Se presenta el estado de desarrollo de la aleación de titanio para sujetadores de aviación
Los sujetadores de aleación de titanio se utilizan ampliamente en la industria aeroespacial debido a su baja densidad, alta resistencia específica y resistencia a la corrosión. Se revisa el estado de desarrollo de los materiales de aleación de titanio para sujetadores de aviación. En combinación con el desarrollo de la aleación de titanio para sujetadores, se presenta el estado de aplicación de la aleación de titanio para sujetadores en el país y en el extranjero, y se comparan y analizan las características de rendimiento de los materiales de aleación de titanio para sujetadores. Al mismo tiempo, en combinación con los requisitos de los aviones avanzados para sujetadores de alto rendimiento, se introducen varios materiales de aleación de titanio de alta resistencia y tenacidad para sujetadores y su tecnología de procesamiento de sujetadores.
Los pernos, espárragos, tornillos, tuercas, arandelas, pasadores, remaches y otros sujetadores se utilizan ampliamente en aviones. El número de sujetadores y elementos elásticos utilizados en un avión es tan pequeño como varios cientos de miles y hasta varios millones. Por ejemplo, el número de sujetadores utilizados en un avión ruso il-96 es 142000, el de un solo pasajero aéreo A380 es más de 1 millón, y el de Boeing 787 es más de 1 millón Ha habido incidentes de retraso en la entrega debido a escasez de sujetadores. Con la mejora de la naturaleza avanzada de las aeronaves, los requisitos para los materiales de fijación son cada vez más altos. La aleación de titanio con alta pérdida de peso, resistencia a la corrosión, propiedades no magnéticas y buena compatibilidad con compuestos se ha convertido en la primera opción para materiales de fijación de aviones avanzados. Los sujetadores de aleación de titanio se utilizan ampliamente en aviones de combate militares y aviones de transporte como F-16, F-18, F-35, F-22, C-17, etc., y [1-3] ha logrado buenos resultados, F -15. Los sujetadores de aleación de titanio para aviones de combate representan el 73% del total de sujetadores de aviones. Los pasadores de aleación de titanio 423000 y los pernos de aleación de titanio 241000 se utilizan en grandes aviones de transporte militar C-17. Después de utilizar sujetadores de aleación de titanio BT16 de 940 kg en aviones de pasajeros con figura 204, el peso del avión se reduce a 688 kg. Después de que los sujetadores de aleación de titanio se utilizan en aviones Boeing 747 en lugar de sujetadores de acero de aleación, el peso total de una sola máquina se reduce en 1814 kg [2]. Los sujetadores de aleación de titanio para aviones de combate representan el 73% del total de sujetadores de aviones. Los pasadores de aleación de titanio 423000 y los pernos de aleación de titanio 241000 se utilizan en grandes aviones de transporte militar C-17. Después de utilizar sujetadores de aleación de titanio BT16 de 940 kg en aviones de pasajeros con figura 204, el peso del avión se reduce a 688 kg. Después de utilizar sujetadores de aleación de titanio en aviones Boeing 747 en lugar de sujetadores de acero aleado, el peso total de una sola máquina se reduce en 1814 kg [2]. Los sujetadores de aleación de titanio para aviones de combate representan el 73% del total de sujetadores de aviones. Los pasadores de aleación de titanio 423000 y los pernos de aleación de titanio 241000 se utilizan en grandes aviones de transporte militar C-17. Después de utilizar sujetadores de aleación de titanio BT16 de 940 kg en aviones de pasajeros con figura 204, el peso del avión se reduce a 688 kg. Después de que los sujetadores de aleación de titanio se utilizan en aviones Boeing 747 en lugar de sujetadores de acero de aleación, el peso total de una sola máquina se reduce en 1814 kg [2].
En los últimos años, los sujetadores de aleación de acero de los aviones militares y civiles estadounidenses han sido básicamente reemplazados por sujetadores de aleación de titanio. Sin embargo, el desarrollo de la tecnología de materiales de aleación de titanio para sujetadores aeroespaciales en China es relativamente tardío y depende de las importaciones durante mucho tiempo. Con la aceleración del proceso de localización de la aleación de titanio para sujetadores, los materiales de aleación de titanio para sujetadores se peinan aún más.
Y el desarrollo de la tecnología es muy necesario.
Sobre la base de la revisión del estado de aplicación de los sujetadores de aleación de titanio en el país y en el extranjero, este documento compara y analiza las características de rendimiento de los materiales de aleación de titanio para los sujetadores. En combinación con los requisitos de los aviones avanzados para sujetadores de alto rendimiento, se introducen varios materiales de aleación de titanio de alta resistencia y dureza para sujetadores y tecnología de procesamiento de sujetadores.
Desarrollo y aplicación de aleación de titanio para sujetadores.
1.1 desarrollo y aplicación de aleación de titanio para sujetadores en el extranjero
Los pernos se utilizan ampliamente en sujetadores. La resistencia al corte y la resistencia a la tracción de los pernos de aleación de titanio deben alcanzar el nivel del acero de alta resistencia 30CrMnSiA. El primer uso de sujetadores de aleación de titanio se remonta a la década de 1950. Estados Unidos utilizó por primera vez pernos Ti-6Al-4V (ti-64) en bombarderos B-52 y logró un efecto de reducción de peso significativo [4]. El Ti-64 tiene propiedades de baja densidad, buena resistencia y fatiga, una composición de aleación simple y productos semiacabados de bajo costo, por lo que ha sido ampliamente utilizado y desarrollado. En 1955, se utilizó 1 millón de pernos de aleación de titanio ti-64, y en 1958, se utilizaron 20 millones de pernos, que gradualmente se convirtieron en los principales materiales de fijación utilizados en los departamentos aeroespaciales de los Estados Unidos y Europa Occidental. Sin embargo, la plasticidad en frío del ti-64 es muy pobre, y la formación de sus sujetadores solo puede causar alteraciones en caliente. y se necesitan equipos especiales como solución de vacío (enfriamiento por agua), envejecimiento y otros equipos especiales, por lo que se incrementa el costo de producción. Al mismo tiempo, debido a la mala templabilidad y al fracaso para asegurar la consistencia del rendimiento en secciones transversales grandes, el tamaño del perno es limitado, que generalmente no excede φ 19 mm. Posteriormente, Estados Unidos comenzó a usar ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr (β - C) para preparar sujetadores con un nivel de resistencia de 1150mpa, y debido a su buena templabilidad, puede producir sujetadores de gran tamaño con un diámetro de 38 mm [5]. que generalmente no supera los φ 19 mm. Posteriormente, Estados Unidos comenzó a usar ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr (β - C) para preparar sujetadores con un nivel de resistencia de 1150mpa, y debido a su buena templabilidad, puede producir sujetadores de gran tamaño con un diámetro de 38 mm [5]. que generalmente no supera los φ 19 mm. Posteriormente, Estados Unidos comenzó a usar ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr (β - C) para preparar sujetadores con un nivel de resistencia de 1150mpa, y debido a su buena templabilidad, puede producir sujetadores de gran tamaño con un diámetro de 38 mm [5].
BT16 (Ti-3Al-5Mo-4.5V) es el principal elemento de sujeción en Rusia. El nivel de resistencia de la aleación de titanio de alta resistencia tipo α + β es 1030mpa. Los principales productos semiacabados son las barras laminadas en caliente y las varillas y alambres pulidos para partida en frío. Se utilizan principalmente para fabricar sujetadores, como pernos, tornillos, tuercas y remaches. La temperatura máxima de trabajo es de 350 ℃. La resistencia de la aleación de titanio BT16 en estado de envejecimiento en solución es ligeramente menor que la de la aleación ti-64. La principal ventaja de la aleación de titanio BT16 es que se puede alterar en frío en el estado de recocido, lo que mejora significativamente la eficiencia de producción [6-7]. Por lo tanto, el sujetador BT16 fabricado por deformación en frío se ha utilizado ampliamente en la industria de fabricación de maquinaria de Rusia y se ha convertido en el principal material estándar utilizado en el sector aeroespacial ruso.
Con la promoción del A380 y otras aeronaves civiles avanzadas, los países europeos y americanos han comenzado a estudiar sujetadores de alta resistencia que pueden reemplazar las superaleaciones Inconel718, a286 y mp35n. Las aleaciones candidatas incluyen aleaciones de titanio como β - LCB, ti-153, β 21s y ti-3553. Sin embargo, no hay ningún informe sobre su aplicación práctica en sujetadores.
