在航空航天設(shè)備中，無論是從數(shù)量上來講，還是從范圍上來講，緊固件都無疑是諸多通用零件中使用最多的。然而，我國由于基礎(chǔ)科學(xué)研究的滯后，導(dǎo)致航空航天緊固件的質(zhì)量水平與國外企業(yè)對(duì)比還存在著較大的差距。鈦及鈦合金材料由于比強(qiáng)度高、耐蝕性好及良好的加工塑性等特點(diǎn)，在航空航天緊固件領(lǐng)域有著較好的發(fā)展前景[1]。

1、航空航天緊固件相關(guān)內(nèi)容簡述

緊固件，顧名思義就是起到緊固連接作用的元件，其涉及行業(yè)廣泛，屬于基礎(chǔ)性的機(jī)械零件。航空航天緊固件是指使用在航空、航天這兩個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的緊固件，其主要使用在結(jié)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)這兩大組成部分，用在這兩個(gè)部分的緊固件主要有螺栓、螺母、鉚釘和抽釘?shù)取?/p>

由于航空航天的特殊性，其相較于其它行業(yè)，對(duì)緊固件的要求更高。主要有以下五點(diǎn)內(nèi)容。一、就是航空航天用緊固件的螺紋主要采用MJ或UNJ兩種形制。二就是緊固件中 的螺母和螺栓這兩大類依據(jù)強(qiáng)度和溫度進(jìn)行了一定的分級(jí)。三就是航空航天用的緊固件的強(qiáng)度和質(zhì)量一般都處在一個(gè)較高的水準(zhǔn)上，其中前者通常大于900MPa，有時(shí)甚至可達(dá) 到1800MPa。四就是其精度要求較高，同時(shí)對(duì)其一致性和可靠性有相當(dāng)高的要求。最后一點(diǎn)也是比較明顯的一點(diǎn)，就是其所面臨的環(huán)境較復(fù)雜，因此其需要具備很好的適應(yīng)性。

在實(shí)際的使用過程中，航空航天用的緊固件常常存在氫脆、電化學(xué)腐蝕等質(zhì)量上的問題。立足于此，再結(jié)合上述航空航天用緊固件的特點(diǎn)，在選用時(shí)，就要從強(qiáng)度、剛度、螺 紋、重量、涂鍍層等方面來綜合考慮，確保其在上述的各個(gè)方面均達(dá)到相應(yīng)的要求。

2、航空航天緊固件用Ti-6Al-4V合金絲材性能分析

2.1Ti-6Al-4V合金簡介

當(dāng)前用作航空航天緊固件材料的鈦合金主要有三類，即Ti-6Al-4V類的低Mo當(dāng)量的α-β型兩相合金、TB2類的亞穩(wěn)定β合金和BT16類的亞臨界成分的α-β型兩相合金,這三者各有優(yōu)缺點(diǎn)，綜合來說，前者各方面優(yōu)勢(shì)較多，因而是當(dāng)前我國在航空航天緊固件領(lǐng)域中主要使用的材料[2]。不同的熱處理工藝，會(huì)影響Ti-6Al-4V合金絲材的性能。

2.2實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)材料：退火態(tài)，直徑為4.8mm的Ti-6Al-4V合金絲材。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：氣氛保護(hù)爐和真空爐。

研究對(duì)象：不同固溶溫度、時(shí)效溫度下Ti-6Al-4V合金絲材的力學(xué)性能。

實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)主要是固溶+時(shí)效熱處理工藝。實(shí)驗(yàn)安排見表1。

合金絲材拉伸試驗(yàn)結(jié)果見表2、表3、圖1和圖2。

2.3實(shí)驗(yàn)分析

由上述圖表可知，經(jīng)過固溶和時(shí)效熱處理后的Ti-6Al-4V合金絲材，在不同固溶溫度下，Ti-6Al-4V合金絲材的抗拉強(qiáng)度和延伸率有一定的變化，斷面收縮率的變化不大。總體來說，試樣固溶處理溫度處在935℃和965℃時(shí)，抗拉強(qiáng)度較好；試樣固溶處理溫度處在905℃和935℃時(shí)，延伸率較好。

在不同的時(shí)效溫度下，Ti-6Al-4V合金絲材的抗拉強(qiáng)度、延伸率和斷面收縮率都有著比較大的變化。其中隨著時(shí)效溫度的升高，抗拉強(qiáng)度逐漸下降。而在500℃以上時(shí)，時(shí)效溫度與延伸率和斷面收縮率為正比關(guān)系。

3、結(jié)語

為了提升產(chǎn)品的機(jī)械性能，就要不斷的開發(fā)新材料和新工藝，特別是針對(duì)緊固件的研究和開發(fā)。鈦及鈦合金由于其優(yōu)良的性能，逐漸被大量的應(yīng)用到航空航天領(lǐng)域中。在這個(gè) 過程中，Ti-6Al-4V鈦合金絲材因其綜合性能較好，而成為國內(nèi)緊固件企業(yè)主要的研究方向。 在不同的熱處理工藝下，Ti-6Al-4V合金絲材的力學(xué)性能隨之相應(yīng)的變化。總的來說，需要針對(duì)產(chǎn)品的用途來選擇熱處理工藝。

參考文獻(xiàn)：

[1]董洪波，王高潮，李愛萍.時(shí)效溫度對(duì)Ti-6Al-4V合金組織性能的影響[J].材料熱處理學(xué)報(bào),2011,32(1):1-4.

[2]張慶玲,王慶如,李興無.航空用鈦合金緊固件選材分析[J].材料工程,2007(1):11-14.

相關(guān)鏈接