鈦及鈦合金由于具有比強(qiáng)度高.抗腐蝕性好、耐高溫等一系列突出優(yōu)點(diǎn).使其發(fā)展成為現(xiàn)代航空航天工業(yè)中廣有前途的金屬結(jié)構(gòu)材料121。自從20世紀(jì)50年代美國(guó)首次將Ti-6AI-4V鈦合金螺栓應(yīng)用于B-52型轟炸機(jī)上,并取得了非常好的減重效果后,各航空工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都紛紛展開了鈦合金緊固件的研究及工程應(yīng)用。
鈦合金緊固件代替大部分比強(qiáng)度較低的鋼制緊固件后，對(duì)飛行器減重取得非常顯著的效果。如波音747飛機(jī)緊固件以鈦代鋼后,其結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕了1814 kg;俄羅斯的伊爾-96飛機(jī),一架用14.2 萬(wàn)件鈦合金緊固件,較鋼!件重量減輕達(dá)600kg;一架圖204飛機(jī)上采用940kg的BT16鈦合金緊固件，較鋼件減輕688kg。鈦合金的正電位性能恰好與碳纖維復(fù)合材料相匹配,有效地防止了緊固件的電偶腐蝕.使鈦合金成為復(fù)合材料的最佳連接材料。因此,隨著先進(jìn)軍民用飛機(jī)鈦合金和復(fù)合材料用量的不斷增加,對(duì)鈦合金緊固件的需求日益增加。鈦合金比鋁合金的使用溫度高出150-200C,對(duì)于在飛行器結(jié)構(gòu)中因工作溫度過(guò)高而不能采用鋁合金緊固件的部位,鈦合金將是-種更好的選擇。此外.鈦合金所固有的良好彈性和無(wú)磁性,對(duì)防止緊固螺栓的松動(dòng)和防磁場(chǎng)干擾也具有非常重要的作用附7。
在美國(guó)軍民用飛機(jī)上,鈦合金緊固件已基本取代了合金鋼緊固件。國(guó)外鈦合金緊固件的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍,大型民用飛機(jī)單機(jī)鈦合金緊固件的用量達(dá)到數(shù)十萬(wàn)件,同時(shí)各類新型的鈦合金緊固件也被不斷地研制開發(fā)出來(lái)凹。我國(guó)鈦合金緊固件的研制歷史可追溯到1965年,成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所根據(jù)新機(jī)需要提出研制鈦合金鉚釘.20世紀(jì)70年代相關(guān)單位進(jìn)行了鈦合金鉚釘及應(yīng)用研究工作.20世紀(jì)80年代在我國(guó)部分第二代軍用飛機(jī)上開始少量使用鈦合金鉚釘、螺栓等緊固件89。20世紀(jì)90年代后期,隨著國(guó)外第三代重型戰(zhàn)斗機(jī)生產(chǎn)線的引進(jìn)和國(guó)產(chǎn)第三代戰(zhàn)斗機(jī)的研制,以及大最航空轉(zhuǎn)包生產(chǎn)業(yè)務(wù)的開展.我國(guó)航空工業(yè)中開始使用一些鈦合金緊固件。近年來(lái)隨著我國(guó)航空航天工業(yè)的發(fā)展.國(guó)內(nèi)相關(guān)單位有針對(duì)性地開展了大量基礎(chǔ)材料與緊固件制造技術(shù)方面的研究開發(fā)工作,目前我國(guó)自主研制生產(chǎn)的鈦合金緊固件已經(jīng)在我國(guó)的改型飛機(jī)和新設(shè)計(jì)的飛機(jī)中獲得了大量工程應(yīng)用。
1、鉚釘類緊固件用鈦合金材料
航空航天工業(yè)中常用的緊固件主要包括鉚釘、螺栓及特種緊固件3大類。對(duì)鉚釘來(lái)說(shuō),最重要的是材料的冷態(tài)塑性.只有冷態(tài)塑性好的材料制造的鉚釘,才能夠
進(jìn)行冷鉚接安裝。通常在對(duì)強(qiáng)度要求不太高而對(duì)耐蝕性能要求高的部位采用鈦合金鉚釘, β型鈦合金由于在固溶狀態(tài)下為單一的晶粒、 且由于其具有體心立方的原子結(jié)構(gòu)排列.所以該類合金具有十分優(yōu)異的冷加工性能,非常適用于制造鈦合金鉚釘。
1.1 TB2鈦合金
我國(guó)鈦合金緊固件的研制就是以TB2鈦合金鉚釘?shù)难兄乒ぷ鳛槠瘘c(diǎn)的。1965 年,成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所在新機(jī)研制時(shí)提出.計(jì)劃在其后機(jī)身鈦結(jié)構(gòu)件上采用鈦
合金鉚釘,并提出了論證和設(shè)計(jì)。從1970年開始,在天津冶金局材料研究所和有色金屬研究院等單位的配合下,成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所與成飛公司聯(lián)合展開了TB2鈦合金鉚釘?shù)难兄萍皯?yīng)用研究工作,先后完成了TB2鈦合金材料研制、絲材冷鐓成形研究、鉚釘鉚接試驗(yàn)研究等工作,并于1979年完成了相關(guān)工作技術(shù)鑒定,制訂了暫行技術(shù)條件圖。TB2 鈦合金是-種亞穩(wěn)定型β鈦合金,合金名義成分Ti-3AI-8Cr- -5Mo -5V。該合金在固溶處理狀態(tài)下具有優(yōu)異的冷成形性能和焊接性能,我國(guó)目前主要用作制造衛(wèi)星波紋殼體、星箭連接帶及各類冷鐓鉚釘,有時(shí)也用于小規(guī)格螺栓的制造。制造航空緊固件時(shí), 其使用溫度一般在300C以下,航天緊固件可在短時(shí)間內(nèi)使用到500C中。
1986年，我國(guó)頒布了第一部鈦合金緊固件專用標(biāo)準(zhǔn)CJB120-1986《鈦合金鉚釘》.1990年我國(guó)頒布了第2部及第3部鈦合金緊固件專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)CJB856- _90%抗拉型鈦合金環(huán)槽鉚釘規(guī)范》與GJB857.1- -90《1000沉頭抗拉型鈦合金進(jìn)環(huán)槽鉚釘》這3部標(biāo)準(zhǔn)都是TB2鈦合金鉚釘?shù)膶Ｓ眉夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn).就各類規(guī)格的TB2鉚釘進(jìn)行了明確規(guī)范,為其工程化批產(chǎn)及應(yīng)用奠定了標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。目前TB2制造的鈦合金鉚釘已經(jīng)在我國(guó)航天工業(yè)中的多個(gè)型號(hào)獲得了大量應(yīng)用,同時(shí)在航空型號(hào)產(chǎn)品中也獲得了一定數(shù)量的應(yīng)用,均取得了良好的效果13-1。
1.2 TB5鈦合金
TB5鈦合金是- -種亞穩(wěn)定β型鈦合金,其名義成分為Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al。該合金最初是在美國(guó)空軍的資助下開發(fā)的.由洛克希德.馬丁公司確定成分、TMET公司進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)。該合金具有優(yōu)異的冷成形性能，其冷成形能力與純鈦相當(dāng),可在固溶狀態(tài)下進(jìn)行各種復(fù)雜零件的冷成形(如鉚釘鉚接),時(shí)效后室溫拉伸強(qiáng)度可達(dá)1000MPa以上,該合金由于其V元素含量高,抗氧化性能較差,-般在200C以下的工作環(huán)境中使用,但是該合金具有優(yōu)異的抗腐蝕性能間。
美國(guó)普惠公司在其生產(chǎn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)上大量使用Ti-15V-3Cr-3Sn-3AI鈦合金作為托架,美國(guó)B-1B轟炸機(jī)上Ti-15V-3Cr- 3Sn-3A1鈦合金零件的用量達(dá)到1000多個(gè)，Ti-15V-3Cr- 3Sn- 3AI鈦合金緊固件在波音飛機(jī)上也應(yīng)用了很多年網(wǎng)。我國(guó)使用TB5鈦合金替代30CrMnSiA制造某殲擊機(jī)傘梁以及制造衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī)波紋板等部件。同時(shí)采用TB5鈦合金制造與殲擊機(jī)傘梁和衛(wèi)星波紋板配套使用的冷鐓鉚釘凹。
1.3 Ti-45Nb合金
Ti-45Nb合金作為一種鉚釘專用材料,其突出的優(yōu)點(diǎn)是塑性高(伸長(zhǎng)率可達(dá)20%以上,斷面收縮率高達(dá)60%-80%),冷加工性能優(yōu)異,其剪切強(qiáng)度(τ≥350MPa)和抗拉強(qiáng)度(σ。≥450MPa)均高于純鈦,并且冷變形抗力低于純鈦,非常適合做復(fù)合材料連接用鉚釘材料。美國(guó)針對(duì)Ti-4SNb合金進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究工作.研制技術(shù)較為成熟,并于1974年列人AMS4982規(guī)范,2002年修訂為AMS4982C,至今獲得廣泛使用。美國(guó)在航空航天鉚釘產(chǎn)品中，Ti-45Nb合金已經(jīng)全面取代純鈦。該合金與Ti-6AI-4V合金搭配，.制成的雙金屬鉚釘,已經(jīng)在空客和波音飛機(jī)上獲得大量應(yīng)用17-19%。
對(duì)于要求剪切強(qiáng)度高在安裝過(guò)程中不允許鉚釘桿變形的鉚釘,一般采用雙金屬鈦合金鉚釘,雙金屬鈦合金鉚釘是由Ti-6AI-4V釘桿和Ti-4SNb頭部組成.經(jīng)過(guò)慣性摩擦焊接.緊密融合在一起而形成了一個(gè)整體實(shí)心鉚釘。這種雙金屬鉚釘在鉚接時(shí),只需用較小的沖擊力就可以使Ti-45Nb鉚釘頭產(chǎn)生塑性變形,而Ti-6AI-4V鉚釘桿卻不變形。雙金屬鈦合金鉚釘在B-1轟炸機(jī)、波音等飛機(jī)上廣泛用于鈦合金構(gòu)件及復(fù)合材料構(gòu)件的鉚接。如美國(guó)F-14戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)翼前緣使用4000只該雙金屬鉚釘.其疲勞性能與高鎖螺栓相當(dāng),而成本可降低50%,重量輕30%-40%.這種雙金屬鉚釘?shù)某杀疽陀谄渌滦外伜辖疸T釘。近年來(lái)我國(guó)也相繼研制開發(fā)了該型雙金屬鉚釘和Ti- 45Nb鉚釘,已經(jīng)在新一代飛機(jī)的復(fù)合材料蒙皮鉚接中獲得了工程應(yīng)用。
2、螺栓類緊固件用鈦合金材料
航空航天緊固件中使用量最大的是鈦合金螺栓,鈦合金螺栓按其用途可分為普通螺栓高鎖螺栓及干涉型螺栓等。以來(lái)制造螺栓的鈦合金材料, -般要求其熱處
理后獲得高的抗拉強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度.通常要求其強(qiáng)度水平與30CrMnSiA高強(qiáng)度合金鋼相當(dāng)12。
2.1 TC4鈦合金(。≥1100MPa級(jí))
TC4 (美國(guó)牌號(hào)Ti-6AI-4V )鈦合金最初由美國(guó)在1954年首先研制成功,目前已經(jīng)發(fā)展成為一種國(guó)際性的鈦合金.是目前人們對(duì)其研究最為全面、最為深入的鈦合金。在航空、航天、民用等工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。已經(jīng)廣泛用于制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的梁、框、起落架、緊固件.航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇、壓氣機(jī)盤、機(jī)匣、葉片等,同時(shí)也大量用于其他行業(yè)中,目前占鈦合金產(chǎn)量的一半以上。該合金具有良好的工藝塑性和超塑性，合金a+BIp轉(zhuǎn)變溫度980~- 1010C,長(zhǎng)期工作溫度可達(dá)400C。1973年開始，為配合渦扇-8航空發(fā)動(dòng)機(jī)TC4鈦合金葉片的研制工
作,我國(guó)開始了該合金的研究與工程應(yīng)用121956年,美國(guó)采用TC4 (Ti-6A1-4V )鈦合金制造了當(dāng)今世界上第一批鈦合金螺栓，首先用在B-52轟炸機(jī)上(代替原3erMnsiA螺栓),由于使用效果非常好，很快就被推廣應(yīng)用.現(xiàn)在西方幾平所有的飛機(jī)都在大量采用TC4 mlAY 41)社合金制造其螺栓。但是由于TC4 (Ti-6A144V)是α+ β敘相合金，不能冷鍛成形、其釘頭必須加熱鐓制.熱處理需真空水淬和時(shí)效,對(duì)加工設(shè)備及工藝要求高。20世紀(jì)80年代后期，我國(guó)相關(guān)單位開展了TC4鈦合金緊固件熱鐓技術(shù)研究,先后開發(fā)出了熱鐓機(jī)床，與20世紀(jì)90年代實(shí)現(xiàn)了TC4鈦合金緊固件的工業(yè)化生產(chǎn)。目前我國(guó)多個(gè)航空航天標(biāo)準(zhǔn)件廠
都具有批量生產(chǎn)TC4螺栓的熱鐓設(shè)備與技術(shù)能力,采用TC4鈦合金制造的螺栓已經(jīng)在我國(guó)新一代軍機(jī)、航天飛行器、衛(wèi)星中獲得了大量工程應(yīng)用126.10.2%。
2.2TC6鈦合金(α≥980MPa級(jí))
為滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫使用要求.北京航空制造工程研究所研制出了可耐500 C以下高溫的TC6 (俄羅斯材料BT3-1)鈦合金緊固件,與TC4鈦合金相比,該預(yù)材料對(duì)溫度具有較高的敏感性,其緊固件制造更困難。該合金是前蘇聯(lián)研制的BT3-1鈦合金,名義成分為Ti-6A1-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-0.3Si,目前在俄羅斯得到廣泛應(yīng)用2。我國(guó)在1979年為配合WP13航空發(fā)動(dòng)機(jī)TC6鈦合金尾桿等部件及配套緊固件的研制工作，進(jìn)行了該合金的仿制工作及應(yīng)用研究工作。TC6合金是一 種綜合性能良好的馬氏體型α+β型雙相鈦合金,一般在退人狀態(tài)不使用也可進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚韽?qiáng)化。該合金具有良好的性能,抗氧化性能和耐腐蝕性能非常優(yōu)異,其制造的零部件可在400C下長(zhǎng)時(shí)間工作600h以上.450tC中P長(zhǎng)時(shí)間工作2000以上。等溫退火處理后室溫抗拉強(qiáng)度大于980MPaJ屆服強(qiáng)度C大于840MPa、延伸率大于10%、斷面收縮率大于25%。400C高溫拉伸強(qiáng)度大于720MPa、延伸率大于14%、斷面收縮率大于40%。為了進(jìn)一步提高其使用強(qiáng)度.也可進(jìn)行“固溶+時(shí)效"處理日。
2.3 TC16(σ。≥1030MPa級(jí))
目前對(duì)于鋼制緊固件,大部分都采用冷鐓成形加工，只有少數(shù)尺寸較大的采用熱鐓成形加工，冷鐓工藝使緊固件實(shí)現(xiàn)了大批量連續(xù)生產(chǎn)。但是大部分工業(yè)鈦
合金由于冷成形性能差.無(wú)法進(jìn)行冷鐓成形加工。因此，在西方國(guó)家，TC4鈦合金緊固件主要采用熱鐓成形工藝方法生產(chǎn).熱鐓工藝的缺點(diǎn)在于:坯料加熱時(shí)易出現(xiàn)局部燒傷和過(guò)熱以及表面氧化,同時(shí)不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)鐓制、生產(chǎn)效率低。為了提高鈦合金緊固件生產(chǎn)效率及其質(zhì)量的穩(wěn)定性.前蘇聯(lián)研制開發(fā)了緊固件專用冷鐓用BTI6鈦合金,實(shí)現(xiàn)了鈦合金緊固件冷鐓技術(shù)的發(fā)展和跨越.并在伊爾76伊爾86.伊爾96、安124.Su27系列等蘇制(俄制)飛機(jī)上獲得了大量工程應(yīng)用1.27。BT16 (我國(guó)仿制牌號(hào)TC16)鈦合金名義成分Ti-3AI- -5Mo -4.5V,該合金是馬氏體型ax+β型雙相鈦合金，β穩(wěn)定系數(shù)為0.83,接近臨界成分。該鈦合金主要用于制造工作溫度350C以下的航空緊固件,合金a+β/β轉(zhuǎn)變溫度( 860+20) C。較小的β晶粒和在退火狀態(tài)下高達(dá)25%的β相體積分?jǐn)?shù)決定了BT16合金具有優(yōu)異的室溫工藝塑性,所以該合金可在室溫條件下完成緊固件頭部的冷鐓成形,因而明顯提高了其螺栓生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本.隨后在固溶時(shí)效熱處理后其強(qiáng)度可達(dá)1030~1 180MPa。俄羅斯(前蘇聯(lián))鈦合金螺栓類緊固件主要采用BT16鈦合金制造.使用了幾十年沒(méi)有出現(xiàn)任何質(zhì)量事故。我國(guó)20世紀(jì)90年代從俄羅斯引進(jìn)了Su-27飛機(jī)生產(chǎn)線(為了滿足Su- -27飛機(jī)的國(guó)
產(chǎn)化需求，國(guó)內(nèi)相關(guān)單位隨即開展了BT16鈦合金及其緊固件的國(guó)產(chǎn)化工作!我國(guó)仿制后命名為TC16鈦合金。有前我國(guó)自主研制生產(chǎn)的Te16鈦合金螺栓已經(jīng)在國(guó)產(chǎn)的第三代戰(zhàn)斗機(jī)上獲得了大量工程應(yīng)用P1.2。
2.4 TB3(o。≥1100MPa級(jí))
20世紀(jì)七八十年代,美國(guó)等西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的航空航天用1100MPa級(jí)鈦合金螺栓主要采用TC4 (Ti-6AI-4V )鈦合金材料制造,都是采用熱鐓成形工藝生產(chǎn)。我國(guó)20世紀(jì)70年代末80年代初應(yīng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)連接需求,急需1100MPa的鈦合金螺栓類緊固件,由于受到熱鐓設(shè)備的限制(當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)沒(méi)有熱鐓成形設(shè)備),無(wú)法研， 制生產(chǎn)100MPa級(jí)的TC4 (Ti-6AI-4V )螺栓,為此主要集中精力研制可以直接冷鐓的β型鈦合金, TB3鈦合金就是在這種背景條件下研制開發(fā)出來(lái)的。TB3合金的成分設(shè)計(jì)參照了美國(guó)鈦金屬公司20世紀(jì)研制開發(fā)的Ti-8Mo- -8V-2Fe- 3AI鈦合金。
TB3鈦合金是一種可熱處理強(qiáng)化的亞穩(wěn)定β型鈦合金. 合金名義成分為Ti-10Mo-8V-1Fe- 3.5Al。該合金的主要優(yōu)點(diǎn)是固溶處理狀態(tài)具有優(yōu)異的冷成形性能,其冷鐓比( D/D。)可達(dá)2.8,“固溶+時(shí)效"制度處理后可獲得高的強(qiáng)度.主要用于制造使用溫度低于300C的1100MPa級(jí)高強(qiáng)度航空航天緊固件。1982年10月,我國(guó)開始了TB3鈦合金螺栓的研制工作，1985年研制工作取得進(jìn)展.并形成了相關(guān)技術(shù)規(guī)范。在20世紀(jì)80年代中后期國(guó)產(chǎn)TB3鈦合金先后制成高鎖螺栓和干涉型螺栓，裝于飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與金屬結(jié)構(gòu)，為我國(guó)鈦合金螺栓類緊固件的應(yīng)用摸索出了二定經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。該合金現(xiàn)已廣泛用做1100MPa鈦合金螺栓的制造,并已成功應(yīng)用于Y-7. J-8、J-10 飛機(jī)及某些航天飛行器上。
目前，TB3鈦合金已成為我國(guó)能夠工業(yè)化生產(chǎn)的宇航飛行器用鈦合金螺栓類緊固件的主要材料。同時(shí)，該鈦合金也用于鉚釘?shù)闹圃?我國(guó)在2006年頒布的CJB120-2006《鈦及鈦合金鉚釘》中也將TB3鈦材作為鉚釘用料正式列人標(biāo)準(zhǔn)12.231。
2.5 TB8鈦合金( σp≥1280MPa級(jí))
隨著航空航天技術(shù)的飛速發(fā)展,在軍民用飛機(jī)上所采用的機(jī)械連接技術(shù)要求越來(lái)越高,其所采用的標(biāo)準(zhǔn)件技術(shù)含量也越來(lái)越高,其在整機(jī)上所起的作用已不僅是“緊固"、“連接”作用,而是成為實(shí)現(xiàn)整機(jī)性能的重要結(jié)構(gòu)件。未來(lái)航空航天技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)要求新型緊固件的比強(qiáng)度高，即要求重量輕、強(qiáng)度高。所以美國(guó)、俄羅斯、法國(guó)等世界航空強(qiáng)國(guó)都在積極開發(fā)抗拉強(qiáng)度1200MPa以上的高強(qiáng)度鈦合金材料及其緊固件。近年來(lái),美鋁公司開發(fā)出了Timetal555鈦合金高強(qiáng)螺栓.其固溶時(shí)效后抗拉強(qiáng)度達(dá)1300MPa以上、雙剪強(qiáng)度大于745MPa.延伸率大于10% .各項(xiàng)性能指標(biāo)完全達(dá)到了典型的1250MPa鍍鎘合金鋼緊固件規(guī)范的要求。SPS 航空緊固件集團(tuán)采用SPS TITANTM761鈦合金加工制造的螺栓產(chǎn)品Aerlite180,其抗拉強(qiáng)度可達(dá)1240MPa剪切強(qiáng)度可達(dá)745MPa,達(dá)到了許多合金鋼和耐蝕合金緊固件的強(qiáng)度水平.同時(shí)減重40%。
為了緊跟國(guó)際先進(jìn)航空航天鈦合金緊固件發(fā)展趨勢(shì),近年來(lái)西工大超晶公司與信陽(yáng)航天標(biāo)準(zhǔn)件廠聯(lián)合研制開發(fā)了緊固件專用TB8鈦合金棒絲材及其1280MPa高強(qiáng)螺栓類緊固件,其規(guī)格從φ4~φ25。TB8鈦合金是我國(guó)仿制美國(guó)的β21S鈦合金,其名義成分為Ti-3AI-2.7Nb-15Mo, β2IS合金是美國(guó)鈦金屬公司( Timent ) 1989年為NASP計(jì)劃研制開發(fā)的亞穩(wěn)定β型鈦合金，β21S鈦合金具有優(yōu)異的冷熱加工性能、深的淬透性、高的抗蠕變性能、高的抗氧化性能和良好的抗腐蝕性能，所以該合金得到了飛機(jī)設(shè)計(jì)者和制造者的認(rèn)可.作為優(yōu)良的宇航結(jié)構(gòu)材料于1994年首先被列人美國(guó)的ASTM標(biāo)準(zhǔn)中，美國(guó)主要使用該合金制造航天飛機(jī)用鈦基復(fù)合材料及波音777等飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙部件。我國(guó)從20世紀(jì)90年代開始進(jìn)行了該合金的仿制工作,完成了某型飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用TB8鈦合金鍛件及鈑金件的研制及應(yīng)用研究工作，由于最終沒(méi)有獲得工程化應(yīng)用，僅在CB/T3620.1-2007《鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分》中對(duì)其牌號(hào)及成分進(jìn)行規(guī)范.其材料及產(chǎn)品沒(méi)有形成國(guó)標(biāo)、國(guó)軍標(biāo)以及航標(biāo)規(guī)范132期。
信陽(yáng)航天標(biāo)準(zhǔn)件廠與西工大超晶公司聯(lián)合研制開發(fā)的1280MPa級(jí)TB8鈦合金螺栓實(shí)物照片見(jiàn)圖1,主要性能指標(biāo)見(jiàn)表1。由于該合金的采用的β穩(wěn)定元素為高熔點(diǎn)、抗氧化的鉬元素和鈮元素,而非TB2. TB3鈦合金采用的抗氧化性能差的釩元素,所以該合金制造的緊固件長(zhǎng)時(shí)間使用溫度可達(dá)550C,徹底解決了傳統(tǒng)高強(qiáng)B鈦合金緊固件使用溫度低(不高于300C)的問(wèn)題。目前，研制開發(fā)的該1280MPa級(jí)TB8鈦合金高強(qiáng)螺栓已經(jīng)在我國(guó)新一代飛機(jī)中獲得了工程應(yīng)用,取得了良好的減重效果和與復(fù)合材料相容性效果。
3、總結(jié)
可以看出,航空用鈦合金緊固件的研究與應(yīng)用自工業(yè)鈦合金出現(xiàn)就已經(jīng)開始,美國(guó).俄羅斯(前蘇聯(lián))等航空工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在很早就已經(jīng)形成了符合自身工藝技術(shù)的緊固件用鈦合金材料體系,鈦合金緊固件已經(jīng)在其航空制造領(lǐng)域獲得了大量應(yīng)用。而我國(guó)航空用鈦合金緊固件的研究及應(yīng)用起步較晚,都是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)或飛機(jī)的仿制、技術(shù)借鑒或引進(jìn)改進(jìn)過(guò)程中被動(dòng)進(jìn)行的，制造緊固件的鈦合金材料基本都是借鑒或仿制俄羅斯(前蘇聯(lián)).美國(guó)的,同時(shí)我們國(guó)家航空緊固件中鈦合金緊固件的占有量相對(duì)較低。隨著我國(guó)航空工業(yè)的迅速發(fā)展及對(duì)~飛行器性能要求的不斷提高,未來(lái)高性能航空緊固件對(duì)其制造鈦合金材料提出了更高強(qiáng)度.更高斷裂韌性、更高疲勞性能要求。
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