鈦合金具有良好的耐腐蝕性、無(wú)磁性以及比強度高等優(yōu)點(diǎn)，迅速引起了航空部門(mén)的重視，并得到了大量的應用。上世紀五十年代，美國在 B-52型轟炸機上應用了鈦合金螺栓，得到了良好的減重效果，鈦合金材料便引起了各個(gè)國家航空工業(yè)部門(mén)的重視。實(shí)踐證明，采用鈦合金材料制造的航空緊固件能夠大幅度減輕飛行器的重量，如波音747采用鈦合金緊固件后其重量減輕1814kg。鈦合金材料具有良好的正電位性能，能夠有效防止電偶腐蝕，同時(shí)鈦合金又具有良好的耐高溫、彈性以及無(wú)磁性，因此，在航空工業(yè)中被廣泛使用。

1、 航空工業(yè)中鈦合金鉚釘類(lèi)緊固件的應用

對航空工業(yè)中的鉚釘來(lái)說(shuō)，其材料的冷態(tài)塑性非常重要，是冷鉚接安裝的前提。鈦合金鉚釘通常被應用于耐腐要求高且強度要求不高的部位，β 型具有非常良好的冷加工性能，是航空鉚釘制造的上好材料，能夠滿(mǎn)足各方面的要求。

1.1 Ti-45Nb合金

Ti-45Nb 的伸長(cháng)率可達到20% 以上，具有較好的可塑性和冷加工性能，其剪切和抗拉的強度都要優(yōu)于純鈦，而冷變形抗力又低于純鈦，是復合材料連接用鉚釘的最佳材料選擇。在美國的航空工業(yè)中，Ti-45Nb 已經(jīng)取代了純鈦來(lái)進(jìn)行鉚釘類(lèi)緊固件的制造，得到了廣泛的應用。在剪切強度要求高的部位，一般采用 Ti-6Al-4V 釘桿和Ti-45Nb 頭部組成的雙金屬鈦合金鉚釘，Ti-45Nb 的可塑性和 Ti-6A1-4V 的高強度形成了完美的組合，適用于各種飛機的鈦合金構件以及復合材料構件的連接，不光減輕了重量，還降低了成本，近年來(lái)我國也對這種雙金屬鉚釘開(kāi)始大量使用。

1.2 TB2鈦合金

TB2鈦合金材料是我國航空工業(yè)對鈦合金材料緊固件研究的起點(diǎn)。在上世紀60年代，成都飛機設計研究所提出了采用鈦合金鉚釘的設想，并于1970年開(kāi)始對 TB2鈦合金鉚釘進(jìn)行研制，1979年終于完成了技術(shù)鑒定，并制定了暫行技術(shù)條件。TB2鈦合金是一種亞穩定型 β 鈦合金，在固溶處理狀態(tài)下具有優(yōu)異的冷成形性能和焊接性能，目前被用于航天工業(yè)的各種冷鐓鉚釘和一些小規格螺栓的制造。上世紀80-90年代，我國相繼頒布了《鈦合金鉚釘》、《抗拉型鈦合金環(huán)槽鉚釘規范》以及《100o 沉頭抗拉型鈦合金環(huán)槽鉚釘》等3部針對 TB2鈦合金鉚釘的技術(shù)標準，規定了相關(guān)使用技術(shù)規范。目前，TB2鈦合金材料的鉚釘因其優(yōu)越的性能特點(diǎn)已經(jīng)在我國的航空航天工業(yè)中被大量使用。

1.3 TB5鈦合金

TB5 鈦合金屬于亞穩定 β 型鈦合金，名義成分為 Ti-15V-3Cr-3Sn-3A1，最早是由美國空軍研究開(kāi)發(fā)YIMET公司進(jìn)行生產(chǎn)的。

TB5鈦合金具有與純鈦相當的冷成形性能，能夠在固溶狀態(tài)下進(jìn)行各種復雜零件的冷成形，并且具有優(yōu)異的室溫拉伸強度和抗腐蝕性，其缺點(diǎn)是抗氧化性能不足，只適用于低于200℃的環(huán)境。在實(shí)際應用中，美國 B1B 轟炸機中 TB5鈦合金的鉚釘類(lèi)緊固件應用較多，其次在波音飛機上的應用也較為廣泛，我國對于 TB5鈦合金材料也有一定的應用，如衛星發(fā)動(dòng)機部件、殲擊機傘梁等。

2、 航空工業(yè)中鈦合金螺栓類(lèi)緊固件的應用

鈦合金材料的螺栓是航空航天工業(yè)中使用最多的，包括普通螺栓、高鎖螺栓和干涉型螺栓等。用來(lái)制造航空螺栓的鈦合金材料對熱處理后抗拉以及剪切的強度要求較高。

2.1 TC4鈦合金

TC4鈦合金是美國于1954年研究并制造出來(lái)的，目前已經(jīng)被國際上廣泛使用，是使用率最大的鈦合金，不光應用于航空航天制造，在工業(yè)中也被普遍使用。如飛機的起落架、框架、梁、緊固件、發(fā)動(dòng)機風(fēng)扇、葉片等。TC4鈦合金具有超高的工藝塑性，可在400℃的環(huán)境下長(cháng)時(shí)間工作。我國在1973年就開(kāi)始了對 TC4的研究與應用，如飛機發(fā)動(dòng)機葉片等。

采用 TC4鈦合金制造的螺栓于1956年被美國首次應用于 B-52轟炸機的制造中，其效果得到了認可，并被其他國家廣泛使用，目前 TC4鈦合金螺栓幾乎應用于發(fā)達國家所有的飛機制造中。但 TC4也有一定的缺點(diǎn)，如無(wú)法冷鐓成形，只能熱處理，加工工藝要求較高，對于此，我國研究出了 TC4鈦合金固件熱鐓機床，并實(shí)現了工業(yè)化生產(chǎn)。目前 TC4鈦合金螺栓已經(jīng)被我國廣泛應用于航天飛機、客機、衛星等的制造中。

2.2 TC6鈦合金

TC6鈦合金是北京航空研究所研制出來(lái)的耐高溫緊固件材料，其能夠在500℃的高溫中進(jìn)行工作，但其制造工藝要求有一定的難度。

TC6鈦合金是對前蘇聯(lián) BT3-1鈦合金的仿制，我國最早于1979年應用于航空發(fā)動(dòng)機制造，然后對 TC6鈦合金螺栓開(kāi)始了研制。TC6合金屬于兩相鈦合金，綜合性能較好，可在退火狀態(tài)下使用，還能夠進(jìn)行一些熱處理強化，具有較高的抗氧化和抗腐蝕的性能，可在500℃以下的環(huán)境中進(jìn)行長(cháng)時(shí)間工作，溫退火處理后的抗拉強度較高，達到980MPa 以上，同時(shí)還具有優(yōu)異的延伸率、斷面收縮率等性能。

2.3 TB3鈦合金

TB3是我國于上世紀70年代研制成功的，當時(shí)在發(fā)達工業(yè)國家的1100MPa 鈦合金螺栓都是采用 TC4鈦合金材料制造，而我國當時(shí)的熱鐓技術(shù)并不成熟，無(wú)法采用 TC4鈦合金進(jìn)行制造，所以就研制了可以直接冷鐓的1100MPa 級鈦合金，也就是 TB3鈦合金，該鈦合金屬于亞穩定 β 型鈦合金，可進(jìn)行熱處理強化，在固溶處理狀態(tài)下具有較強的冷成形能力，“固溶 + 時(shí)效”處理后具有較高強度，可用于300℃以下的1100MPa 級高強度航空航天緊固件的制造中。我國于上世紀80年代開(kāi)始研制并形成技術(shù)規范，然后開(kāi)始投入制造高

鎖螺栓和干涉型螺栓，目前已經(jīng)廣泛應用于1100MPa 螺栓的制造中。

3、 結束語(yǔ)

隨著(zhù)航空航天事業(yè)的不斷發(fā)展，鈦合金緊固件在航空航天制造中已經(jīng)被廣泛應用，美國、俄羅斯等航空工業(yè)發(fā)達的國家都已經(jīng)形成了鈦合金緊固件材料制造體系。我國對于鈦合金緊固件在航空制造中的應用研究較晚，大部分都是對前蘇聯(lián)技術(shù)的改進(jìn)或仿制，應用程度也相對較低，因此，必須要加快我國航空緊固件鈦合金材料的應用研究，為我國航空事業(yè)的發(fā)展做出貢獻。

參考文獻

1 趙慶云，徐鋒.航空緊固件用鈦合金的研究進(jìn)展[J].中國有色金屬學(xué)報，2010，20（專(zhuān)輯1）:1021一1023.

2 李亞江，劉坤.鈦合金在航空領(lǐng)域的應用及其先進(jìn)連接技術(shù)[J].航空制造技術(shù)，2015（16）:34一37.