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钛合金制的紧固件

来源:      2018-10-11 09:24:55      点击:
  钛作为一种工程材料,是在过往的50年中发展起来的。这看起来是一段很长的时间,但事实上,作为工程材料来讲,这个时间还相对较短。它需要花很多年的时间往构建一个可信的资料库,库中数据的可信性是建立在由应用经验证实了的可控性研究的基础上的。
  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。
  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。
  钛合金
  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,这种合金制成的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。
  强度特性
  钛合金制外螺纹紧固件的机械性能引导在B-158页的ASTM F468中,螺母的在B-184页的ASTM F467中。在这些规范中,Ti-6Al-4V合金的识别合金号为5。