鈦合金具有良好的耐腐蝕性、無磁性以及比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),迅速引起了航空部門的重視,并得到了大量的應(yīng)用。上世紀(jì)五十年代,美國在B-52型轟炸機(jī)上應(yīng)用了鈦合金螺栓,得到了良好的減重效果,鈦合金材料便引起了各個(gè)國家航空工業(yè)部門的重視。實(shí)踐證明,采用鈦緊固件能夠大幅度減輕飛行器的重量,如波音747采用鈦合金緊固件后其重量減輕1814kg.鈦合金材料具有良好的正電位性能,能夠有效防止電偶腐蝕,同時(shí)鈦合金又具有良好的耐高溫、彈性以及無磁性,因此,在航空工業(yè)中被廣泛使用。

航空工業(yè)中鈦螺栓類緊固件的應(yīng)用

鈦合金材料的螺栓是航空航天工業(yè)中使用多的,包括普通螺栓、高鎖螺栓和干涉型螺栓等。用來制造航空螺栓的鈦臺(tái)金材料對(duì)熱處理后抗拉以及剪切的強(qiáng)度要求較高。

1.TC4鈦合金

TC4鈦合金是美國于1954年研究并制造出來的,目前已經(jīng)被國際上廣泛使用,是使用率的鈦合金,不光應(yīng)用于航空航天制造,在工業(yè)中也被普遍使用。如飛機(jī)的起落架、枉架、梁、緊固件、發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇、葉片等。TC4鈦合金具有超高的工藝蛆性,可在400C的環(huán)境下長時(shí)間工作。我國在1973年就開始了對(duì)TC4的研究與應(yīng)用,如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等。

采用 TC4鈦臺(tái)金制造的螺栓于1956年被美國首次應(yīng)用于8-52轟炸機(jī)的制造中,其效果得到了認(rèn)可,并被其他國家廣泛使用,目前TC4鈦合金螺栓幾乎應(yīng)用于發(fā)達(dá)國家所有的飛機(jī)制造中。但TC4也有一定的缺點(diǎn),如無法冷鐓成形,只能熱處理,加工工藝要求較高,對(duì)于此,我國研究出了TC4鈦合金固件熱鐓機(jī)床,并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。目前TC4鈦合金螺栓已經(jīng)被我國廣泛應(yīng)用于航天飛機(jī)、客機(jī)、衛(wèi)星等的制造中。

2.TC6鈦合金

TC6鈦合金是北京航空研究所研制出來的耐高溫緊固件材料,其能夠在500C的高溫中進(jìn)行工作,但其制造工藝要求有一-定的難度。TC6鈦合金是對(duì)前蘇聯(lián)BT3-1鈦合金的仿制,我國早于1979年應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造,然后對(duì)TC6鈦合金螺栓開始了研制。TC6臺(tái)金屬于兩相鈦合金,綜合性能較好,可在退火狀態(tài)下使用,還能夠進(jìn)行- -些熱處理強(qiáng)化,具有較高的抗氧化和抗腐蝕的性能,可在500"C以下的環(huán)境中進(jìn)行長時(shí)間工作,溫退火處理后的抗拉強(qiáng)度較高,達(dá)到980MPa以上,同時(shí)還具有優(yōu)異的延伸率、斷面收縮率等性能。

3.TB3鈦合金

TB3是我國于.上世紀(jì)70年代研制成功的,當(dāng)時(shí)在發(fā)達(dá)工業(yè)國家的1100MPa鈦合金螺栓都是采用TC4鈦合金材料制造,而我國當(dāng)時(shí)的熱鐓技術(shù)并不成熟,無法采用TC4鈦合金進(jìn)行制造,所以就研制了可以直接冷鐓的1100MPa級(jí)鈦合金,也就是TB3鈦合金,該鈦合金屬于亞穩(wěn)定β型鈦合金,可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化,在固溶處理狀態(tài)下具有較強(qiáng)的冷成形能力,“固溶+時(shí)效”處理后具有較高強(qiáng)度,可用于300C以下的1100MPa級(jí)高強(qiáng)度航空航天緊固件的制造中。我國于上世紀(jì)80年代開始研制并形成技術(shù)規(guī)范,然后開始投入制造高鎖螺栓和干涉型螺栓,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于100MPa螺栓的制造中。