio e fornece sugestões profissionais de seleção de materiais e otimização de design de acordo com as necessidades.