Оценка титановых сплавов для балок шасси воздушных судов на основе методов теории принятия решений

Титановые сплавы благодаря низкой плотности, выдающимся механическим свойствам и превосходной коррозионной стойкости играют важную роль в различных аэрокосмических применениях. Наша оценка на основе методов теории принятия решений была сосредоточена на метастабильных β-, близких к β-, α + β- и близких к α-титановых сплавах для применения в шасси; при этом на основе современной научной литературы были интегрированы методы многокритериального принятия решений (MADM), анализ главных компонент (PCA) и иерархическая кластеризация (HC). Ранжирование сплавов, выполненное с использованием различных методов MADM, оказалось согласованным. Предложенная методология выявляет пять наиболее перспективных титановых сплавов, содействуя разработке и подтверждению рекомендаций по проектированию сплавов. Наиболее высокоранговый сплав Ti1300-BM-nano-α (химический состав: Ti-5Al-4V-4Mo-3Zr-4Cr; растворяющая обработка: 800 °C в течение 1 ч с последующим охлаждением на воздухе — обработка ниже β-трансуса; старение: 500 °C в течение 4 ч с последующим охлаждением на воздухе) выделяется относительным удлинением (%EL), примерно в 3,3 раза превышающим эталонное или целевое значение (плотность d = примерно 4,6 г/см3; предел текучести YS = примерно 1250 МПа; %El = примерно 5), при сохранении аналогичных плотности и предела текучести. Результаты анализа показывают, что метастабильные β-титановые сплавы с глобулярной первичной α-фазой и транс-β-матрицей, содержащей α-выделения, представляют собой оптимальную базовую микроструктуру, которую следует тонко настраивать с помощью термомеханической обработки для применения в шасси воздушных судов.