Titaaniseosmateriaalien käyttö Kiinan ilmailun kiinnikkeissä

Titaaniseos nousevana rakennemateriaalina ilmestyi ja kehittyi 20. vuosisadan puolivälissä sen erinomaisen korroosionkestävyyden, korkean ominaislujuuden ja ei-magneettisuuden vuoksi. Sitä on käytetty laajalti ilmailu- ja avaruusteollisuudessa ja muilla huippuluokan teollisuuden aloilla. 1950-luvulla Yhdysvallat alkoi käyttää titaaniseosmateriaaleja ilmailukiinnittimien valmistukseen, Kiina 1980-luvulla alkoi käyttää titaaniseosmateriaaleja pienen määrän teknisten ilmailu- ja avaruuskiinnittimien valmistukseen; 2000-luvulle tulon jälkeen, Kiinan ilmailu- ja avaruusteollisuuden valmistusteknologian yleiseen tasoon, ilmailu titaaniseosmateriaaleista valmistetut kiinnittimet sekä niiden käsittely- ja valmistustekniikka systemaattisen ja erikoistuneen kehityksen aikaansaamiseksi.

Titaanilla ja titaaniseoksilla on erinomaisia etuja, kuten suuri ominaislujuus, hyvä korroosionkestävyys ja korkean lämpötilan kestävyys, mikä tekee niistä lupaavia metallirakenteiden materiaaleja nykyaikaisessa ilmailu- ja avaruusteollisuudessa. 1950-luvulta lähtien Yhdysvalloissa on ensimmäistä kertaa valmistettu Ti-6Al-4V titaaniseosruuvit joita käytetään B-52-pommikoneissa, saavutettiin erittäin hyvä painonpudotusvaikutus; ilmailuteollisuuden kehittyneet maat ovat käynnistäneet titaaniseoskiinnikkeet tutkimus ja tekniset sovellukset. Titaaniseoskiinnittimet, sen sijaan, että useimmat alhaisemman lujuuden kuin teräskiinnittimet, lentokoneen painonpudotuksen saavutetaan erittäin merkittäviä tuloksia. Kuten Boeing 747 -lentokoneen kiinnikkeet titaaniin teräksen sijaan, sen rakenteellinen laatu väheni 1814 kg; Venäjän IL-96-lentokone, jossa on 142 000 kappaletta titaaniseoskiinnikkeitä, teräksen painon vähennys jopa 600 kg; luku 204 lentokonetta, joissa on 940 kg BT16 titaaniseoskiinnikkeitä, teräksen vähennys 688 kg. Titaaniseokset ovat positiivinen potentiaalinen suorituskyky, joka on sama kuin hiilikuitukomposiitit, jotka vastaavat titaaniseoskiinnittimien lujuutta. Titaaniseoksen positiivinen potentiaalinen suorituskyky vastaa hiilikuitukomposiittimateriaaleja, mikä estää tehokkaasti kiinnittimien galvaanisen korroosion, mikä tekee titaaniseoksesta parhaan liitosmateriaalin komposiittimateriaaleille. Näin ollen titaaniseoskiinnittimien kysyntä kasvaa, kun kehittyneissä sotilas- ja siviili-ilma-aluksissa käytetään yhä enemmän titaaniseosta ja komposiittimateriaaleja. Alumiiniseoksen lämpötilan käyttö on yli 150-200 ℃; lentokoneen rakenteessa korkean käyttölämpötilan vuoksi ja alumiiniseoksen kiinnitysosien käyttämättä jättämisen vuoksi titaaniseos on parempi valinta. Lisäksi titaaniseoksella on luontainen hyvä elastisuus ja se on ei-magneettinen, jotta estetään kiinnityspulttien löystyminen, ja antimagneettisilla häiriöillä on myös erittäin tärkeä rooli.
Yhdysvaltojen sotilas- ja siviililentokoneissa titaaniseoskiinnikkeet ovat korvanneet seosteräskiinnikkeet. Ulkomaisten titaaniseoskiinnittimien käyttö on ollut hyvin yleistä; suurten siviili-ilma-alusten titaaniseoskiinnittimien määrä on noussut satoihin tuhansiin kappaleisiin, ja erilaisia uusia titaaniseoskiinnittimiä kehitetään myös jatkuvasti. Kiinan titaaniseoskiinnittimien kehityshistoria voidaan jäljittää vuoteen 1965; Chengdu Aircraft Design Institute ehdotti uuden lentokoneen tarpeiden mukaan titaaniseosniittien kehittämistä, 1970-luvun titaaniseosniittien asiaankuuluvat yksiköt ja tutkimustyön soveltaminen 1980-luvulla joissakin Kiinan toisen sukupolven sotilaslentokoneissa alkoi pieni määrä titaaniseosniittejä, pultteja ja muita kiinnittimiä. 1990-luvun lopulla, kun kolmannen sukupolven ulkomaisten raskaiden taistelulentokoneiden tuotantolinjat ja titaaniseosniitit, pultit ja muut kiinnittimet. 1990-luvun lopulla, kun ulkomaiset kolmannen sukupolven raskaiden taisteluhävittäjien tuotantolinjat otettiin käyttöön ja kotimaisia kolmannen sukupolven hävittäjiä kehitettiin sekä monia ilmailualan alihankintatuotantoyrityksiä, Kiinan ilmailuteollisuus alkoi käyttää joitakin titaaniseoksesta valmistettuja kiinnikkeitä. Viime vuosina Kiinan ilmailu- ja avaruusteollisuuden kehityksen myötä kotimaiset asianomaiset yksiköt ovat pyrkineet toteuttamaan suuren määrän perusmateriaalien ja kiinnittimien valmistustekniikan tutkimus- ja kehitystyötä, tällä hetkellä Kiinan itsenäinen tutkimus ja kehittäminen ja titaaniseoskiinnittimien tuotanto ovat olleet Kiinan muutetuissa lentokoneissa ja lentokoneiden uudessa suunnittelussa, jotta saadaan suuri määrä teknisiä sovelluksia.

1. Titaaniseosmateriaalit niitattujen kiinnittimien osalta

Kiinnittimet ilmailu- ja avaruusteollisuudessa yleisesti käytettyihin kiinnittimiin kuuluvat pääasiassa niitit, pultit ja erikoiskiinnittimet kolmessa luokassa. Niittien osalta tärkein asia on materiaalin kylmämuovautuvuus; vain materiaalin kylmämuovautuvuus valmistettuihin niitteihin voi olla kylmä niittausasennus. Yleensä lujuusvaatimukset eivät ole liian korkeita ja titaaniseosniittien osien korkeat korroosionkestävyysvaatimukset, β-tyyppinen titaaniseos, joka johtuu yhden β-jyvän kiinteän liuoksen tilasta ja koska sillä on atomirakenteen runkokeskitetty kuutiomainen järjestely, joten tämäntyyppisellä seoksella on erittäin erinomaiset kylmätyöominaisuudet, jotka soveltuvat hyvin titaaniseosniittien valmistukseen.

1.1 TB2 titaaniseos

Kiinan titaaniseoskiinnittimien kehittäminen on TB2-titaaniseosniittien kehittäminen lähtökohdan kehittämiseksi. 1965, Chengdu Aircraft Design and Research Institute, uuden lentokoneen kehittämisessä suunnitelmana on käyttää titaaniseosniittejä rungon titaanirakenteisissa osissa ja esittää esittelyä ja suunnittelua. Vuonna 1970 Chengdu Aircraft Design Institute ja Chengdu Aircraft Corporation aloittivat yhteistyössä Tianjin Metallurgical Bureau Materials Research Instituten ja Nonferrous Metals Research Instituten kanssa TB2-titaaniseosniittien kehittämisen ja soveltamisen tutkimuksen ja saattoivat peräkkäin päätökseen TB2-titaaniseosmateriaalien kehittämisen, langan materiaalien ja niittien kylmän kuohunnan tutkimuksen, niittitestaustutkimukset jne. ja saivat päätökseen asiaa koskevien töiden teknisen arvioinnin vuonna 1979 ja muotoilivat väliaikaiset tekniset ehdot. TB2 titaaniseos on sub-stabiili β-titaaniseos, seoksen nimellinen koostumus Ti-3Al-8Cr-5Mo-5V. Seoksella on kiinteässä liuotuskäsittelytilassa erinomaiset kylmämuovausominaisuudet ja hitsaustulokset; Kiinaa käytetään pääasiassa satelliittien aaltopahvien kuorien, tähti- ja nuoliliitosten ja kaikenlaisten kylmämuovausniittien valmistukseen, ja joskus sitä käytetään myös pienikokoisten pulttien valmistukseen. Kun valmistetaan ilmailun kiinnikkeitä, niiden käyttölämpötila on yleensä alle 300 ℃; ilmailu- ja avaruusalan kiinnikkeitä voidaan käyttää lyhyessä ajassa 500 ℃: iin.
Vuonna 1986 Kiina julkisti ensimmäiset titaaniseoskiinnittimien erityiset standardit, GJB120-1986 "titaaniseosniitit", vuonna 1990 Kiina julkisti toisen ja kolmannen titaaniseoskiinnittimien erityiset tekniset standardit GJB856-90 "vetokykyiset titaaniseosrenkaiden rengasuraniitit eritelmä" ja GJB857.1-90 "100 ° upotettu pää vetolujuus titaaniseoksesta osaksi rengas uraan niitit", jotka kolme standardit ovat TB2 titaaniseos niitit erityisiä teknisiä standardeja, kaikenlaisia eritelmiä TB2 niitit selkeä eritelmä sen suunniteltu erän tuotanto ja soveltaminen standardin perusteella. TB2 valmistettu titaaniseos niitit ovat olleet Kiinan ilmailu- ja avaruusteollisuudessa useissa malleissa saada suuri määrä sovelluksia; samaan aikaan, ilmailun mallissa, tuotteet ovat myös saaneet tietyn määrän sovelluksia ja saavuttaneet hyviä tuloksia.

1.2 TB5 titaaniseos

TB5-titaaniseos on substabiili β-tyypin titaaniseos; sen nimellinen koostumus on Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al. Seos kehitettiin alun perin Yhdysvaltain ilmavoimien taloudellisella tuella, Lockheed Martin määritteli koostumuksen ja TIMET toteutti mittakaavatuotannon. Seoksella on erinomaiset kylmämuovausominaisuudet, sen kylmämuovauskapasiteetti ja puhdas titaani, voi olla kiinteässä liuostilassa erilaisille monimutkaisille kylmämuovausosille (kuten niitit niitattu), ikääntyminen huoneenlämpötilassa vetolujuus jopa 1000MPa tai enemmän, seos johtuen sen V-elementin korkeasta pitoisuudesta, antioksidanttinen suorituskyky on huono, yleensä 200 ℃ alle työympäristön, mutta seoksella on erinomainen korroosionkestävyys.
Pratt & Whitney Yhdysvalloissa tuotannossaan aero-moottori on suuri määrä Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al titaaniseos kuin kiinnike, Yhdysvaltain B-1B pommikone Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al titaaniseos osat määrä on yli 1000, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al titaaniseos kiinnikkeet Boeing lentokoneessa on myös käytetty useita vuosia. Maamme käyttää TB5-titaaniseosta korvaamaan 30CrMnSiA:n tietyn hävittäjälentokoneen sateenvarjopalkin valmistukseen ja satelliittimoottorin aaltopahvin ja muiden osien valmistukseen, samalla kun TB5-titaaniseosta käytetään hävittäjälentokoneen sateenvarjopalkin ja satelliitin aaltopahvin valmistukseen, joka tukee kylmäkärkisten niittien käyttöä.

1.3 Ti-45Nb-seos

Ti-45Nb-seos on eräänlainen erikoismateriaali niittejä varten; sen erinomaiset edut ovat korkea plastisuus (venymä voi olla jopa yli 20%, poikkileikkauksen kutistuminen on yhtä suuri kuin 60%-80%), erinomainen kylmätyöstöominaisuus, sen leikkauslujuus (τ ≥ 350MPa) ja vetolujuus (σ_b ≥ 450MPa) ovat korkeammat kuin puhtaan titaanin. Kylmämuodonmuutoskestävyys on pienempi kuin puhtaalla titaanilla, mikä soveltuu niittien valmistamiseen komposiittimateriaalien liitoksia varten. Materiaali. Yhdysvalloissa Ti-45Nb-seoksen osalta on tehty paljon perustutkimustyötä; teknologian kehitys on kypsempää, ja vuonna 1974 se sisällytettiin AMS4982-spesifikaatioon, joka tarkistettiin AMS 4982C:ksi vuonna 2002, ja sitä on käytetty laajalti. Yhdysvalloissa ilmailu- ja avaruusteollisuuden niittituotteissa Ti-45Nb-seos on korvattu kokonaan puhtaalla titaanilla. Seos ja Ti-6Al-4V-seos, joka on valmistettu bimetalliniiteistä, on ollut Airbusin ja Boeingin lentokoneissa monien sovellusten saamiseksi.
Korkean leikkauslujuuden vaatimuksiin asennusprosessi ei salli niittipalkin niittien muodonmuutosta, yleensä käytetyt bimetalliset titaaniniitit, bimetalliset titaaniniitit koostuvat Ti-6Al-4V-naulapalkista ja Ti-45Nb-päästä, inertiakitkaushitsauksen jälkeen, tiukasti sulatettu muodostamaan koko kiinteän niitin. Vain pieni isku voi aiheuttaa Ti-45Nb-niitin pään plastisen muodonmuutoksen tässä bimetalliniitin niittauksessa, kun taas Ti-6Al-4V-niitin varsi ei muutu. Bimetallisia titaaniseosniittejä B-1-pommikoneessa, Boeingissa ja muissa lentokoneissa käytetään laajalti niitatuissa titaaniseoskomponenteissa ja komposiittikomponenteissa. Kuten Yhdysvaltain F-14-hävittäjän siiven etureunassa käytetään 4000 bimetalliniittejä; sen väsymissuorituskyky ja korkeat lukituspultit, jotka ovat verrattavissa kustannuksiin, voidaan vähentää 50%, 30% -40% kevyemmällä, tällaisen bimetalliniitin kustannukset ovat alhaisemmat kuin muut β-tyypin titaaniseosniitit. Viime vuosina Kiina on myös kehittänyt bimetalli- ja Ti-45Nb-niittejä, jotka ovat olleet uuden sukupolven lentokoneiden komposiitti-ihon niittauksessa teknisissä sovelluksissa.

2. Titaaniseosmateriaaleista valmistetut ruuvikiinnittimet

Ilmailu- ja avaruusteollisuuden kiinnittimet suurimmassa määrässä titaaniseosruuveja, titaaniseosruuvit voidaan jakaa tavallisiin ruuveihin, korkeisiin lukitusruuveihin ja häiriöpultteihin niiden käytön mukaan. Koska titaaniseos pulttien valmistuksen, yleiset vaatimukset sen lämpökäsittelyn saamiseksi korkea vetolujuus ja leikkauslujuus yleensä vaativat sen lujuus taso ja 30CrMnSiA korkean lujuuden seosterästä verrattavissa.

2.1 TC4 titaaniseos (σ_b ≥ 1100MPa taso)

TC4 (Yhdysvaltain luokan Ti-6Al-4V / UNS R56400 / ASTM Grade 5 / Ti64) titaaniseos kehitettiin ensimmäisen kerran Yhdysvalloissa vuonna 1954, se on kehittynyt kansainväliseksi titaaniseokseksi, on tällä hetkellä kattavin ja syvällisin tutkimus sen titaaniseoksesta. Ilmailu-, ilmailu-, avaruus-, siviili- ja muita teollisuudenaloja on käytetty laajalti. Sitä on käytetty laajalti palkkien, kehysten, laskutelineiden, kiinnittimien, lentokoneiden puhaltimien, kompressorilevyjen, lehtien, terien jne. valmistuksessa. Sitä käytetään myös monilla muilla teollisuudenaloilla, ja sen osuus titaaniseosten tuotannosta on yli puolet. Seoksella on hyvä prosessin plastisuus ja superplastisuus, seoksen α + β / β siirtymislämpötila 980-1010 ° C ja pitkäaikainen käyttölämpötila jopa 400 ° C. Vuodesta 1973 alkaen Kiina aloitti seoksen tutkimuksen ja teknisten sovellusten kehittämisen yhteistyössä turbofan-8- lentokoneen TC4-titaaniseoksen terän kanssa.
Vuonna 1956 Yhdysvallat käytti TC4 (Ti-6Al-4V) titaaniseosta valmistamalla maailman ensimmäisen erän titaaniseosruuveja, joita käytettiin ensimmäisen kerran B-52-pommikoneessa (alkuperäisten 30CrMnSiA-pulttien sijasta), minkä seurauksena vaikutus on erittäin hyvä, ja pian se on suosittu. Lähes kaikki länsimaiset lentokoneet valmistavat pultteja monista TC4 (Ti-6Al-4V) titaaniseoksista. Mutta koska TC4 (Ti-6Al-4V) on α + β -duplex-seos, sitä ei voida muodostaa kylmällä upsettingilla; sen naulanpää on lämmitettävä upsetting, lämpökäsittely tarvitsee tyhjiö veden sammutusta ja ikääntymistä, käsittelylaitteet ja teknologiavaatimukset ovat korkeat. Kiinan asianomaiset yksiköt tutkivat 1980-luvun lopulla TC4-titaaniseoskiinnittimien kuumapäätötekniikkaa ja kehittivät peräkkäin kuumapäätökoneita. Ne toteuttivat TC4-titaaniseoskiinnittimien teollistamisen 1990-luvulla. TC4-titaaniseoskiinnittimien teollinen tuotanto toteutettiin 1990-luvulla. Tällä hetkellä monilla Kiinan ilmailu- ja avaruustekniikan vakio-osatehtailla on TC4-pulttien massatuotantoon soveltuvat kuumakierteityslaitteet ja tekniset valmiudet, ja TC4-titaaniseoksesta valmistettuja pultteja on käytetty lukuisissa teknisissä sovelluksissa Kiinan uuden sukupolven sotilaslentokoneissa, ilmailualan ajoneuvoissa ja satelliiteissa.

2.2 TC6 titaaniseos (σ_b≥980MPa)

Ilmailumoottoreiden korkean lämpötilan vaatimusten täyttämiseksi Pekingin ilmailutekniikan tutkimuslaitos on kehittänyt korkean lämpötilan kestävät 500 ℃ alle TC6 (venäläinen materiaali BT3-1) titaaniseoskiinnittimet verrattuna TC4 titaaniseokseen; materiaalilla on suurempi herkkyys lämpötilalle, kiinnittimet ovat vaikeampia valmistaa. Seos on Neuvostoliiton Unioni-kehitetty BT3-1 titaaniseos, jonka nimellinen koostumus on Ti-6Al-2,5Mo-1,5Cr-0,5Fe-0,3Si ja jota käytetään tällä hetkellä laajalti Venäjällä. Kiina vuonna 1979 WP13 lentokoneen moottorin TC6 titaaniseos pyrstötanko ja muita komponentteja ja tukemalla kiinnittimien kehittämistä, seoksen jäljitelmätyötä ja tutkimustyön soveltamista.
TC6-seos on kattava suorituskyky hyvästä martensiittisesta α + β-tyyppisestä duplex-titaaniseoksesta, jota käytetään yleensä hehkutetussa tilassa, ja sitä voidaan myös vahvistaa sopivalla lämpökäsittelyllä. Seoksella on hyvä suorituskyky, hapettumiskestävyys ja korroosionkestävyys on erittäin erinomainen, ja sen valmistetut osat voivat toimia pitkään 400 ℃:ssa yli 6000 tuntia ja 450 ℃:ssa pitkään 450 ℃:ssa yli 2000 tuntia. Isoterminen hehkutuskäsittely huoneenlämpötilassa vetolujuus yli 980MPa, myötölujuus yli 840MPa, venymä yli 10%, poikkileikkauksen kutistuma yli 25%. 400 ℃ korkean lämpötilan vetolujuus yli 720MPa, venymä yli 14%, poikkileikkauksen kutistuma yli 40%. Se voi olla myös "kiinteä liuos + ikääntyminen" -käsittely sen lujuuden parantamiseksi edelleen.

2.3 TC16 (σ_b≥1030MPa taso)

Tällä hetkellä suurin osa teräskiinnittimistä käsitellään kylmäkierteellä ja vain muutamat suuremmat koot käsitellään kuumakierteellä. Kylmäkierreprosessin avulla kiinnittimiä voidaan valmistaa jatkuvasti suuria määriä. Useimpia teollisia titaaniseoksia ei kuitenkaan voida käsitellä kylmäpuristamalla niiden huonojen kylmämuokkausominaisuuksien vuoksi. Siksi länsimaissa TC4-titaaniseoskiinnittimiä tuotetaan pääasiassa kuumapäänäppäysprosessilla; kuumapäänäppäysprosessin haitat ovat: paikalliset palovammat ja ylikuumeneminen sekä pinnan hapettuminen tapahtuvat helposti, kun aihioita kuumennetaan, samalla ei ole helppo toteuttaa jatkuvan ylösnostamisen automatisointia, alhainen tuotannon tehokkuus. Titaaniseoskiinnittimien tuotantotehokkuuden ja niiden laadun vakauden parantamiseksi entinen Neuvostoliitto kehitti BT16-titaaniseoksen kiinnittimien kylmäkäsittelyä varten, mikä toteutti titaaniseoskiinnittimien kylmäkäsittelytekniikan kehittämisen ja hyppäyksen. Se sai monia teknisiä sovelluksia IL76-, IL86-, IL96-, AN124-, Su27-sarjan ja muissa neuvostoliittolaisissa (venäläisissä) lentokoneissa.
BT16 (jäljitelmälaatumme TC16) titaaniseos nimellinen koostumus Ti-3Al-5Mo-4.5V, seos on martensiittinen α + β-tyyppinen duplex-titaaniseos, β-stabilointikerroin 0.83, lähellä kriittistä koostumusta. Titaaniseosta käytetään pääasiassa ilmailu- ja avaruusteollisuuden kiinnittimien valmistuksessa, joiden käyttölämpötila on enintään 350 °C, ja seoksen α+β/β-siirtymälämpötila on (860 ± 20) °C. Titaaniseoksen pienemmät β-rakeet ja korkeampi α+β-siirtymälämpötila (860±20)°C ovat myös tärkeitä. Pienemmät β-rakeet ja hehkutetussa tilassa jopa 25% β-faasin tilavuusosuudesta määräävät, että BT16-seoksella on erinomainen huoneenlämpötilaprosessin plastisuus, joten seos voidaan valmistaa huoneenlämpötilassa kylmäkorjauskiinnittimien kiinnityspään olosuhteisiin, mikä parantaa merkittävästi sen ruuvituotannon tehokkuutta, alentaa tuotantokustannuksia, ja sen jälkeen myöhemmässä kiinteän liuoksen ikääntymislämpökäsittelyn lujuuden ollessa jopa 1030-1180 MPa. Venäjän (entinen Neuvostoliitto) (entinen Neuvostoliitto) titaaniseosruuvikiinnittimet valmistetaan pääasiassa BT16-titaaniseoksesta vuosikymmeniä ilman laatutapahtumia. Kiina, 1990-luvulla Venäjä otti käyttöön Su-27-lentokoneen tuotantolinjan; Su-27-lentokoneen lokalisointitarpeiden täyttämiseksi asianomaiset kotimaiset yksiköt toteuttivat välittömästi BT16-titaaniseoksen ja sen kiinnittimien lokalisoinnin; maamme jäljitteli TC16-titaaniseoksen nimeä. Kiinan itsenäinen TC16-titaaniseosruuvien itsenäinen kehittäminen ja tuotanto on ollut kotimaisissa kolmannen sukupolven hävittäjissä monissa teknisissä sovelluksissa.

2.4 TB3 (σ_b ≥ 1100MPa-luokka)

1970- ja 1980-luvuilla 1100MPa-luokan titaaniseosruuvit ilmailu- ja avaruussovelluksia varten läntisissä teollisuusmaissa, kuten Yhdysvalloissa, valmistettiin pääasiassa TC4 (Ti-6Al-4V) titaaniseoksesta, joka tuotettiin kuumapään muotoiluprosessilla. 1970-luvun lopulla ja 1980-luvun alussa maassamme tarvittiin kiireellisesti 1100MPa:n titaaniseoksesta valmistettuja pultteja ja kiinnikkeitä komposiittirakenteiden liitoksiin, mutta kuumapäänäpuristuslaitteiden rajoitusten vuoksi (tuolloin Kiinassa ei ollut kuumapäänäpuristuslaitteita) emme pystyneet kehittämään ja tuottamaan 1100MPa-luokan TC4 (Ti-6Al-4V) pultteja, ja keskityimme pääasiassa β-tyypin titaaniseoksen kehittämiseen, joka voidaan suoraan kylmänä puristaa. TB3-titaaniseos kehitettiin tällä taustalla; TB3-seoksen koostumus suunniteltiin Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al-titaaniseoksesta, jonka amerikkalainen Titanium Metal Company kehitti 1900-luvulla.
TB3 titaaniseos on lämpökäsiteltävä lujitettu substabiili β-tyypin titaaniseos; nimellinen koostumus on Ti-10Mo-8V-1Fe-3,5Al. Tämän metalliseoksen tärkein etu on, että kiinteän liuoksen käsittelytilalla on erinomaiset kylmämuokkausominaisuudet, sen kylmäkorjaussuhde (Dt/D0) on jopa 2,8, "kiinteä liuos + ikääntyminen" -järjestelmällä voidaan saada korkea lujuus käsittelyn jälkeen. Käsittelyn jälkeen voidaan saavuttaa korkea lujuus, jota käytetään pääasiassa 1100MPa-luokan lujuusluokan lujien ilmailu- ja avaruusteollisuuden kiinnittimien valmistukseen, joiden käyttölämpötila on alle 300 °C. Lokakuussa 1982 Kiina aloitti TB3-titaaniseosruuvien kehittämisen, ja vuonna 1985 kehitystyö eteni ja muodosti asiaa koskevat tekniset eritelmät. 1980-luvun puolivälissä ja lopulla kotimaisesta TB3-titaaniseoksesta valmistettiin korkeat lukituspultit ja interferenssipultit, jotka asennettiin lentokoneen komposiittirakenteeseen ja metallirakenteeseen Kiinan titaaniseosruuveille ja kiinnittimille tietyn kokemuspohjan soveltamisen selvittämiseksi. Seosta käytetään nyt laajalti 1100MPa:n titaaniseospulttien valmistuksessa, ja sitä on sovellettu menestyksekkäästi Y-7-, J-8- ja J-10-lentokoneisiin ja joihinkin avaruusaluksiin. TB3-titaaniseoksesta on tullut Kiinassa teollisesti tuotettavien ilmailualan ajoneuvojen titaaniseosruuvikiinnittimien päämateriaali. Samaan aikaan titaaniseosta käytetään myös niittien valmistuksessa; Kiinassa vuonna 2006 julkaistiin GJB120-2006 "titaani- ja titaaniseosniitit" TB3-titaanimateriaalissa niittien virallisesti sisällytettyyn standardiin.

2,5 TB8 titaaniseos (σ_b ≥ 1280MPa-luokka)

Nopean kehityksen ilmailu- ja avaruusteknologian sotilas- ja siviili-ilma-aluksissa, joita käytetään mekaanisen liitäntätekniikan vaatimuksissa, ovat korkeammat ja korkeammat, käytettyjen vakio-osien tekninen sisältö on myös korkeampi ja korkeampi, ja sen rooli ilma-aluksessa ei ole vain "kiinnitys", "yhteys" rooli. Silti siitä on tullut tärkeä osa ilma-aluksen suorituskyvyn toteuttamista. Pikemminkin siitä on tullut tärkeä rakenteellinen osa koko koneen suorituskyvyn toteuttamiseksi. Ilmailu- ja avaruusteknologian tuleva kehityssuuntaus edellyttää uudenlaisia kiinnittimiä, joilla on suuri ominaislujuus, toisin sanoen kevyt ja luja. Siksi Yhdysvallat, Venäjä, Ranska ja muut maailman ilmailuvallat kehittävät aktiivisesti 1200MPa:n vetolujuutta korkeamman lujuuden omaavia titaaniseosmateriaaleja ja niiden kiinnikkeitä. Viime vuosina Alcoa on kehittänyt Timetal555-titaaniseoksesta valmistetut lujat pultit, joiden vetolujuus on vähintään 1300MPa, kaksinkertainen leikkauslujuus yli 745MPa, venymä yli 10%, suorituskykyindikaattorit täyttävät täysin tyypilliset 1250MPa:n kadmiumpinnoitettujen seosteräksisten kiinnittimien spesifikaatiovaatimukset. PS Aviation Fastener Group käyttää SPSTITANTM761 titaaniseos käsittely ja valmistus pultit Aerlite180, sen vetolujuus jopa 1240MPa, leikkauslujuus jopa 745MPa, saavutti monia seosterästä, ja korroosionkestävä seokset kiinnikkeet tason lujuus, ja samalla vähentää painoa 40%.
Kansainvälisen kehittyneen ilmailu- ja avaruusalan titaaniseoskiinnittimen kehityssuuntauksen seuraamiseksi viime vuosina XITU-superkristalliyhtiö ja Xinyang Aerospace -standardiosatehdas ovat yhdessä kehittäneet kiinnittimen, jossa on erityisiä TB8-titaaniseostangoja ja -lankoja ja sen 1280MPa: n lujat pultit ja kiinnittimet, joiden spesifikaatiot ovat φ4-φ25. TB8 titaaniseos on Kiinan jäljitelmä Yhdysvaltojen β21S titaaniseoksesta, nimellinen koostumus Ti - 3Al - 2.7 Nb-15Mo, β21S-seos on Yhdysvaltojen titaanimetalliyritys (Timent) vuonna 1989 NASP-ohjelmaa varten kehittää sub-stabiili β-tyyppinen titaaniseos, β21S titaaniseoksella on erinomaiset kuuma- ja kylmätyöstöominaisuudet, syvä kovettuvuus, korkea virumisvastus, korkea hapettumiskestävyys ja hyvä korroosionkestävyys, joten lentokoneiden suunnittelijat ja valmistajat tunnustivat seoksen erinomaiseksi ilmailu- ja avaruusalan rakennemateriaaleiksi vuonna 1994. Erinomaiset ilmailu- ja avaruusrakenteiden rakennemateriaalit 1994 sisällytettiin ensimmäisen kerran Yhdysvaltojen ASTM-standardeihin; Yhdysvallat käyttää seosta pääasiassa avaruussukkuloiden valmistukseen titaanikomposiittimateriaaleilla ja Boeing 777:n ja muiden lentokoneiden moottorin kotelon osien valmistukseen. Kiina, 1990-luvulta alkaen, alkoi suorittaa metalliseos jäljitelmä työtä, valmistui tietyntyyppinen lentokoneiden rakenneosien TB8 titaaniseos takeita ja ohutlevyjen osat kehittämis- ja sovelluksen tutkimustyön, koska mahdollinen puute pääsy tekniikan sovelluksia, vain GB / T3620.1-2007 "titaani ja titaaniseokset laadut ja kemiallinen koostumus", määrittely sen laadut ja koostumukset, sen materiaalit ja tuotteet eivät muodosta kansallista standardia, kansallinen sotilasstandardi ja ilmailun standardin eritelmä.
Xinyang Aerospace Standard Parts Factory ja XITU superkiteinen yritys kehittivät yhdessä 1280MPa luokan TB8 titaaniseos pultit fyysinen kuva kuvassa 1; tärkeimmät suorituskykyindikaattorit on esitetty taulukossa 1. Johtuen seoksen käyttö β-stabiloivia elementtejä korkean sulamispisteen hapettumista kestävä molybdeeni ja niobium, eikä TB2, ja TB3 titaaniseokset käytetään hapettumista huono vanadiini, seos tehty pitkäaikainen käyttö kiinnittimen lämpötila jopa 550 ℃, täydellinen ratkaisu perinteiseen korkean lujuuden β titaaniseos kiinnittimet käyttäen alhaisen lämpötilan (enintään 300 ℃) ongelma. Tällä hetkellä 1280MPa-luokan TB8-titaaniseoksen korkean lujuuden pulttien kehittämistä on käytetty Kiinan uuden sukupolven lentokonetekniikan sovelluksissa, joilla saavutetaan hyvä painonpudotus ja yhteensopivuus komposiittimateriaalien kanssa.

Kuva.1 1280MPa luokan TB8 titaaniseos pultti kuva
Taulukko.1 1280MPa-luokan TB8 titaaniseosruuvien suorituskykyindeksi.

Suorituskyvyn kohteet	Indeksi	Huomautuksia
Vetolujuus/MPa	≥1280	GJB715.23A-2008-standardin mukaan.
Venymä/% (sama uunimateriaali)	≥8	Samasta materiaalierästä peräisin olevien näytteiden venymistä uunissa ei vaadita pulttien osalta.
Kaksinkertainen leikkauslujuus/MPa	≥755	GJB715.26A-2008-standardin mukaan.
Väsymyksen kesto/aika	≥130000	GJB715.30A-2002-standardin mukaan, kuormitus: 12MPa

3. Yhteenveto

Voidaan nähdä, että ilmailun titaaniseoskiinnittimien tutkimus ja soveltaminen on alkanut teollisten titaaniseosten syntymisen jälkeen; Yhdysvallat, Venäjä (entinen Neuvostoliitto) ja muut kehittyneet maat ilmailuteollisuudessa hyvin varhaisessa vaiheessa on muodostettu niiden teknologian kiinnittimien mukaisesti titaaniseosmateriaalijärjestelmällä, titaaniseoskiinnittimet ilmailualan valmistuksessa ovat saaneet suuren määrän sovelluksia. Kiinan ilmailun titaaniseoskiinnittimien tutkimus ja soveltaminen alkoi myöhään, ovat lentokoneen moottorin tai lentokoneen kopio, teknologian lainaaminen tai käyttöönotto prosessin passiivinen parantaminen, valmistus kiinnittimet titaaniseos materiaalit ovat lainattu tai jäljitelmä Venäjältä (entinen Neuvostoliitto), Yhdysvallat, samaan aikaan, maamme ilmailun kiinnittimet titaanikiinnittimet hallussaan suhteellisen pieni määrä kiinnittimiä. Kiinan ilmailuteollisuuden nopean kehityksen ja ilma-alusten suorituskykyvaatimusten jatkuvan parantamisen myötä korkean suorituskyvyn ilmailukiinnittimien tulevaisuus titaaniseosmateriaalien valmistukseen esittää suurempaa lujuutta, suurempaa murtumissitkeyttä ja suurempia väsymissuorituskykyvaatimuksia.
Kirjoittaja: Zhang Lijun, Wang Luck