Toepassing van titaniumlegeringsmaterialen in China's luchtvaartbevestigingsmiddelen

Titaniumlegering als opkomend constructiemateriaal verscheen en ontwikkelde zich in het midden van de 20e eeuw vanwege zijn uitstekende corrosiebestendigheid, hoge specifieke sterkte en niet-magnetische eigenschappen. Een reeks voordelen in de lucht- en ruimtevaart en andere hoogwaardige industriële sectoren zijn op grote schaal gebruikt. In de jaren 1950 begonnen de Verenigde Staten titaniumlegeringen te gebruiken voor de productie van bevestigingsmiddelen voor de luchtvaart, en in de jaren 1980 begon China titaniumlegeringen te gebruiken voor de productie van een klein aantal technische bevestigingsmiddelen voor de lucht- en ruimtevaart, met het algemene niveau van de productietechnologie van de Chinese lucht- en ruimtevaartindustrie, luchtvaart bevestigingsmiddelen van titaniumlegeringen en hun verwerkings- en productietechnologie om een systematische en gespecialiseerde ontwikkeling te verkrijgen.

Titanium en titaniumlegeringen hebben uitstekende voordelen, zoals een hoge specifieke sterkte, goede corrosiebestendigheid en bestendigheid tegen hoge temperaturen, waardoor ze veelbelovende metalen structuurmaterialen zijn in de moderne luchtvaartindustrie. Sinds de jaren 1950 werd in de Verenigde Staten voor het eerst de Ti-6Al-4V bouten van titaniumlegering gebruikt in B-52 bommenwerpers een zeer goede gewichtsvermindering bereikt; de luchtvaartindustrie ontwikkelde landen hebben gelanceerd bevestigingsmiddelen van titaniumlegering onderzoek en technische toepassingen. Bevestigingsmiddelen uit titaniumlegeringen, in plaats van de meeste bevestigingsmiddelen met een lagere sterkte dan stalen bevestigingsmiddelen, hebben het vliegtuiggewicht aanzienlijk verminderd. Zoals de Boeing 747 vliegtuigbevestigingen van titanium in plaats van staal, de structurele kwaliteit werd verminderd met 1814kg; Rusland IL-96 vliegtuig, met 142.000 stuks van titanium legering bevestigingsmiddelen, staal gewichtsvermindering van maximaal 600kg; cijfer van 204 vliegtuigen met 940kg BT16 titanium legering bevestigingsmiddelen, staal vermindering van 688kg. De positieve potentiële prestaties van titaanlegeringen zijn hetzelfde als die van koolstofvezelcomposieten, wat overeenkomt met de sterkte van bevestigingsmiddelen uit titaanlegeringen. De positieve potentiële prestaties van titaniumlegeringen komen overeen met die van composietmaterialen uit koolstofvezel, waardoor galvanische corrosie van de bevestigingsmiddelen effectief wordt voorkomen, waardoor titaniumlegeringen het beste verbindingsmateriaal voor composietmaterialen zijn. Daarom neemt de vraag naar bevestigingsmiddelen van titaniumlegeringen toe naarmate er meer titaniumlegeringen en composietmaterialen worden gebruikt in geavanceerde militaire en civiele vliegtuigen. De temperatuur van aluminiumlegeringen is hoger dan 150-200 ℃; voor de structuur van vliegtuigen, vanwege de hoge bedrijfstemperatuur en het niet kunnen gebruiken van bevestigingsonderdelen van aluminiumlegeringen, is een titaniumlegering een betere keuze. Bovendien heeft een titaniumlegering inherent goede elasticiteit en is niet-magnetisch om het loskomen van bevestigingsbouten te voorkomen, en anti-magnetische interferentie heeft ook een zeer belangrijke rol.
In militaire en burgervliegtuigen van de Verenigde Staten zijn bevestigingsmiddelen van titaniumlegeringen in de plaats gekomen van bevestigingsmiddelen van gelegeerd staal. De toepassing van buitenlandse bevestigingen van titaniumlegeringen is heel gewoon geweest; de hoeveelheid bevestigingen van titaniumlegeringen voor grote burgervliegtuigen heeft honderdduizenden stuks bereikt, terwijl er ook constant verschillende soorten nieuwe bevestigingen van titaniumlegeringen worden ontwikkeld. De ontwikkelingsgeschiedenis van China's titaniumlegering bevestigingsmiddelen gaat terug tot 1965; Chengdu Aircraft Design Institute, volgens de behoeften van de nieuwe vliegtuigen, stelde de ontwikkeling van titaniumlegering klinknagels, de jaren 1970 relevante eenheden van de titaniumlegering klinknagels en toepassing van het onderzoekswerk in de jaren 1980 in een aantal van de tweede generatie militaire vliegtuigen van China begon een klein aantal titaniumlegering klinknagels, bouten en andere bevestigingsmiddelen. De late jaren 1990, met de derde generatie van buitenlandse zware gevechtsvliegtuigen productielijnen en titanium legering klinknagels, bouten en andere bevestigingsmiddelen. Aan het einde van de jaren 1990, met de introductie van buitenlandse productielijnen voor zware gevechtsvliegtuigen van de derde generatie en de ontwikkeling van binnenlandse gevechtsvliegtuigen van de derde generatie, evenals veel luchtvaarttoeleveringsbedrijven, begon de luchtvaartindustrie van China sommige bevestigingsmiddelen van titaniumlegeringen te gebruiken. In de afgelopen jaren met de ontwikkeling van de Chinese luchtvaartindustrie, de binnenlandse relevante eenheden gericht op het uitvoeren van een groot aantal basismaterialen en bevestigingsmiddelen fabricagetechnologie onderzoeks-en ontwikkelingswerk, op dit moment onafhankelijke China's onderzoek en ontwikkeling en productie van titanium legering bevestigingsmiddelen zijn in gewijzigde vliegtuigen van China en het nieuwe ontwerp van het vliegtuig naar een groot aantal technische toepassingen te verkrijgen.

1. Materialen van titaniumlegeringen voor geklonken bevestigingsmiddelen

Bevestigingsmiddelen klinknagels, bouten en speciale bevestigingsmiddelen in 3 categorieën. Voor klinknagels is het belangrijkste de koude plasticiteit van het materiaal; alleen de koude plasticiteit van het geproduceerde materiaal kan worden gebruikt voor de installatie van koude klinknagels. Gewoonlijk zijn de vereisten voor sterkte niet te hoog, en de vereisten voor hoge corrosieweerstand van de onderdelen van de klinknagels van titaniumlegeringen, titaniumlegering van het β-type vanwege de vaste oplossingstoestand voor een enkele β-korrel, en omdat het een lichaamsgecentreerde kubische rangschikking van de atoomstructuur heeft, zodat dit type legering zeer uitstekende eigenschappen voor koude werking heeft, zeer geschikt voor de vervaardiging van klinknagels van titaniumlegeringen.

1.1 TB2 titaniumlegering

China's titanium legering sluiting ontwikkeling is TB2 titanium legering klinknagels voor de ontwikkeling van het uitgangspunt. 1965, Chengdu Aircraft Design and Research Institute, in de ontwikkeling van het nieuwe vliegtuig, het plan is om titanium legering klinknagels te gebruiken in de titanium structurele onderdelen van de romp en naar voren gebracht de demonstratie en het ontwerp. In 1970 begonnen Chengdu Aircraft Design Institute en Chengdu Aircraft Corporation in samenwerking met Tianjin Metallurgical Bureau Materials Research Institute en Nonferrous Metals Research Institute gezamenlijk aan het onderzoek naar de ontwikkeling en toepassing van TB2 titaniumlegering klinknagels en voltooiden achtereenvolgens de ontwikkeling van TB2 titaniumlegering materialen, onderzoek naar de studie van het koud stuiken van draadmaterialen en klinknagels, klinknagel teststudies, enz. en voltooiden de technische beoordeling van het relevante werk in 1979 en formuleerden de voorlopige technische voorwaarden. TB2 titaanlegering is een sub-stabiele β titaanlegering, legering nominale samenstelling Ti-3Al-8Cr-5Mo-5V. De legering in de vaste oplossingsbehandeling heeft uitstekende koudvervormingseigenschappen en lasprestaties; China wordt voornamelijk gebruikt voor de vervaardiging van satelliet gegolfde schelpen, ster- en pijlverbindingsbanden en allerlei soorten koude upsetting klinknagels, en soms ook gebruikt voor de vervaardiging van kleine bouten. Bij de productie van luchtvaartbevestigingsmiddelen is de gebruikstemperatuur over het algemeen lager dan 300 ℃; luchtvaartbevestigingsmiddelen kunnen in korte tijd tot 500 ℃ worden gebruikt.
In 1986 kondigde China de eerste speciale normen voor bevestigingsmiddelen van titaniumlegeringen af, GJB120-1986 "klinknagels van titaniumlegeringen", in 1990 kondigde China de tweede en derde speciale technische normen voor bevestigingsmiddelen van titaniumlegeringen af, GJB856-90 "specificatie trekringgroefklinknagels van titaniumlegeringen" en GJB857.1-90 "100 ° verzonken kop trek titanium legering in de ring groef klinknagels," die drie normen zijn TB2 titanium legering klinknagels speciale technische normen, op alle soorten specificaties van TB2 klinknagels voor een duidelijke specificatie voor haar ontworpen batch productie en toepassing van de standaard basis. TB2 geproduceerde klinknagels van titaniumlegering zijn in China's lucht- en ruimtevaartindustrie in verschillende modellen om een groot aantal toepassingen te verkrijgen; tegelijkertijd hebben de producten in het luchtvaartmodel ook een bepaald aantal toepassingen verkregen en goede resultaten behaald.

1.2 TB5 titaniumlegering

TB5 titaanlegering is een substabiele β-type titaanlegering; de nominale samenstelling is Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al. De legering werd aanvankelijk ontwikkeld met financiële steun van de Amerikaanse luchtmacht, Lockheed Martin bepaalde de samenstelling en TIMET voerde de productie op schaal uit. De legering heeft uitstekende koud vervormende eigenschappen, zijn koud vervormende capaciteit, en zuiver titanium, kan in een vaste oplossingstoestand voor een verscheidenheid van complexe delen van het koud vervormen (zoals klinknagels geklonken) zijn, het verouderen bij kamertemperatuur treksterkte van tot 1000MPa of meer, de legering wegens de hoge inhoud van zijn V-element, anti-oxyderende prestaties is slecht, over het algemeen in de 200 ℃ onder de werkomgeving, maar de legering heeft uitstekende corrosieweerstand.
Pratt & Whitney in de Verenigde Staten bij de productie van vliegtuigmotoren op een groot aantal Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al titaniumlegering als een beugel, de Amerikaanse B-1B bommenwerper Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al titaniumlegering delen van het bedrag van meer dan 1.000, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al titaniumlegering bevestigingsmiddelen in het Boeing-vliegtuig is ook gebruikt voor vele jaren. Ons land gebruikt TB5 titaniumlegering ter vervanging van 30CrMnSiA voor de vervaardiging van een bepaalde paraplubalk van gevechtsvliegtuigen en voor de vervaardiging van golfplaten voor satellietmotoren en andere onderdelen, en gebruikt tegelijkertijd TB5 titaniumlegering voor de vervaardiging van paraplubalk van gevechtsvliegtuigen en golfplaten voor satellietmotoren ter ondersteuning van het gebruik van koude klinknagels.

1.3 Ti-45Nb legering

De Ti-45Nb legering is een soort speciaal materiaal voor klinknagels; zijn opmerkelijke voordelen zijn hoge plasticiteit (de rek kan tot meer dan 20% zijn, de sectiekrimp is zo hoog zoals 60%-80%), uitstekende prestaties bij het koude werken, zijn afschuifsterkte (τ ≥ 350MPa) en treksterkte (σ_b ≥ 450MPa) hoger zijn dan die van zuiver titaan. De weerstand tegen koude vervorming is lager dan die van zuiver titanium, wat geschikt is voor het maken van klinknagels voor verbindingen van composietmaterialen. Materiaal. De Verenigde Staten hebben voor de Ti-45Nb legering veel fundamenteel onderzoek gedaan; de technologische ontwikkeling is meer volwassen, en in 1974 opgenomen in de AMS4982 specificatie, herzien naar AMS 4982C in 2002, is op grote schaal gebruikt. In de Verenigde Staten is de legering Ti-45Nb in klinknagelproducten voor de lucht- en ruimtevaart volledig vervangen door zuiver titanium. De legering en Ti-6Al-4V legering, gemaakt van bimetalen klinknagels, is in de Airbus- en Boeing-vliegtuigen gebruikt voor vele toepassingen.
Voor de vereisten van hoge afschuifsterkte, staat het installatieproces geen vervorming van de klinknagels toe, over het algemeen gebruikte bimetalen titanium klinknagels, bimetalen titanium klinknagels zijn samengesteld uit Ti-6Al-4V nagelstaaf en Ti-45Nb kop, na inertielassen door wrijving, stevig versmolten om een hele massieve klinknagel te vormen. Slechts een kleine impact kan de kop van de Ti-45Nb klinknagel plastisch vervormen in deze bimetalen klinknagel, terwijl de steel van de Ti-6Al-4V klinknagel niet vervormd raakt. Bimetaalkleurige klinknagels van titaniumlegeringen in de B-1 bommenwerper, Boeing en andere vliegtuigen worden veel gebruikt in geklonken onderdelen van titaniumlegeringen en composietonderdelen. Zoals de voorrand van de Amerikaanse F-14 gevechtsvleugel die 4000 bimetalen klinknagels gebruikt; de vermoeiingsprestaties en hoge slotbouten vergelijkbaar met de kosten kunnen worden verminderd met 50%, 30% -40% lichter, de kosten van een dergelijke bimetalen klinknagel lager dan andere β-type titaniumlegering klinknagels. In de afgelopen jaren heeft China ook bimetaal- en Ti-45Nb klinknagels ontwikkeld, die een nieuwe generatie van klinknagels voor de huid van composietvliegtuigen in technische toepassingen zijn.

2. Boutbevestigingen met titaniumlegeringen

Bevestigingsmiddelen voor de ruimtevaart in de grootste hoeveelheid bouten van titaniumlegeringen, bouten van titaniumlegeringen kunnen worden onderverdeeld in gewone bouten, bouten met hoge vergrendeling en interferentiebouten op basis van hun gebruik. Sinds de vervaardiging van bouten van titaanlegeringen, vereisen de algemene vereisten van de warmtebehandeling om een hoge treksterkte en afschuifsterkte te verkrijgen gewoonlijk het sterktepeil en 30CrMnSiA gelegeerd staal met hoge sterkte vergelijkbaar.

2.1 TC4 titaanlegering (σ_b ≥ 1100MPa niveau)

TC4 (U.S. grade Ti-6Al-4V/UNS R56400/ASTM Grade 5/Ti64) titaniumlegering werd voor het eerst ontwikkeld door de Verenigde Staten in 1954, heeft zich ontwikkeld tot een internationale titaniumlegering, is momenteel de meest uitgebreide en diepgaande studie van de titaniumlegering. Luchtvaart, ruimtevaart, civiele en andere industrieën worden op grote schaal gebruikt. Het wordt veel gebruikt bij de productie van balken, frames, landingsgestellen, bevestigingsmiddelen, ventilatoren voor vliegtuigmotoren, compressorschijven, tijdschriften, bladen, enz. Het wordt ook in veel andere industrieën gebruikt en is goed voor meer dan de helft van de productie van titaanlegeringen. De legering heeft een goede procesplasticiteit en superplasticiteit, legering α + β / β overgangstemperatuur van 980-1010 ° C, en lange-termijn werktemperatuur van maximaal 400 ° C. Vanaf 1973, om samen te werken met de turbofan-8 vliegtuig TC4 titanium legering blad ontwikkeling, begon China het onderzoek van de legering en engineering toepassingen.
In 1956 gebruikten de Verenigde Staten TC4 (Ti-6Al-4V) titaniumlegering, de productie van 's werelds eerste partij bouten van titaniumlegering, voor het eerst gebruikt in de B-52 bommenwerper (in plaats van de oorspronkelijke 30CrMnSiA bouten), als gevolg van het gebruik van het effect is zeer goed, en al snel gepopulariseerd. Bijna alle westerse vliegtuigen maken bouten in veel TC4 (Ti-6Al-4V) titaanlegeringen. Maar omdat TC4 (Ti-6Al-4V) een α+β duplexlegering is, kan het niet gevormd worden door koud stuiken; de nagelkop moet verwarmd gestuikt worden, de warmtebehandeling vereist vacuüm afschrikken in water en veroudering, de verwerkingsapparatuur en technologische vereisten zijn hoog. Aan het einde van de jaren 80 onderzochten de relevante Chinese eenheden de hot heading-technologie van TC4 bevestigingsmiddelen van titaniumlegeringen en ontwikkelden ze achtereenvolgens hot heading-machines. In de jaren 1990 werd de industrialisatie van bevestigingsmiddelen uit titaniumlegering TC4 gerealiseerd. De geïndustrialiseerde productie van bevestigingsmiddelen uit een TC4 titaniumlegering werd in de jaren 1990 gerealiseerd. Op dit moment hebben veel fabrieken voor standaardonderdelen voor de ruimtevaart in China de hot heading-apparatuur en technische mogelijkheden voor massaproductie van TC4-bouten, en de bouten van TC4 titaniumlegering zijn gebruikt in een groot aantal technische toepassingen in China's nieuwe generatie militaire vliegtuigen, ruimtevaartvoertuigen en satellieten.

2.2 TC6 titaanlegering (σ_b≥980MPa)

Om te voldoen aan de hoge temperatuurvereisten van luchtvaartmotoren, heeft het Beijing Aviation Manufacturing Engineering Research Institute een hoge temperatuurbestendigheid tot 500 ℃ onder de TC6 (Russisch materiaal BT3-1) titaniumlegering bevestigingsmiddelen ontwikkeld, in vergelijking met de TC4 titaniumlegering; het materiaal heeft een hogere gevoeligheid voor temperatuur, de bevestigingsmiddelen zijn moeilijker te vervaardigen. De legering is de Sovjet Unie-ontwikkelde BT3-1 titaniumlegering, de nominale samenstelling van Ti-6Al-2,5Mo-1,5Cr-0,5Fe-0,3Si, momenteel veel gebruikt in Rusland. China in 1979 met de WP13 vliegtuigmotor TC6 titanium legering staartstang en andere onderdelen en het ondersteunen van de ontwikkeling van bevestigingsmiddelen, de legering imitatie werk, en de toepassing van onderzoekswerkzaamheden.
TC6 legering is een uitgebreide prestatie van goede martensitische α + β type duplex titaniumlegering, over het algemeen gebruikt in de gegloeide toestand, en kan ook worden versterkt met een geschikte warmtebehandeling. De legering heeft goede prestaties, oxidatieweerstand en corrosieweerstand is zeer uitstekend, en de vervaardigde onderdelen kunnen lange tijd bij 400 ℃ voor meer dan 6000h en 450 ℃ voor lange tijd bij 450 ℃ voor meer dan 2000h werken. Isothermische gloeien behandeling kamertemperatuur treksterkte groter dan 980MPa, vloeigrens groter dan 840MPa, rek groter dan 10%, sectie krimp groter dan 25%. 400 ℃ treksterkte bij hoge temperatuur groter dan 720MPa, rek groter dan 14%, doorsnede inkrimping groter dan 40%. Het kan ook een "vaste oplossing + veroudering" behandeling zijn om de sterkte verder te verbeteren.

2.3 TC16 (σ_b≥1030MPa niveau)

Op dit moment worden de meeste stalen bevestigingsartikelen verwerkt door middel van koud heading-procedés, en slechts enkele van de grotere maten worden verwerkt door middel van hot heading-procedés. Het koudpersen maakt het mogelijk om continu grote hoeveelheden bevestigingsartikelen te produceren. De meeste industriële titaanlegeringen kunnen echter niet verwerkt worden door koudbuigen vanwege hun slechte koudbouweigenschappen. Daarom worden in Westerse landen bevestigingsmiddelen uit titaniumlegeringen TC4 voornamelijk geproduceerd door middel van het hete heading-proces; de nadelen van het hete heading-proces zijn: lokale brandwonden en oververhitting, en oxidatie van het oppervlak kunnen gemakkelijk optreden wanneer de vormstukken worden verhit, tegelijkertijd is het niet gemakkelijk om de automatisering van het continu opkanten te realiseren, en de productie-efficiëntie is laag. Om de productie-efficiëntie van bevestigingsmiddelen van titaniumlegeringen en de stabiliteit van hun kwaliteit te verbeteren, ontwikkelde de voormalige Sovjet-Unie BT16 titaniumlegering voor de koude kop van bevestigingsmiddelen, die de ontwikkeling van de koude koptechnologie van bevestigingsmiddelen van titaniumlegeringen realiseerde en een sprong voorwaarts maakte. Het kreeg veel technische toepassingen op IL76, IL86, IL96, AN124, Su27-serie en andere Sovjet (Russische) vliegtuigen.
BT16 (onze imitatiekwaliteit TC16) titaanlegering nominale samenstelling Ti-3Al-5Mo-4.5V, de legering is een martensitische α + β-type duplex titaanlegering, β stabilisatiecoëfficiënt van 0.83, dicht bij de kritische samenstelling. De titaanlegering wordt voornamelijk gebruikt bij de vervaardiging van bevestigingsmiddelen voor de ruimtevaart met een bedrijfstemperatuur van 350 °C of minder, en de legering heeft een α+β/β-overgangstemperatuur van (860±20) °C. De kleinere β-korrels en de hogere α+β-overgangstemperatuur van (860±20) °C in de titaanlegering zijn ook belangrijk. Kleinere β-korrels en in de gegloeide toestand van maximaal 25% van de volumefractie van de β-fase bepaalt dat de BT16-legering een uitstekende plasticiteit bij kamertemperatuur heeft, zodat de legering kan worden voltooid bij kamertemperatuur van de kop van het bevestigingsmiddel van koude bevestigingsmiddelen, waardoor de efficiëntie van de boutproductie aanzienlijk wordt verbeterd, de productiekosten worden verlaagd en vervolgens in de daaropvolgende vaste oplossing verouderende warmtebehandeling van de sterkte van maximaal 1030-1180 MPa. Rusland (voormalige Sovjet-Unie) (Voormalige Sovjet-Unie) titanium legering bout bevestigingsmiddelen worden voornamelijk vervaardigd met behulp van BT16 titanium legering voor decennia zonder enige kwaliteitsincidenten. China, de jaren 1990, Rusland introduceerde de Su-27 productielijn voor vliegtuigen; om aan de lokalisatiebehoeften van Su-27 vliegtuigen te voldoen, voerden de relevante binnenlandse eenheden onmiddellijk de lokalisatie van BT16 titaniumlegering en de bevestigingsmiddelen uit; ons land imiteerde de naam van de TC16 titaniumlegering. China's onafhankelijke ontwikkeling en productie van TC16 titaniumlegering bouten zijn in de binnenlandse derde generatie gevechtsvliegtuigen op vele technische toepassingen.

2.4 TB3 (σ_b ≥ 1100MPa kwaliteit)

In de jaren 1970 en 1980 werden titaniumlegeringsbouten van 1100MPa kwaliteit voor ruimtevaarttoepassingen in westerse geïndustrialiseerde landen zoals de Verenigde Staten voornamelijk gemaakt van TC4 (Ti-6Al-4V) titaniumlegering die geproduceerd werd door middel van warmpersen. Aan het einde van de jaren 1970 en het begin van de jaren 1980 had ons land dringend bouten en bevestigingsmiddelen van een titaanlegering van 1100MPa nodig voor de verbinding van composietstructuren, maar door de beperkingen van de apparatuur voor heet koppen (in die tijd was er geen apparatuur voor heet koppen in China) konden we geen bouten van TC4 (Ti-6Al-4V) van 1100MPa kwaliteit ontwikkelen en produceren en richtten we ons voornamelijk op de ontwikkeling van een β-type titaanlegering die direct koud kan worden gekopt. TB3 titaanlegering werd met deze achtergrond ontwikkeld; de samenstelling van TB3 legering werd ontworpen aan de hand van Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al titaanlegering, die in de 20e eeuw door de Amerikaanse Titanium Metal Company werd ontwikkeld.
TB3 titaanlegering is een warmtebehandelbare versterkte sub-stabiele β-type titaanlegering; de nominale samenstelling is Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al. Het belangrijkste voordeel van deze legering is dat de behandeling in vaste oplossing uitstekende koudvervormende eigenschappen heeft, de koudvervormingsverhouding (Dt/D0) is tot 2,8, het "vaste oplossing + veroudering" systeem kan een hoge sterkte verkrijgen na behandeling. Na behandeling, kan met hoge weerstand worden verkregen, hoofdzakelijk gebruikt om luchtvaartbevestigingsmiddelen met hoge weerstand en 1100MPa rang met een diensttemperatuur onder 300°C te vervaardigen. In oktober 1982 begon China met de ontwikkeling van TB3 titaniumlegering bouten, en in 1985 boekte het ontwikkelingswerk vooruitgang en vormde het de relevante technische specificaties. In het midden tot het einde van de jaren 1980 werd de binnenlandse TB3 titaniumlegering verwerkt tot bouten met hoge vergrendeling en interferentiebouten, geïnstalleerd in de vliegtuigcomposietstructuur en metaalstructuur voor China's bouten en bevestigingsmiddelen van titaniumlegering om de toepassing van een bepaalde ervaringsbasis uit te zoeken. De legering wordt nu op grote schaal gebruikt bij de productie van 1100MPa titaniumlegering bouten en is met succes toegepast op Y-7, J-8 en J-10 vliegtuigen en enkele ruimtevoertuigen. TB3 titaniumlegering is het belangrijkste materiaal geworden voor bevestigingsmiddelen van titaniumlegering voor ruimtevaartuigen die industrieel in China geproduceerd kunnen worden. Tegelijkertijd wordt de titaniumlegering ook gebruikt bij de vervaardiging van klinknagels; in China werd in 2006 de GJB120-2006 "klinknagels van titaan en titaniumlegeringen" afgekondigd in het TB3 titaniummateriaal als klinknagels die formeel in de norm zijn opgenomen.

2,5 TB8 titaanlegering (σ_b ≥ 1280MPa rang)

Met de snelle ontwikkeling van de lucht- en ruimtevaarttechnologie in de militaire en civiele vliegtuigen die gebruikt worden in de mechanische verbindingstechnologie worden de eisen steeds hoger, de technische inhoud van de gebruikte standaardonderdelen ook steeds hoger, en de rol ervan in het vliegtuig is niet alleen "bevestiging", "verbinding". Toch is het een belangrijk onderdeel geworden van de realisatie van de prestaties van het vliegtuig. Het is eerder een belangrijk structureel onderdeel geworden om de prestaties van de hele machine te realiseren. De toekomstige ontwikkelingstrend van de ruimtevaarttechnologie vereist een nieuw type bevestigingsmiddelen met een hoge specifieke sterkte, d.w.z. lichtgewicht en hoge sterkte. Daarom zijn de Verenigde Staten, Rusland, Frankrijk en andere wereldmachten op het gebied van luchtvaart actief bezig met de ontwikkeling van titaniumlegeringen met een treksterkte van 1200MPa en hun bevestigingsmiddelen. In de afgelopen jaren ontwikkelde Alcoa de Timetal555 titaniumlegering voor bouten met hoge treksterkte, met een verouderende treksterkte van 1300MPa of meer, een dubbele afschuifsterkte van meer dan 745MPa, een rek van meer dan 10%, de prestatie-indicatoren voldoen volledig aan de typische specificatievereisten voor 1250MPa cadmium-geplateerd gelegeerd stalen bevestigingsmiddelen. PS Aviation Fastener Group gebruikt SPSTITANTM761 titaniumlegering voor de verwerking en productie van Aerlite180 bouten, de treksterkte tot 1240MPa, schuifsterkte tot 745MPa, bereikt veel gelegeerd staal en corrosiebestendige legeringen bevestigingsmiddelen van het niveau van sterkte en vermindert tegelijkertijd het gewicht met 40%.
Om de internationale geavanceerde luchtvaart titaniumlegering bevestigingstrend te volgen, in de afgelopen jaren, XITU super kristal bedrijf en Xinyang Aerospace standaard onderdelen fabriek gezamenlijk ontwikkelde een bevestigingsmiddel met speciale TB8 titanium legering staven en draden en de 1280MPa hoge sterkte bouten en bevestigingsmiddelen, de specificaties van φ4-φ25. TB8 titaniumlegering is de imitatie van China van de β21S titaniumlegering van de Verenigde Staten van Amerika, de nominale samenstelling van het Ti - 3Al - 2..7 Nb-15Mo, β21S legering is het titaniummetaalbedrijf van de Verenigde Staten (Timent) in 1989 voor het NASP programma om een sub-stabiele β-type titaniumlegering te ontwikkelen, β21S titaniumlegering heeft uitstekende hete en koude bewerkingseigenschappen, diepe hardbaarheid, hoge kruipweerstand, hoge oxidatieweerstand en goede corrosieweerstand, zodat de legering door de vliegtuigontwerpers en fabrikanten als uitstekende ruimtevaart structurele materialen in 1994 werd erkend. Uitstekende structurele materialen voor de ruimtevaart 1994 werden voor het eerst opgenomen in de ASTM-normen van de Verenigde Staten; de Verenigde Staten gebruiken een legering voornamelijk voor de productie van spaceshuttles met titanium composietmaterialen en Boeing 777 en andere motoronderdelen voor vliegtuigen. China, vanaf de jaren 1990, begon de legering imitatie werk uit te voeren, voltooide een bepaald type van vliegtuigen structurele componenten met TB8 titanium legering smeedstukken en plaatwerk delen van de ontwikkeling en toepassing van onderzoekswerk, als gevolg van het uiteindelijke gebrek aan toegang tot engineering toepassingen, alleen in de GB/T3620.1-2007 "titanium en titanium legeringen rangen en chemische samenstelling," de specificatie van de rangen en composities, de materialen en producten niet de nationale standaard, nationale militaire standaard en luchtvaart standaard specificatie.
Xinyang Aerospace Standard Parts Factory en XITU super-kristal bedrijf ontwikkelden gezamenlijk 1280MPa kwaliteit TB8 titanium legering bouten fysieke foto in figuur 1; de belangrijkste prestatie-indicatoren zijn weergegeven in tabel 1. Door het gebruik van de legering van β-stabiliserende elementen voor het hoge smeltpunt oxidatiebestendige molybdeen en niobium, in plaats van TB2 en TB3 titaanlegeringen gebruikt in de oxidatie van slechte vanadium, de legering gemaakt van lange tijd gebruik van het bevestigingsmiddel Temperatuur tot 550 ℃, een volledige oplossing voor de traditionele hoge sterkte β titanium legering bevestigingsmiddelen met behulp van lage temperatuur (niet hoger dan 300 ℃) probleem. Op dit moment is de ontwikkeling van de 1280MPa kwaliteit TB8 titaniumlegering met hoge sterkte bouten gebruikt in China's nieuwe generatie vliegtuigbouwkundige toepassingen, waardoor een goede gewichtsreductie en compatibiliteit met composietmaterialen is bereikt.

Afbeelding.1 1280MPa kwaliteit TB8 titaniumlegering bout foto
Tabel.1 Prestatie-index van 1280MPa kwaliteit TB8 titaanlegering bouten.

Prestatie-items	Index	Opmerkingen
Treksterkte/MPa	≥1280	Volgens de norm GJB715.23A-2008
Rek/% (hetzelfde ovenmateriaal)	≥8	De rek van monsters uit dezelfde partij materialen in de oven is niet vereist voor bouten
Dubbele afschuifsterkte/MPa	≥755	Volgens de norm GJB715.26A-2008
Vermoeidheidsduur/tijd	≥130000	Volgens norm GJB715.30A-2002, belasting: 12MPa

3. Samenvatting

Het kan worden gezien dat het onderzoek en de toepassing van de luchtvaart titaniumlegering bevestigingsmiddelen sinds de opkomst van industriële titaniumlegeringen is begonnen; de Verenigde Staten, Rusland (de voormalige Sovjet-Unie), en andere ontwikkelde landen in de luchtvaartindustrie in de zeer vroege fase zijn gevormd in lijn met hun technologie bevestigingsmiddelen met titanium legering materiaal systeem, titanium legering bevestigingsmiddelen in de luchtvaart productie gebied hebben opgedaan een groot aantal toepassingen. China's luchtvaart met titaniumlegering bevestigingsmiddelen onderzoek en toepassing laat begonnen, zijn in de vliegtuigmotor of vliegtuig kopie, technologie lenen of de invoering van het proces van passieve verbetering, productie bevestigingsmiddelen titanium legering materialen worden geleend of imitatie van Rusland (de voormalige Sovjet-Unie), de Verenigde Staten, op hetzelfde moment, ons land de luchtvaart bevestigingsmiddelen in de titanium bevestigingsmiddelen in het bezit van een relatief lage hoeveelheid bevestigingsmiddelen. Met de snelle ontwikkeling van de Chinese luchtvaartindustrie en de voortdurende verbetering van de prestatie-eisen van het vliegtuig, zal de toekomst van hoogwaardige luchtvaartbevestigingen voor de vervaardiging van titaniumlegeringsmaterialen hogere sterkte, hogere breuktaaiheid en hogere eisen aan de vermoeiingsprestaties naar voren brengen.
Auteur: Zhang Lijun, Wang Geluk