钛紧固件的优缺点和应用

钛合金的密度通常约为4.5g / cm3,仅为钢的60%。纯钛的强度接近普通钢。一些高强度钛合金的强度超过许多合金结构钢的强度。因此,钛合金的比强度(强度/密度)比其他金属结构材料大得多,并且可以制造具有高单位强度,良好的刚度和重量轻的零件和组件。目前,钛合金用于飞机发动机部件,骨架,蒙皮,紧固件和起落架。

钛合金在苛刻的环境中表现出优异的耐腐蚀性,这是其在化学设备制造中使用的主要原因。它具有良好的高低温特性,不可磁化性以及低导热性和热膨胀系数。不利的一面是,钛紧固件很难加工。而且,当安装并锁定螺纹紧固件时,螺纹很容易被划伤或卡住。以下是一些钛合金在中等高温下对应力腐蚀敏感的示例。但是可以通过一些特殊的技术来缓解这种情况。

纯钛不可热处理。一般而言,几乎没有紧固件使用纯钛作为原材料。钛合金有很多,其中大多数是独家出售的。研究表明,只有一小部分刨光钛合金适合用于制造螺纹紧固件。Ti-6Al-4V是一种重型合金。该钛合金紧固件的最小拉伸强度为135,000 psi,具有高强度和令人满意的韧性。Ti-6Al-4Mn具有良好的抗蠕变性,并且易于铸造。其强度特性与Ti-6Al-4V合金相当,但韧性稍差。Ti-1Al-8V-5Fe的拉伸强度约为200,000 psi。夸张的是其出色的强度质量比。这种合金制成的紧固件的紧固力与抗拉强度为350,000 psi的相同质量的钢紧固件的紧固力相等。紧固件制造中有时会使用其他两种钛合金-Ti-6Al-12Zr和Ti-6Al-6V-2Sn。

钛最吸引人的特点是其极高的强度质量比。它们的质量仅为同等体积钢的57%,但强度却与热处理的铁碳合金相当。钛是航空航天,喷气飞机和导弹的理想材料。但是其最大的缺点是成本高。除非没有其他选择,否则不建议使用钛作为紧固件。

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