钛和钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等一系列突出优点,已发展成为现代航空航天工业中有前途的金属结构材料。自20世纪50年代以来,美国将首次发展Ti-6Al-4V钛合金螺栓应用于B-在52型轰炸机上,并取得了很好的减肥效果后,各航空工业发达国家都开展了钛合金紧固件的研究和工程应用。
钛合金紧固件取代了大多数低强度的钢紧固件,对飞机减肥区取得了非常显著的效果。例如,波音747飞机紧固件用钛代替钢,其结构质量降低了1814KG;俄罗斯伊尔-96飞机,一架钛合金紧固件14.2万件,比钢件重量减少600件KG。钛合金的正电位性能与碳纤维复合材料相匹配,有效防止了紧固件的电偶腐蚀,使钛合金成为复合材料的最佳连接材料。
因此,随着先进军用飞机钛合金和复合材料消耗的增加,对钛合金紧固件的需求不断增加。钛合金的使用温度比铝合金高150~200℃,钛合金将是飞机结构中因温度过高而不能使用铝合金紧固件的更好选择。此外,钛合金固有的良好弹性和非磁性对防止监禁螺栓松动和磁场干扰也起着非常重要的作用。
近年来,随着我国航空航天工业的发展,国内相关单位开展了大量基础材料和紧固件制造技术的研发工作。目前,我国自主研发生产的钛合金紧固件在我国改造飞机和新设计飞机中得到了广泛的应用。随着我国航空工业的快速发展和飞机性能要求的不断提高,未来高性能航空紧固件对钛合金材料的制造提出了更高的强度、更高的断裂韧性和更高的疲劳性能要求。
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