Применение крепежных изделий из титановых сплавов за рубежом получило очень широкое распространение, и продолжают появляться различные новые крепежные детали. Крупные гражданские затраты на одиночный крепеж из титановых сплавов составляют сотни тысяч штук. При том же индексе прочности титановые крепежные детали на 70% легче, чем стальные, а усталостная прочность и чувствительность титанового сплава к концентрации напряжений лучше, чем у аналогичных видов стали, в различных уплотнителях с высокой коррозионной стойкостью, поэтому применение Изготовление титановых герметичных колец для авиационной техники имеет большое значение.
01 Разработка крепежа из титанового сплава
Крепежи из титановых сплавов в основном используются в трех типах материалов: первый тип представляет собой низкомолибденовый эквивалент - двухфазный сплав типа, например Ti-6Al-4V; Вторая категория — метастабильные сплавы, в том числе III, Ti-44.5Nb, Ti-15-3 в США и TB2, TB3 и TB8 в Китае; Третий класс — это докритический состав двухфазных сплавов типа ВТ16л. В следующей таблице показаны характеристики крепежных материалов из титановых сплавов.
Ti{{0}}Al-4V представляет собой низкомолибденовый эквивалент - двухфазный сплав с самым низким коэффициентом стабильности (всего 0,27) и самым высоким алюминиевым эквивалентом (до 6) из трех сплавов. . Так содержание бета-фазы в отожженном состоянии составляет всего 7% (объемная доля). Его преимуществами являются наименьшая плотность, лучшие прочностные и усталостные показатели, наиболее простой состав и минимальная стоимость полуфабрикатов. Однако поскольку пластичность при комнатной температуре недостаточно высока, необходимо использовать индукционный нагрев для горячей высадки при обработке крепежных изделий, а также обработку вакуумным раствором и обработку старением, а стоимость обработки высока.
Вторая категория — это сплавы (такие как ТБ2, ТБ3, ТБ5, ТБ8 и т. д.), которые полностью отличаются от сплавов, и коэффициент стабильности B- высокий, в диапазоне 1,15 ~ 1,97, в то время как алюминиевый эквивалент составляет снижается примерно до 3. Таким образом, при обработке раствором можно получить одну фазу, так что болты и заклепки можно подвергать холодной осадке при комнатной температуре, низкая стоимость обработки, недостатком является высокая плотность, хотя прочность сравнима с Ti {{ 11}}Al-4V, но усталостные характеристики не так хороши, как у Ti-6Al-4v, и состав сложный, и стоимость полуфабрикатов высокая . Из-за той же необходимости вакуумного старения стоимость готовых крепежных изделий по-прежнему выше, чем у Ti-6Al-4V, а температура использования ниже, чем у Ti-6Al{{19 }}В.
Плотность сплава ВТ16 несколько выше, чем у Ti-6Al-4V, но значительно ниже, чем у сплава. Коэффициент стабильности сплава ВТ16 составляет 0,83, что находится между двумя вышеуказанными классами и близок к критическому составу (коэффициент стабильности равен 1). В бинарном сплаве, состоящем из стабильного элемента и Ti, размер зерна постепенно уменьшается с увеличением содержания стабильного элемента. Вблизи критической концентрации l число фаз и фаз одинаково, а размер зерна достигает минимума. При дальнейшем увеличении стабильных элементов размер зерна увеличивается. Маленькое p-зерно и содержание фазы до 25% (объемная доля) в отожженном состоянии определяют, что сплав ВТ16 обладает превосходной Т-пластичностью при комнатной температуре. Следовательно, в сплаве ВТ16 созданы условия для быстрой осадки головки крепежа при комнатной температуре, то есть холодной осадки.
02 Применение крепежа из титанового сплава
Ti-6A1-4V представляет собой двухфазный титановый сплав средней прочности с отличными комплексными свойствами и полными характеристиками полуфабрикатов, включая прутки, поковки, толстые пластины, листы, профили и проволоку. Сплав может работать в течение длительного времени при температуре до 400 градусов C, широко используется в авиационной и аэрокосмической промышленности и является основным крепежным материалом, используемым в авиационной и аэрокосмической отрасли в США и Западной Европе. страны. В российских крепежных изделиях из титановых сплавов в основном используется титановый сплав ВТ16. Сплав ВТ16 относится к серии Ti-Al-Mo-4V - высокопрочный титановый сплав, основными полуфабрикатами являются горячекатаные прутки и полировочные стержни для холодной высадки, проволочные материалы, в основном используемые при производстве крепежных изделий, таких как в виде болтов, винтов, гаек и заклепок. Максимальная рабочая температура 350 градусов. Прочность сплава в состоянии старения на раствор несколько ниже, чем у сплава Ti-6Al-4V. Основным преимуществом является то, что его можно подвергать холодной штамповке в состоянии отжига, что значительно повышает эффективность производства. Крепежные изделия, изготовленные методом холодной деформации, широко используются в машиностроении России, а также являются основными стандартными материалами для применения в авиационно-космической отрасли России, а также применяются в некоторых типах летательных аппаратов страны. Сплав может быть использован в двух состояниях: холодное деформационное упрочнение без термообработки и горячая высадка с формовочной упрочняющей обработкой на раствор.
Сплав Beta III был включен в спецификацию AMS4977 в качестве крепежного материала в 1969 году и имеет некоторые применения в самолетах, но в 1987 году было объявлено об AMS4977B: Департамент аэрокосмических материалов рекомендовал больше не использовать сплав бета 11I в качестве стандартного материала для будущих новых деталей. конструкции. По последним данным, производство сплава прекращено. Ti-44.5Nb был включен в спецификацию AMS4982 как специальный материал для заклепок в 1974 году, изменен до AMS4982C в 2002 году и используется до сих пор, но к головке Ti{{ приварена лишь небольшая часть. 11}}Заклепка Al-4V для холодной клепки. Ti-15-3(TB5) впервые был указан как лист в спецификации AMS4914 в 1984 году. TB5 и TB8 используются в определенном типе самолетов в Китае в качестве соответствующих заклепок и винтов для балки тормозного парашюта и воздушного капота (высокотемпературные). использовать). ТБ2 и ТБ3 – это сплавы, разработанные в нашей стране. ТБ2 первоначально использовался в листовых деталях, а затем в качестве заклепочника на некоторых моделях.
TB3 изначально использовался как материал для разработки болтов, а также использовался в некоторых моделях.
