航空航天用钛标准件的主要牌号及力学性能

标准件用钛合金材料与标准件的制造工艺和用途密切相关。一方面，钛合金标准件的制造工艺主要包括3部分：首先，塑性变形，例如顶镦、减径和滚螺纹等；其次，表面强化，例如螺栓承力面与直杆过渡区的强化等；最后，机械加工，例如车、铣和磨等。

另一方面，钛标准件的用途不同，所需材料的性能要求也不同，这就需要使用不同的钛合金材料。以铆钉和螺栓为例，铆钉在安装过程中需要一端或者两端头，所以铆接过程对材料的塑性要求较高。螺栓一般要求具有较高的强度，其强度水平与30CrMnSiA高强度合金钢接近， 所以通常采用高强钛合金材料。综合以上两方面的因素，标准件用钛合金材料也主要分为工业纯钛、(α+B)型和β型钛合金三类，具体见表2。由表2可知，工业纯钛主要是TA1和TA2.(α+B)型钛合金主要包括TC4，TC6和Ti-662等。β型钛合金以亚稳定β型钛合金为主，这是因为亚稳定β型钛合金钼当量一般在10%左右。钼当量小于10%的近：型钛合金热处理强化效果不足；钼当量大于10%的稳定β型钛合金在时效热处理过程中，B相稳定性会较高，难以分解，所以亚稳定β型钛合金材料的强化效果最明显。

此外，亚稳定β型钛合金具有优异的冷成形性，可以进行冷镦，避免采用专业的加热设备和气体保护介质，生产效率和材料利用率高，成形后的标准件尺寸精度高、表面质量好。而(α+β)型钛合金标准件只能采用热敏成形，需要专门的加热设备和气体介质，生产效率和材料利用率低，也容易出现加热温度不均匀的现象。

表3和表4分别列出了铆钉和螺栓用钛合金材 料的力学性能。由表3可知，铆钉用纯钛抗拉强度在 350MPa以上， 剪切强度在240~350MPa； (α+B) 型 钛合金铆钉以退火态使用，β型钛合金在固溶态 使用，且两种合金的抗拉强度基本相同，为800~ 950MPa， 剪切强度在600MPa以上。螺栓用钛合金 材料除了TC4钛合金以外，全部是亚稳定：型钛合 金，且都在固溶+时效态使用，除了TB8，TB9和 Ti-555合金材料的抗拉强度能达到1200MPa以上， 大部分β型钛合金的抗拉强度一般都为1100MPa  左右， 剪切强度为650~700MPa。