O status de desenvolvimento da liga de titânio para fixadores de aviação é apresentado
Os fixadores de liga de titânio são amplamente utilizados na indústria aeroespacial devido à sua baixa densidade, alta resistência específica e resistência à corrosão. O status de desenvolvimento de materiais de liga de titânio para fixadores de aviação é revisado. Combinado com o desenvolvimento da liga de titânio para fixadores, o status da aplicação da liga de titânio para fixadores em casa e no exterior é apresentado e as características de desempenho dos materiais de liga de titânio para fixadores são comparadas e analisadas. Ao mesmo tempo, combinados com os requisitos de aeronaves avançadas para fixadores de alto desempenho, vários materiais de liga de titânio de alta resistência e tenacidade para fixadores e sua tecnologia de processamento de fixadores são introduzidos.
Parafusos, pregos, parafusos, porcas, arruelas, pinos, rebites e outros elementos de fixação são amplamente utilizados em aeronaves. O número de fixadores e elementos elásticos usados em uma aeronave é tão pequeno quanto várias centenas de milhares, e muitos como vários milhões. Por exemplo, o número de fixadores usados em uma aeronave russa il-96 é 142000, o de um único passageiro aéreo A380 é mais de 1 milhão e o do Boeing 787 é mais de 1 milhão. Houve incidentes de entrega atrasada devido a escassez de fechos. Com o aprimoramento da natureza avançada da aeronave, os requisitos para materiais de fixação estão ficando cada vez maiores. A liga de titânio com alta perda de peso, resistência à corrosão, propriedades não magnéticas e boa compatibilidade com compostos se tornou a primeira escolha para materiais avançados de fixadores de aeronaves. Os fixadores de liga de titânio são amplamente utilizados em aviões de combate militares e aviões de transporte, como F-16, F-18, F-35, F-22, C-17 e assim por diante, e [1-3] obteve bons resultados, F -15. Os fixadores de liga de titânio para aviões de caça representam 73% de todos os fixadores de aeronaves. 423000 pinos de liga de titânio e 241000 parafusos de liga de titânio são usados em grandes aeronaves de transporte militar C-17. Depois que os fixadores de liga de titânio BT16 de 940 kg são usados em aeronaves de passageiros figura 204, o peso da aeronave é reduzido para 688 kg. Depois que fixadores de liga de titânio são usados em aeronaves Boeing 747 em vez de fixadores de aço de liga, o peso total de uma única máquina é reduzido em 1.814 kg [2]. Os fixadores de liga de titânio para aviões de caça representam 73% de todos os fixadores de aeronaves. 423000 pinos de liga de titânio e 241000 parafusos de liga de titânio são usados em grandes aeronaves de transporte militar C-17. Depois que os fixadores de liga de titânio BT16 de 940 kg são usados em aeronaves de passageiros figura 204, o peso da aeronave é reduzido para 688 kg. Depois que fixadores de liga de titânio são usados em aeronaves Boeing 747 em vez de fixadores de aço de liga, o peso total de uma única máquina é reduzido em 1.814 kg [2]. Os fixadores de liga de titânio para aeronaves de caça representam 73% de todos os fixadores de aeronaves. 423000 pinos de liga de titânio e 241000 parafusos de liga de titânio são usados em grandes aeronaves de transporte militar C-17. Depois que os fixadores de liga de titânio BT16 de 940 kg são usados em aeronaves de passageiros figura 204, o peso da aeronave é reduzido para 688 kg. Depois que fixadores de liga de titânio são usados em aeronaves Boeing 747 em vez de fixadores de aço de liga, o peso total de uma única máquina é reduzido em 1.814 kg [2].
Nos últimos anos, os fixadores de liga de aço das aeronaves militares e civis americanas foram basicamente substituídos por fixadores de liga de titânio. No entanto, o desenvolvimento de tecnologia de materiais de liga de titânio para fixadores aeroespaciais na China está relativamente atrasado e depende de importações por um longo tempo. Com a aceleração do processo de localização da liga de titânio para fixadores, os materiais da liga de titânio para fixadores são ainda mais penteados
E o desenvolvimento de tecnologia é muito necessário.
Com base na revisão do status da aplicação de fixadores de liga de titânio em casa e no exterior, este artigo compara e analisa as características de desempenho de materiais de liga de titânio para fixadores. Combinado com os requisitos de aeronaves avançadas para fixadores de alto desempenho, vários materiais de liga de titânio de alta resistência e tenacidade para fixadores e tecnologia de processamento de fixadores são introduzidos.
Desenvolvimento e aplicação de liga de titânio para fixadores
1.1 desenvolvimento e aplicação de liga de titânio para fixadores no exterior
Os parafusos são amplamente usados em fixadores. A resistência ao cisalhamento e à tração dos parafusos de liga de titânio deve atingir o nível do aço de alta resistência 30CrMnSiA. O primeiro uso de fixadores de liga de titânio remonta aos anos 1950. Os Estados Unidos usaram pela primeira vez parafusos Ti-6Al-4V (ti-64) em bombardeiros B-52 e alcançaram um efeito significativo de redução de peso [4]. O Ti-64 tem baixa densidade, boa resistência e propriedades de fadiga, composição de liga simples e baixo custo de produtos semiacabados, por isso tem sido amplamente utilizado e desenvolvido. Em 1955, 1 milhão de parafusos de liga de titânio ti-64 foram usados e, em 1958, 20 milhões de parafusos foram usados, e gradualmente se tornaram os principais materiais de fixação usados em departamentos aeroespaciais nos Estados Unidos e na Europa Ocidental. No entanto, a plasticidade fria de ti-64 é muito pobre, e a formação de seu fixador só pode ser perturbadora a quente, e equipamentos especiais como solução a vácuo (resfriamento de água), envelhecimento e outros equipamentos especiais são necessários, para que o custo de produção seja aumentado. Ao mesmo tempo, devido à fraca temperabilidade e à falha em garantir a consistência do desempenho em grandes seções transversais, o tamanho do parafuso é limitado, que geralmente não excede φ 19 mm. Posteriormente, os Estados Unidos começaram a usar ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr (β - C) para preparar fixadores com nível de resistência de 1150mpa e, devido à sua boa temperabilidade, pode produzir fixadores de grande porte com diâmetro de 38mm [5]. que geralmente não excede φ 19 mm. Posteriormente, os Estados Unidos começaram a usar ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr (β - C) para preparar fixadores com nível de resistência de 1150mpa e, devido à sua boa temperabilidade, pode produzir fixadores de grande porte com diâmetro de 38mm [5]. que geralmente não excede φ 19 mm. Posteriormente, os Estados Unidos começaram a usar ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr (β - C) para preparar fixadores com nível de resistência de 1150mpa e, devido à sua boa temperabilidade, pode produzir fixadores de grande porte com diâmetro de 38mm [5].
BT16 (Ti-3Al-5Mo-4.5V) é o prendedor principal na Rússia. O nível de resistência da liga de titânio de alta resistência do tipo α + β é de 1030 mpa. Os principais produtos semiacabados são barras laminadas a quente e hastes e fios polidos para descabeçamento a frio. Eles são usados principalmente para a fabricação de fixadores, como parafusos, porcas e rebites. A temperatura máxima de trabalho é 350 ℃. A resistência da liga de titânio BT16 no estado de envelhecimento em solução é ligeiramente menor do que a da liga ti-64. A principal vantagem da liga de titânio BT16 é que ela pode ser revolvida a frio no estado de recozimento, o que melhora significativamente a eficiência de produção [6-7]. Portanto, o fixador BT16 fabricado por deformação a frio tem sido amplamente utilizado na indústria de fabricação de máquinas da Rússia e se tornou o principal material padrão usado no setor aeroespacial russo.
Com a promoção do A380 e de outras aeronaves civis avançadas, os países europeus e americanos começaram a estudar fixadores de alta resistência que podem substituir as superligas Inconel718, a286 e mp35n. As ligas candidatas incluem ligas de titânio, como β - LCB, ti-153, β 21s e ti-3553. No entanto, não há nenhum relatório sobre sua aplicação prática em fixadores.
