Viene introdotto lo stato di sviluppo della lega di titanio per dispositivi di fissaggio per aviazione
Gli elementi di fissaggio in lega di titanio sono ampiamente utilizzati nel settore aerospaziale a causa della loro bassa densità, elevata resistenza specifica e resistenza alla corrosione. Viene riesaminato lo stato di sviluppo dei materiali in lega di titanio per dispositivi di fissaggio per aviazione. In combinazione con lo sviluppo della lega di titanio per dispositivi di fissaggio, viene introdotto lo stato dell'applicazione della lega di titanio per dispositivi di fissaggio in patria e all'estero e vengono confrontate e analizzate le caratteristiche prestazionali dei materiali in lega di titanio per dispositivi di fissaggio. Allo stesso tempo, in combinazione con i requisiti degli aeromobili avanzati per dispositivi di fissaggio ad alte prestazioni, vengono introdotti diversi materiali in lega di titanio ad alta resistenza e tenacità per dispositivi di fissaggio e la loro tecnologia di lavorazione dei dispositivi di fissaggio.
Bulloni, prigionieri, viti, dadi, rondelle, perni, rivetti e altri elementi di fissaggio sono ampiamente utilizzati negli aerei. Il numero di elementi di fissaggio ed elementi elastici utilizzati in un aereo è di diverse centinaia di migliaia e addirittura diversi milioni. Ad esempio, il numero di elementi di fissaggio utilizzati in un aereo il-96 russo è 142000, quello di un singolo A380 aereo passeggeri è superiore a 1 milione e quello del Boeing 787 è superiore a 1 milione Ci sono stati incidenti di consegna ritardata a causa di carenza di elementi di fissaggio. Con il miglioramento della natura avanzata degli aerei, i requisiti per i materiali di fissaggio stanno diventando sempre più alti. La lega di titanio con elevata perdita di peso, resistenza alla corrosione, proprietà non magnetiche e buona compatibilità con i compositi è diventata la prima scelta per i materiali di fissaggio avanzati per aeromobili. Gli elementi di fissaggio in lega di titanio sono ampiamente utilizzati negli aerei da combattimento militari e negli aerei da trasporto come F-16, F-18, F-35, F-22, C-17 e così via, e [1-3] ha ottenuto buoni risultati, F -15. Gli elementi di fissaggio in lega di titanio per gli aerei da combattimento rappresentano il 73% dell'intero dispositivo di fissaggio degli aerei. 423000 perni in lega di titanio e 241000 bulloni in lega di titanio sono utilizzati nei grandi aerei da trasporto militare C-17. Dopo che gli elementi di fissaggio in lega di titanio BT16 da 940 kg sono stati utilizzati negli aerei passeggeri figura 204, il peso dell'aereo è ridotto a 688 kg. Dopo che gli elementi di fissaggio in lega di titanio sono stati utilizzati negli aeromobili Boeing 747 invece di quelli in acciaio legato, il peso totale della singola macchina è ridotto di 1814 kg [2]. Gli elementi di fissaggio in lega di titanio per aerei da combattimento rappresentano il 73% dell'intero dispositivo di fissaggio degli aerei. 423000 perni in lega di titanio e 241000 bulloni in lega di titanio sono utilizzati nei grandi aerei da trasporto militare C-17. Dopo che gli elementi di fissaggio in lega di titanio BT16 da 940 kg sono stati utilizzati negli aerei passeggeri figura 204, il peso dell'aereo è ridotto a 688 kg. Dopo che gli elementi di fissaggio in lega di titanio sono stati utilizzati negli aeromobili Boeing 747 invece di quelli in acciaio legato, il peso totale della singola macchina è ridotto di 1814 kg [2]. Gli elementi di fissaggio in lega di titanio per aerei da combattimento rappresentano il 73% dell'intero dispositivo di fissaggio degli aerei. 423000 perni in lega di titanio e 241000 bulloni in lega di titanio sono utilizzati nei grandi aerei da trasporto militare C-17. Dopo che gli elementi di fissaggio in lega di titanio BT16 da 940 kg sono stati utilizzati negli aerei passeggeri figura 204, il peso dell'aereo è ridotto a 688 kg. Dopo che gli elementi di fissaggio in lega di titanio sono stati utilizzati negli aeromobili Boeing 747 invece di quelli in acciaio legato, il peso totale della singola macchina è ridotto di 1814 kg [2].
Negli ultimi anni, gli elementi di fissaggio in acciaio legato degli aerei militari e civili americani sono stati sostanzialmente sostituiti da elementi di fissaggio in lega di titanio. Tuttavia, lo sviluppo tecnologico dei materiali in lega di titanio per elementi di fissaggio aerospaziali in Cina è relativamente in ritardo e si basa sulle importazioni da molto tempo. Con l'accelerazione del processo di localizzazione della lega di titanio per elementi di fissaggio, i materiali in lega di titanio per elementi di fissaggio vengono ulteriormente pettinati
E lo sviluppo della tecnologia è molto necessario.
Sulla base dell'esame dello stato di applicazione degli elementi di fissaggio in lega di titanio in patria e all'estero, questo documento confronta e analizza le caratteristiche prestazionali dei materiali in lega di titanio per gli elementi di fissaggio. In combinazione con i requisiti di aeromobili avanzati per dispositivi di fissaggio ad alte prestazioni, vengono introdotti diversi materiali in lega di titanio ad alta resistenza e tenacità per dispositivi di fissaggio e tecnologia di elaborazione dei dispositivi di fissaggio.
Sviluppo e applicazione della lega di titanio per elementi di fissaggio
1.1 sviluppo e applicazione della lega di titanio per viteria all'estero
I bulloni sono ampiamente utilizzati negli elementi di fissaggio. La resistenza al taglio e alla trazione dei bulloni in lega di titanio dovrebbe raggiungere il livello dell'acciaio ad alta resistenza 30CrMnSiA. Il primo utilizzo di elementi di fissaggio in lega di titanio può essere fatto risalire agli anni '50. Gli Stati Uniti hanno utilizzato per la prima volta bulloni Ti-6Al-4V (ti-64) sui bombardieri B-52 e hanno ottenuto un significativo effetto di riduzione del peso [4]. Ti-64 ha bassa densità, buona resistenza e proprietà di fatica, semplice composizione della lega e basso costo dei prodotti semilavorati, quindi è stato ampiamente utilizzato e sviluppato. Nel 1955 furono utilizzati 1 milione di bulloni in lega di titanio ti-64 e nel 1958 20 milioni di bulloni, divenendo gradualmente i principali materiali di fissaggio utilizzati nei reparti aerospaziali degli Stati Uniti e dell'Europa occidentale. Tuttavia, la plasticità a freddo del ti-64 è molto scarsa e la sua formazione di elementi di fissaggio può essere solo rovesciata a caldo, e sono necessarie attrezzature speciali come soluzione per vuoto (raffreddamento ad acqua), invecchiamento e altre attrezzature speciali, quindi il costo di produzione è aumentato. Allo stesso tempo, a causa della scarsa temprabilità e dell'incapacità di garantire la costanza delle prestazioni sotto grandi sezioni, la dimensione del bullone è limitata, che generalmente non supera φ 19 mm. Successivamente, gli Stati Uniti hanno iniziato a utilizzare ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr (β - C) per preparare elementi di fissaggio con livello di resistenza di 1150mpa e, grazie alla sua buona temprabilità, possono produrre elementi di fissaggio di grandi dimensioni con diametro di 38 mm [5]. che generalmente non supera φ 19 mm. Successivamente, gli Stati Uniti hanno iniziato a utilizzare ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr (β - C) per preparare elementi di fissaggio con livello di resistenza di 1150mpa e, grazie alla sua buona temprabilità, possono produrre elementi di fissaggio di grandi dimensioni con diametro di 38 mm [5]. che generalmente non supera φ 19 mm. Successivamente, gli Stati Uniti hanno iniziato a utilizzare ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr (β - C) per preparare elementi di fissaggio con livello di resistenza di 1150mpa e, grazie alla sua buona temprabilità, possono produrre elementi di fissaggio di grandi dimensioni con diametro di 38 mm [5].
BT16 (Ti-3Al-5Mo-4.5V) è il dispositivo di fissaggio principale in Russia. Il livello di resistenza della lega di titanio ad alta resistenza di tipo α + β è 1030mpa. I principali semilavorati sono le barre laminate a caldo e le barre e i fili lucidati per la ricalcatura a freddo. Sono utilizzati principalmente per la produzione di elementi di fissaggio, come bulloni, viti, dadi e rivetti. La temperatura massima di esercizio è di 350 ℃. La resistenza della lega di titanio BT16 allo stato di invecchiamento in soluzione è leggermente inferiore a quella della lega ti-64. Il vantaggio principale della lega di titanio BT16 è che può essere ribaltata a freddo nello stato di ricottura, il che migliora significativamente l'efficienza di produzione [6-7]. Pertanto, l'elemento di fissaggio BT16 prodotto per deformazione a freddo è stato ampiamente utilizzato nell'industria di produzione di macchinari in Russia ed è diventato il principale materiale standard utilizzato nel settore aerospaziale russo.
Con la promozione dell'A380 e di altri velivoli civili avanzati, i paesi europei e americani hanno iniziato a studiare dispositivi di fissaggio ad alta resistenza che possono sostituire le superleghe Inconel718, a286 e mp35n. Le leghe candidate includono leghe di titanio come β-LCB, ti-153, β 21s e ti-3553. Tuttavia, non esiste alcun rapporto sulla loro applicazione pratica negli elementi di fissaggio.
