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钛合金紧固件的优缺点及应用
浏览:0 发布日期:2019/5/15 17:15:52
钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右,仅为钢的60%,纯钛的强度才接近普通钢的强度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。钛合金在恶劣的环境下展示出了优越的抗腐蚀性能,这也是它应用于化工设备制造的主要原因。它有较好的高低温特性、不可磁化性和较低的热传导系数和热膨胀系数。从它的消极方面来讲,钛制紧固件加工非常困难。而且在螺纹紧固件的安装和锁紧时,螺纹轻易擦伤或卡死。这里有一些在适当高温下钛合金对应力腐蚀敏感的例子。但是这种情况可以通过一些特殊的工艺来得到缓和。纯钛是不可热处理的。一般来说,几乎没有紧固件采用纯钛作为原料。有很多钛合金,大部分是专卖的。研究表明,仅有一小部分刨光的钛合金适合制造螺纹类紧固件。Ti-6Al-4V是重负荷合金,这种钛合金紧固件的最小抗拉强度为135,000psi,有很高的强度和令人满足的韧性。Ti-6Al-4Mn有很大的抗蠕变能力,易于铸造。其强度特性与Ti-6Al-4V合金相当,但韧性稍差。Ti-1Al-8V-5Fe的抗拉强度约为200,000psi。要夸大的是它突出的强-质比,这种合金制成的紧固件的紧固力与有着350,000psi抗拉强度的同质量钢制紧固件相当。另外两种钛合金——Ti-6Al-12Zr和Ti-6Al-6V-2Sn有时也会用于紧固件的制造。钛最吸引人的特性在于它们极高的强-质比。它们的质量只有同体积钢的57%,强度却可以和经过热处理的铁碳合金相媲美。钛是制造航空航天、喷气式飞机和导弹的理想材料。但它最大的缺点就是造价过高。除非别无选择,否则是不鼓励采用钛作为紧固件的材料的。
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