鈦合金具有良好的耐腐蝕性、無磁性以及比強度高等優(yōu)點,迅速引起了航空部門的重視,并得到了大量的應用。上世紀五十年代,美國在B-52型轟炸機上應用了鈦合金螺栓,得到了良好的減重效果,鈦合金材料便引起了各個國家航空工業(yè)部門的重視。實踐證明,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金材料對熱處理后抗拉以及剪切的強度要求較高。

1.TC4鈦合金

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

采用 TC4鈦臺金制造的螺栓于1956年被美國首次應用于8-52轟炸機的制造中,其效果得到了認可,并被其他國家廣泛使用,目前TC4鈦合金螺栓幾乎應用于發(fā)達國家所有的飛機制造中。但TC4也有一定的缺點,如無法冷鐓成形,只能熱處理,加工工藝要求較高,對于此,我國研究出了TC4鈦合金固件熱鐓機床,并實現(xiàn)了工業(yè)化生產。目前TC4鈦合金螺栓已經被我國廣泛應用于航天飛機、客機、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的高溫中進行工作,但其制造工藝要求有一-定的難度。TC6鈦合金是對前蘇聯(lián)BT3-1鈦合金的仿制,我國早于1979年應用于航空發(fā)動機制造,然后對TC6鈦合金螺栓開始了研制。TC6臺金屬于兩相鈦合金,綜合性能較好,可在退火狀態(tài)下使用,還能夠進行- -些熱處理強化,具有較高的抗氧化和抗腐蝕的性能,可在500"C以下的環(huán)境中進行長時間工作,溫退火處理后的抗拉強度較高,達到980MPa以上,同時還具有優(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70年代研制成功的,當時在發(fā)達工業(yè)國家的1100MPa鈦合金螺栓都是采用TC4鈦合金材料制造,而我國當時的熱鐓技術并不成熟,無法采用TC4鈦合金進行制造,所以就研制了可以直接冷鐓的1100MPa級鈦合金,也就是TB3鈦合金,該鈦合金屬于亞穩(wěn)定β型鈦合金,可進行熱處理強化,在固溶處理狀態(tài)下具有較強的冷成形能力,“固溶+時效”處理后具有較高強度,可用于300C以下的1100MPa級高強度航空航天緊固件的制造中。我國于上世紀80年代開始研制并形成技術規(guī)范,然后開始投入制造高鎖螺栓和干涉型螺栓,目前已經廣泛應用于100MPa螺栓的制造中。