Материалы из титановых сплавов играют решающую роль в производстве крепежных изделий, поскольку они тесно связаны с производственными процессами и требованиями использования.
Процессы производства крепежных деталей из титановых сплавов включают три основных аспекта: пластическую деформацию, улучшение поверхности и механическую обработку. Методы пластической деформации включают такие процессы, как обжимка, сужение и накатывание резьбы. Улучшение поверхности включает усиление таких участков, как несущие поверхности болтов-и переходные области стержней. Также используются такие методы механической обработки, как точение, фрезерование и шлифование.
Выбор материалов из титановых сплавов для крепежных изделий зависит от их конкретного применения и соответствующих требований к эксплуатационным характеристикам. Например, заклепки требуют высокой пластичности из-за необходимости формирования одного или обоих концов при установке. С другой стороны, болты обычно требуют высокой прочности, сравнимой с прочностью высокопрочных-легированных сталей (например, 30CrMnSiA), поэтому часто используются высоко-титановые сплавы.
Материалы из титановых сплавов для крепежа можно разделить на три типа: промышленный чистый титан, сплавы типа ( + )- и сплавы типа -. Промышленный чистый титан в основном включает ТА1 и ТА2. ( + )-сплавы типа включают TC4, TC6, Ti-662, среди других. -сплавы типа в основном состоят из метастабильных титановых сплавов -типа, где эквивалент молибдена обычно составляет около 10%. Сплавы, близкие к -бета-сплавам с эквивалентами молибдена ниже 10 %, демонстрируют недостаточный упрочняющий эффект во время термообработки, в то время как стабильные сплавы типа - с эквивалентами молибдена выше 10 % демонстрируют высокую фазовую стабильность -, что затрудняет их разложение. Таким образом, метастабильные титановые сплавы типа - проявляют наиболее выраженный упрочняющий эффект. Кроме того, метастабильные титановые сплавы типа - обладают превосходной способностью к холодной штамповке, что позволяет осуществлять холодную высадку без необходимости использования специального нагревательного оборудования и средств газовой защиты. Это приводит к высокой эффективности производства, использованию материала, точности размеров и качеству поверхности формованных крепежных изделий. Напротив, крепежные детали из титанового сплава типа ( + )- можно производить только с помощью процессов горячей высадки, для чего требуется специальное нагревательное оборудование и газовая среда, что приводит к снижению эффективности производства, использованию материала и потенциальным проблемам с неравномерностью температуры.
Для заклепок из чистого титана прочность на разрыв обычно превышает 350 МПа, а прочность на сдвиг составляет от 240 до 350 МПа. Заклепки из сплавов типа ( + )-применяются в отожженном состоянии, а из сплавов типа -— в обработанном на растворе-состоянии. Оба типа сплавов имеют одинаковую прочность на растяжение 800-950 МПа и прочность на сдвиг, превышающую 600 МПа.
Материалы из титановых сплавов для болтов, за исключением TC4, преимущественно состоят из метастабильных сплавов типа -, используемых в условиях обработки раствором- и старения. За исключением сплавов TB8, TB9 и Ti-555, предел прочности которых может достигать более 1200 МПа, большинство титановых сплавов -типа демонстрируют прочность на разрыв около 1100 МПа и прочность на сдвиг в диапазоне от 650 до 700 МПа.
