Havacılık endüstrisinin daha da gelişmesi ve derin uzayın sürekli araştırılmasıyla birlikte, uzay aracı yapısal parçalarının düşük sıcaklıktaki malzemelere yönelik performans gereksinimleri daha da arttı.
Bir yandan, uzay aracının yapısal malzemelerinin yeterli mukavemete, sağlamlığa ve düşük sıcaklıklarda mükemmel termal özelliklere sahip olması gerekir; Öte yandan, uzay aracının yapısal parçalarının şeklinin karmaşıklığı göz önüne alındığında, malzemelerin iyi işlenebilirliğe sahip olması gerekiyor. Geleneksel düşük sıcaklık malzemeleriyle karşılaştırıldığında, titanyum alaşımları düşük sıcaklıklarda daha yüksek akma dayanımına sahiptir; bu da paslanmaz çeliğin üç katından fazladır. Aynı zamanda yoğunluğu paslanmaz çeliğin yalnızca 1/4~1/2'sidir. Buna ek olarak, titanyum alaşımı ayrıca düşük ısı iletkenliği, küçük genleşme katsayısı ve manyetizma olmaması gibi bir dizi avantaja sahiptir, bu nedenle havacılık alanında yeni bir düşük sıcaklık malzemesi olarak kullanılmaya çok uygundur.
Günümüzde yurt içinde ve yurt dışında yaygın olarak kullanılan düşük sıcaklık titanyum alaşımları çoğunlukla titanyuma yakın alaşımlar ve az miktarda faz içeren iki fazlı titanyum alaşımlarıdır. Faz içermemesi veya çok az miktarda faz içermesi nedeniyle proses esnekliği zayıftır ve türbinler gibi karmaşık parçaların oluşturulmasını zorlaştırır.
Alfa titanyum alaşımı ısıl işlemle güçlendirilemediğinden, yalnızca sıvı hidrojen boru hatları, hidrojen pompaları vb. gibi daha düşük gerilime sahip bileşenler için kullanılabilir ve pervaneler gibi yüksek hızlı dönen bileşenlerin gereksinimlerini karşılayamaz. Aynı zamanda, derin uzay araştırmalarının daha da gelişmesiyle birlikte hidrojen-oksijen motorunun itme gücü gelecekte daha da artacak ve bu da düşük sıcaklık bileşenlerinin daha yüksek mukavemete sahip olmasını gerektirecek. Bu nedenle, daha yüksek performanslı, düşük sıcaklıklı titanyum alaşımlarının geliştirilmesi acildir. -Titanyum alaşımlarıyla karşılaştırıldığında -titanyum alaşımları daha yüksek mukavemete ve iyi şekillendirilebilirliğe sahiptir ve karmaşık şekilli parçalar için daha uygundur. Bu nedenle düşük sıcaklık titanyum alaşımlarının gelişim eğilimi aşağıdaki gibidir.
1) Daha büyük itiş gücüne sahip hidrojen-oksijen motorlarının gereksinimlerini karşılamak için daha yüksek düşük sıcaklık dayanımına ve plastisiteye sahip titanyum alaşımları geliştirin. Aynı zamanda, -fazlı titanyum alaşımlarının düşük sıcaklıkta deformasyon mekanizmasına ilişkin araştırmaları geliştirmeli ve -fazlı titanyum alaşımlarının sünek-kırılgan geçişi için kritik koşulları açıklığa kavuşturmalıyız.
2) Sivil kullanıma yönelik düşük maliyetli, düşük sıcaklıkta titanyum alaşımları geliştirin. Düşük sıcaklıktaki titanyum alaşımları, ara elemanlar konusunda katı gereksinimlere sahip olduğundan ve bu da yüksek maliyetlere yol açtığından, şu anda siviller tarafından nadiren kullanılmaktadır. Bu nedenle gelecekte düşük maliyetli, düşük sıcaklıklı titanyum alaşımlarının geliştirilmesi gerekmektedir.
3) Havacılık ve uzay parçalarının gereksinimlerini karşılamak için yeni şekillendirme teknolojileri ve işleme yöntemleri geliştirmek. Net yakın şekillendirme teknolojisi olarak toz metalurjisi teknolojisi, geleneksel döküm, dövme ve sıcak şekillendirmeye göre önemli avantajlara sahiptir. Ek olarak, SPS sinterleme, toz enjeksiyonlu kalıplama vb. gibi diğer toz metalurjisi teknolojilerine de dikkat edilmeli ve geliştirilmelidir.
