引言

航空緊固件鈦合金材料在美國軍事民用飛機中的應用量較高，但是，我國航天緊固件采用鈦合金材料技術的發(fā)展時間很晚，長時間依賴進口材料，這對我國航空緊固件鈦合金材料的應用與發(fā)展會造成不利影響。這就需要在實際工作中，全面研究航空緊固件鈦合金材料的應用特點，積極開發(fā)材料，促使我國航空緊固件鈦合金材料的合理應用。

1、航空緊固件鈦合金材料的應用現狀

1.1國外應用現狀

20世紀50年代，美國就在轟炸機中采用鈦合金螺栓材料，取得了良好的成績，材料應用的過程中，密度較小、強度高、疲勞性能也很好，合金成分非常簡單，半成品方面的成本較低，在國外得到了廣泛應用。20世紀中期Ti-64鈦合金螺栓已經成為被美國與西歐國家航空領域廣泛使用的緊固件材料，但是由于其冷塑性能較低，成型之后智能進行熱鐓，需要采用真空固溶設備進行處理，生產的成本較高，螺栓的生產尺寸也會受到一定限制，之后，美國開始研究新的鈦合金緊固件。俄羅斯在航空緊固件中主要使用BT16材料，屬于高強度的鈦合金，強度水平較高，在實際應用的過程中生產效率比Ti-64高很多，被廣泛應用在航空緊固件生產中。近年來在歐美國家航空領域中，開始采用Ti-153、Ti-3553等鈦合金，應用的效果較為良好。

1.2國內應用現狀

我國在航空緊固件鈦合金材料方面的研制時間很晚，20世紀60年代中期，我國成都市的飛機設計研究所開始對TB2鈦合金鉚釘材料進行研究，分析其在飛機機身中的應用，在20個世紀70年代末期才完成技術鑒定的工作任務。直到20世紀80年代，我國才開始進行TC4鈦合金緊固件的研究，為克服難以成型的技術問題，積極借鑒了國外的鈦合金鉚

釘生產技術，研究開發(fā)出摩擦焊接的技術，使得Ti-45Nb鉚釘和TC4鉚釘相互連接。在此之后，我國也開始按照國外的先進經驗，制造出航空緊固件鈦合金，但是，由于我國在材料生產的過程中質量缺乏穩(wěn)定性，多數都對進口材料較為依賴，不僅成本較高，還會在采購方面無法充足供應，難以對其進行合理的研究與開發(fā)。

2、航空緊固件鈦合金材料的應用分析

2.1鈦合金鉚釘緊固件的應用

航空領域中的鉚釘對材料冷態(tài)塑性提出很高要求，屬于冷鉚釘安裝的主要前提與保障。一般情況下，鈦合金鉚釘會應用在耐腐蝕性能標準較高、強度標準不高的位置，具有一定的冷加工性能，屬于航空鉚釘制造中較為良好的材料，可以滿足性能方面的需求。

2.1.1Ti-45Hb材料

該材料在應用的過程中，伸長率能夠達到20%之上，并且可塑性與冷卻加工的性能良好，與純鈦相比，剪切、抗拉強度更好，冷變形抗力更小，屬于航空鉚釘緊固件制作的最佳材料。目前美國在航空領域中已經將Ti-45Hb材料應用在鉚釘緊固件制造中，取代純鈦材料，取得了良好成績。在剪切強度要求較高的位置，使用Ti-45Hb材料制作鉚釘頭，使用Ti-6AI-4V材料制作鉚釘桿，可以形成良好的強度組合，適合進行飛機中鈦合金部件與其他復合材料部件的連接，不僅可以降低整體質量，還能減少成本，促使各方面工作的有效落實[1]。

2.1.2TB2材料

近年來我國在航空緊固件制作的過程中，已經開始采用TB2鈦合金材料，制作航空的鉚釘部件，經過技術鑒定分析，此類材料屬于亞穩(wěn)定型的β鈦合金，在固溶的生產條件之下，具備一定的冷成型性能，且焊接的性能良好，可生產制作出小規(guī)格的螺栓鉚釘。當前我國在TB2鈦合金材料方面已經提出了很多技術標準，規(guī)定具體的技術規(guī)范，并大量應用在航空緊固件的制作中，可確保航空緊固件的制作質量，改善目前的工藝水平[2]。

2.1.3TB5材料

TB5鈦合金材料是亞穩(wěn)定型的β鈦合金，是美國空軍研究開發(fā)出來的材料，其與純鈦材料相比，冷成型的性能良好，可以在固溶的條件之下實現復雜零部件的冷成型目的。與此同時，其還有一定的拉伸強度與抗腐蝕性能，但是，在實際應用的過程中，存在抗氧化性能過低的不足之處，只適合應用在200℃之內的環(huán)境中，在200℃環(huán)境中可確保制造出來的鉚釘質量、強度與性能符合標準，應用的價值較高[3]。

2.2鈦合金螺栓緊固件的應用

航空緊固件鈦合金材料涉及到螺栓緊固件，屬于鈦合金螺栓緊固件，與純鈦螺栓緊固件相比，其具有良好的應用性能與強度，可確保應用效果。

2.2.1TC4材料

該材料是美國在20世紀中期研發(fā)并且制造的，當前在國際中得到了廣泛應用，使用率較高，可應用在飛機起落架制造、緊固件制造與葉片制造等領域中，工藝塑性非常高，能夠在400℃的狀態(tài)之下長時間運行。我國目前在飛機緊固件制作中，也開始采用TC4鈦合金材料，可全面提升螺栓緊固件的制作強度與性能，改善目前的生產制造現狀。然而，在TC4鈦合金材料應用過程中，不能進行冷鐓成型，只能采用熱處理的措施對其進行處理，并且對工藝技術提出了很高的要求，在此情況下，我國就研究出TC4鈦合金緊固件的熱鐓機床設備，可有效進行工業(yè)化生產，可提升螺栓緊固件的生產制造水平與質量[4]。

2.2.2TC6材料

近年來我國在航空緊固件的制造中已經開始采用TC6鈦合金材料，具有耐高溫的性能，可以在500℃的環(huán)境下運行，但是，其對制造工藝技術的要求很高，需采用高水平的工藝技術措施，確保緊固件的制作質量與效果。TC6鈦合金材料在實際應用的過程中，是兩相鈦合金，其具有較高的綜合性能，能夠在退火的情況下繼續(xù)使用，還可以通過熱處理有效強化，具有一定的抗氧化性能與抗腐蝕性能。

2.2.3TB5材料

此類材料在應用的過程中，是亞穩(wěn)定型的β鈦合金，可通過熱處理強化，在固溶的狀況之下，冷成型的性能較高。在實際生產的過程中，利用固溶方式、時效方式進行處理，可全面增強螺栓緊固件的強度，滿足航空領域對緊固件的制造需求，確保整體緊固件的使用性能與效果，實現緊固件的高質量生產目的。

3、結語

近年來，國內外在航空緊固件生產制造過程中，已經開始采用鈦合金材料，取得了良好的成績。然而，我國在航空緊固件生產制造方面，鈦合金材料的應用時間較晚，尚未形成成熟的技術體系，這就需要在航空緊固件的生產制造中形成正確觀念意識，有效開展各方面的研究工作，采用高性能的鈦合金材料制造航空緊固件，保證制造質量、強度與水平符合要求，以此提升緊固件的制造性能，促進航空制造業(yè)工作水平的提高。

參考文獻

[1]董瑞峰，李金山，唐斌，等.航空緊固件用鈦合金材料發(fā)展現狀[J].航空制造技術，2018，61（4）：86-91.

[2]李蒙，鳳偉中，關蕾，等.航空航天緊固件用鈦合金材料綜述[J].有色金屬材料與工程，2018，39（4）：49-53.

[3]何海林.淺析鈦合金材料在航空緊固件中的應用[J].軍民兩用技術與產品，2017，57（12）：121-122.

[4]王炳坤.航空用TC4合金組織與性能中熱處理的影響機制分析[J].工業(yè)加熱，2019，48（4）：24-26.

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