1. نسبة القوة إلى الوزن الاستثنائية (قوة عالية، كثافة منخفضة): تبلغ كثافة التيتانيوم حوالي 4.5 جم/سم³، أي ما يعادل 60% فقط من كثافة الفولاذ، ومع ذلك فإن قوته تضاهي العديد من أنواع الفولاذ عالي القوة. وهذا يعني أنه لتحقيق نفس متطلبات القوة والصلابة، يمكن أن يؤدي استخدام سبائك التيتانيوم إلى تقليل الوزن بشكل كبير مقارنة بالفولاذ. يعد تقليل الوزن موضوعًا دائمًا في مجال الطيران؛ فكل كيلوغرام يتم توفيره يترجم إلى كفاءة وقود كبيرة، أو مدى أطول، أو قدرة حمولة أكبر.
2. مقاومة ممتازة للتآكل: تتشكل طبقة أكسيد كثيفة ومستقرة (TiO₂) على سطح التيتانيوم، مما يمنحه مقاومة 极高的 للغلاف الجوي ومياه البحر والمواد الكيميائية الشائعة في مجال الطيران (مثل السوائل الهيدروليكية وسوائل إزالة الجليد). مقاومته للتآكل متفوقة بكثير على الفولاذ المقاوم للصدأ. وهذا يعزز بشكل كبير من عمر المكونات وموثوقيتها مع تقليل تكاليف الصيانة.
3. أداء جيد في درجات الحرارة المرتفعة: يمكن لسبائك التيتانيوم التقليدية (مثل Ti-6Al-4V) أن تعمل بثبات على المدى الطويل عند 400-500 درجة مئوية، في حين أن بعض سبائك التيتانيوم المتخصصة ذات درجة الحرارة العالية (مثل مركبات Ti-Al بين الفلزات) يمكنها تحمل درجات حرارة تصل إلى 600 درجة مئوية وما فوق. وهذا يجعلها مثالية لمكونات القسم الساخن من محركات الطائرات.
4. التوافق مع المواد المركبة: يتمتع التيتانيوم بإمكانات تآكل كيميائية كهربائية مماثلة للمركبات المقواة بألياف الكربون (CFRP). عندما يكون الاثنان على اتصال، فإنهما لا يعانيان من التآكل الجلفاني الشديد. لذلك، غالبًا ما يستخدم التيتانيوم في السحابات والأقواس والوصلات المتصلة بالمكونات المركبة.
المحرك هو "قلب" الطائرة والمكون الذي يستخدم فيه سبائك التيتانيوم على نطاق واسع (حوالي 25%-40% من إجمالي وزن المحرك).
شفرات المروحة: تستخدم الشفرات الأمامية للمراوح الحديثة ذات الدفع العالي (مثل LEAP و GEnx) سبائك التيتانيوم بشكل شائع. إنها تتطلب قوة عالية للغاية لتحمل قوى الطرد المركزي الهائلة وتأثيرات الأجسام الغريبة المحتملة.
أقراص وشفرات الضاغط: تستخدم الأقراص والشفرات والحاويات في المراحل منخفضة الضغط للضاغط سبائك التيتانيوم على نطاق واسع. تعمل هذه المكونات في بيئات ذات درجة حرارة وضغط مرتفعين، مما يتطلب مواد ذات قوة عالية ومقاومة للإجهاد ومقاومة للزحف.
حاضنات المحركات والدعامات: تستخدم هذه المكونات الهيكلية أيضًا كميات كبيرة من سبائك التيتانيوم لتقليل الوزن.
في هيكل الطائرة، تُستخدم سبائك التيتانيوم للهياكل الحاملة للأحمال الحرجة، خاصة في المناطق التي لا يمكن فيها لسبائك الألومنيوم التقليدية تلبية المتطلبات.
مكونات معدات الهبوط: يجب أن تتحمل معدات الهبوط قوى التأثير الهائلة أثناء الهبوط والأحمال الثابتة، مما يجعلها واحدة من المكونات ذات أعلى حمل على الطائرة. تُستخدم سبائك التيتانيوم عالية القوة (مثل Ti-10V-2Fe-3Al) لتصنيع عوارض معدات الهبوط الحرجة والدعامات ووصلات عزم الدوران.
وصلات الجناح والبدن: غالبًا ما تستخدم المكونات الحاملة للأحمال الحرجة مثل صندوق الجناح المركزي الذي يربط الأجنحة بالبدن، ومسارات اللوحات، وعوارض العارضة، سبائك التيتانيوم عالية القوة بسبب الأحمال المركزة.
السحابات: تُستخدم مسامير التيتانيوم والمسامير والبراغي وغيرها من السحابات على نطاق واسع لأنها قوية وخفيفة الوزن ومقاومة للتآكل.
الأنظمة الهيدروليكية وخطوط الأنابيب: نظرًا لمقاومة التيتانيوم الممتازة للتآكل، فإنه غالبًا ما يستخدم لتصنيع أنظمة خطوط الأنابيب الهيدروليكية المعقدة، مما يضمن الموثوقية على المدى الطويل.
في قطاع الفضاء، تكون فوائد تقليل الوزن أكثر أهمية (مرتبطة بشكل مباشر بقدرة الإطلاق)، إلى جانب الحاجة إلى تحمل بيئات درجات الحرارة القصوى وفراغ الفضاء.
محركات الصواريخ: تستخدم مكونات محركات الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل مثل خزانات الوقود والمضخات التوربينية والحاقنات سبائك التيتانيوم لتحمل تآكل الأكسجين السائل/الهيدروجين المبرد والضغوط العالية.
أوعية الضغط: أسطوانات غاز سبائك التيتانيوم المستخدمة لتخزين الغازات عالية الضغط (مثل الهيليوم) والوقود خفيفة الوزن، ولها مقاومة عالية للضغط، وتوفر موثوقية جيدة.
هياكل الأقمار الصناعية: تستخدم أقواس الأقمار الصناعية وإطارات التوصيل وأسطوانات مرآة الكاميرا والمكونات الهيكلية الأخرى سبائك التيتانيوم لتلبية المتطلبات الصارمة للاستقرار الهيكلي والتصميم خفيف الوزن والصلابة العالية في بيئة الفضاء.
المركبات الفضائية المأهولة: تستخدم المركبات الفضائية المأهولة مثل Shenzhou و Soyuz سبائك التيتانيوم على نطاق واسع في الهياكل الحاملة للأحمال لوحدات العودة الخاصة بها.
