鈦合金的密度通常約為4.5g / cm3,僅為鋼的60%。純鈦的強度接近普通鋼。一些高強度鈦合金的強度超過許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強度。因此,鈦合金的比強度(強度/密度)比其他金屬結(jié)構(gòu)材料大得多,并且可以制造具有高單位強度,良好的剛度和重量輕的零件和組件。目前,鈦合金用于飛機發(fā)動機部件,骨架,蒙皮,緊固件和起落架。
鈦合金在苛刻的環(huán)境中表現(xiàn)出優(yōu)異的耐腐蝕性,這是其在化學(xué)設(shè)備制造中使用的主要原因。它具有良好的高低溫特性,不可磁化性以及低導(dǎo)熱性和熱膨脹系數(shù)。不利的一面是,鈦緊固件很難加工。而且,當(dāng)安裝并鎖定螺紋緊固件時,螺紋很容易被劃傷或卡住。以下是一些鈦合金在中等高溫下對應(yīng)力腐蝕敏感的示例。但是可以通過一些特殊的技術(shù)來緩解這種情況。
純鈦不可熱處理。一般而言,幾乎沒有緊固件使用純鈦作為原材料。鈦合金有很多,其中大多數(shù)是獨家出售的。研究表明,只有一小部分刨光鈦合金適合用于制造螺紋緊固件。Ti-6Al-4V是一種重型合金。該鈦合金緊固件的最小拉伸強度為135,000 psi,具有高強度和令人滿意的韌性。Ti-6Al-4Mn具有良好的抗蠕變性,并且易于鑄造。其強度特性與Ti-6Al-4V合金相當(dāng),但韌性稍差。Ti-1Al-8V-5Fe的拉伸強度約為200,000 psi。夸張的是其出色的強度質(zhì)量比。這種合金制成的緊固件的緊固力與抗拉強度為350,000 psi的相同質(zhì)量的鋼緊固件的緊固力相等。緊固件制造中有時會使用其他兩種鈦合金-Ti-6Al-12Zr和Ti-6Al-6V-2Sn。
鈦最吸引人的特點是其極高的強度質(zhì)量比。它們的質(zhì)量僅為同等體積鋼的57%,但強度卻與熱處理的鐵碳合金相當(dāng)。鈦是航空航天,噴氣飛機和導(dǎo)彈的理想材料。但是其最大的缺點是成本高。除非沒有其他選擇,否則不建議使用鈦作為緊固件。