Le statut de développement de l'alliage de titane pour l'attache d'aviation est introduit
Les fixations en alliage de titane sont largement utilisées dans l'aérospatiale en raison de leur faible densité, de leur haute résistance spécifique et de leur résistance à la corrosion. L'état du développement des matériaux en alliage de titane pour les fixations d'aviation est passé en revue. Combiné au développement de l'alliage de titane pour les éléments de fixation, l'état d'application de l'alliage de titane pour les éléments de fixation dans le pays et à l'étranger est introduit, et les caractéristiques de performance des matériaux en alliage de titane pour les éléments de fixation sont comparées et analysées. Dans le même temps, combinés aux exigences des avions de pointe pour les fixations haute performance, plusieurs alliages de titane à haute résistance et ténacité pour les fixations et leur technologie de traitement des fixations sont introduits.
Les boulons, goujons, vis, écrous, rondelles, goupilles, rivets et autres attaches sont largement utilisés dans les avions. Le nombre de fixations et d'éléments élastiques utilisés dans un avion est aussi petit que plusieurs centaines de milliers, voire plusieurs millions. Par exemple, le nombre d'attaches utilisées dans un avion russe il-96 est de 142000, celui d'un seul passager aérien A380 est supérieur à 1 million et celui du Boeing 787 est supérieur à 1 million Il y a eu des incidents de retard de livraison en raison de pénurie de fixations. Avec l'amélioration de la nature avancée des avions, les exigences en matière de matériaux de fixation sont de plus en plus élevées. L'alliage de titane avec une perte de poids élevée, une résistance à la corrosion, des propriétés non magnétiques et une bonne compatibilité avec les composites est devenu le premier choix pour les matériaux de fixation avancés pour les avions. Les attaches en alliage de titane sont largement utilisées dans les avions de combat militaires et les avions de transport tels que F-16, F-18, F-35, F-22, C-17 et ainsi de suite, et [1-3] a obtenu de bons résultats, F -15. Les fixations en alliage de titane pour avions de combat représentent 73% de l'ensemble des fixations des avions. 423000 broches en alliage de titane et 241000 boulons en alliage de titane sont utilisés dans les grands avions de transport militaire C-17. Une fois que des éléments de fixation en alliage de titane BT16 de 940 kg ont été utilisés dans les avions passagers de la figure 204, le poids de l'avion est réduit à 688 kg. Une fois que des éléments de fixation en alliage de titane ont été utilisés dans les avions Boeing 747 au lieu d'éléments de fixation en acier allié, le poids total d'une seule machine est réduit de 1814 kg [2]. Les fixations en alliage de titane pour avions de combat représentent 73% de l'ensemble des fixations des avions. 423000 broches en alliage de titane et 241000 boulons en alliage de titane sont utilisés dans les gros avions de transport militaire C-17. Une fois que des éléments de fixation en alliage de titane BT16 de 940 kg ont été utilisés dans les avions passagers de la figure 204, le poids de l'avion est réduit à 688 kg. Une fois que des éléments de fixation en alliage de titane ont été utilisés dans les avions Boeing 747 au lieu d'éléments de fixation en acier allié, le poids total d'une seule machine est réduit de 1814 kg [2]. Les fixations en alliage de titane pour avions de combat représentent 73% de l'ensemble des fixations de l'avion. 423000 broches en alliage de titane et 241000 boulons en alliage de titane sont utilisés dans les gros avions de transport militaire C-17. Une fois que des éléments de fixation en alliage de titane BT16 de 940 kg ont été utilisés dans les avions passagers de la figure 204, le poids de l'avion est réduit à 688 kg. Une fois que des éléments de fixation en alliage de titane ont été utilisés dans les avions Boeing 747 au lieu d'éléments de fixation en acier allié, le poids total d'une seule machine est réduit de 1814 kg [2].
Ces dernières années, les fixations en acier allié des avions militaires et civils américains ont été essentiellement remplacées par des fixations en alliage de titane. Cependant, le développement technologique des matériaux en alliage de titane pour les fixations aérospatiales en Chine est relativement tardif et repose sur les importations depuis longtemps. Avec l'accélération du processus de localisation de l'alliage de titane pour les éléments de fixation, les matériaux en alliage de titane pour les éléments de fixation sont davantage peignés
Et le développement de la technologie est très nécessaire.
Sur la base de l'examen du statut d'application des éléments de fixation en alliage de titane au pays et à l'étranger, cet article compare et analyse les caractéristiques de performance des matériaux en alliage de titane pour les éléments de fixation. Combinés aux exigences des avions de pointe pour les fixations haute performance, plusieurs matériaux en alliage de titane à haute résistance et ténacité pour les fixations et la technologie de traitement des fixations sont introduits.
Développement et application d'alliage de titane pour les fixations
1.1 Développement et application de l'alliage de titane pour les fixations à l'étranger
Les boulons sont largement utilisés dans les fixations. La résistance au cisaillement et la résistance à la traction des boulons en alliage de titane doivent atteindre le niveau de l'acier à haute résistance 30CrMnSiA. La première utilisation d'attaches en alliage de titane remonte aux années 1950. Les États-Unis ont d'abord utilisé des boulons Ti-6Al-4V (ti-64) sur les bombardiers B-52 et ont obtenu un effet de réduction de poids significatif [4]. Ti-64 a une faible densité, de bonnes propriétés de résistance et de fatigue, une composition d'alliage simple et un faible coût des produits semi-finis, il a donc été largement utilisé et développé. En 1955, 1 million de boulons en alliage de titane ti-64 ont été utilisés, et en 1958, 20 millions de boulons ont été utilisés, et sont progressivement devenus les principaux matériaux de fixation utilisés dans les départements aérospatiaux des États-Unis et d'Europe occidentale. Cependant, la plasticité à froid du ti-64 est très médiocre, et sa formation de fixation ne peut être qu'un refoulement à chaud, et des équipements spéciaux tels qu'une solution sous vide (refroidissement par eau), le vieillissement et d'autres équipements spéciaux sont nécessaires, de sorte que le coût de production est augmenté. Dans le même temps, en raison de la faible trempabilité et du fait de ne pas garantir la cohérence des performances sous une grande section, la taille du boulon est limitée, qui ne dépasse généralement pas φ 19 mm. Par la suite, les États-Unis ont commencé à utiliser ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr (β - C) pour préparer des attaches avec un niveau de résistance de 1150mpa, et en raison de sa bonne trempabilité, il peut produire des attaches de grande taille avec un diamètre de 38 mm [5]. qui ne dépasse généralement pas φ 19 mm. Par la suite, les États-Unis ont commencé à utiliser ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr (β - C) pour préparer des attaches avec un niveau de résistance de 1150mpa, et en raison de sa bonne trempabilité, il peut produire des attaches de grande taille avec un diamètre de 38 mm [5]. qui ne dépasse généralement pas φ 19 mm. Par la suite, les États-Unis ont commencé à utiliser ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr (β - C) pour préparer des attaches avec un niveau de résistance de 1150mpa, et en raison de sa bonne trempabilité, il peut produire des attaches de grande taille avec un diamètre de 38 mm [5].
BT16 (Ti-3Al-5Mo-4.5V) est le principal élément de fixation en Russie. Le niveau de résistance de l'alliage de titane haute résistance de type α + β est de 1030mpa. Les principaux produits semi-finis sont les barres laminées à chaud et les tiges et fils polis pour frappe à froid. Ils sont principalement utilisés pour fabriquer des éléments de fixation, tels que des boulons, des vis, des écrous et des rivets. La température maximale de travail est de 350 ℃. La résistance de l'alliage de titane BT16 à l'état de vieillissement en solution est légèrement inférieure à celle de l'alliage ti-64. Le principal avantage de l'alliage de titane BT16 est qu'il peut être bouleversé à froid à l'état de recuit, ce qui améliore considérablement l'efficacité de la production [6-7]. Par conséquent, l'attache BT16 fabriquée par déformation à froid a été largement utilisée dans l'industrie de fabrication de machines en Russie et est devenue le principal matériau standard utilisé dans le secteur aérospatial russe.
Avec la promotion de l'A380 et d'autres avions civils avancés, les pays européens et américains ont commencé à étudier les fixations à haute résistance qui peuvent remplacer les superalliages Inconel718, a286 et mp35n. Les alliages candidats comprennent des alliages de titane tels que le β-LCB, le ti-153, le β 21s et le ti-3553. Cependant, il n'y a pas de rapport sur leur application pratique dans les éléments de fixation.
