Titanyum alaşımlı malzemeler, bağlantı elemanlarının üretiminde, üretim süreçleri ve kullanım gereksinimleriyle yakından ilişkili olduğundan önemli bir rol oynar.
Titanyum alaşımlı bağlantı elemanlarının üretim süreçleri üç ana yönü kapsar: plastik deformasyon, yüzey iyileştirme ve işleme. Plastik deformasyon teknikleri, dövme, daraltma ve diş açma gibi süreçleri içerir. Yüzey iyileştirme, cıvata yük taşıyan yüzeyler ve çubuk geçiş bölgeleri gibi alanların güçlendirilmesini içerir. Tornalama, frezeleme ve taşlama gibi mekanik işleme teknikleri de kullanılır.
Bağlantı elemanları için titanyum alaşımlı malzemelerin seçimi, bunların özel uygulamalarına ve ilgili performans gereksinimlerine bağlıdır. Örneğin, perçinler, montaj sırasında bir veya her iki ucun oluşturulması gereği nedeniyle yüksek plastisite gerektirir. Öte yandan, cıvatalar genellikle yüksek mukavemetli alaşımlı çeliğe (örneğin, 30CrMnSiA) kıyasla yüksek mukavemet gerektirir, bu nedenle sıklıkla yüksek mukavemetli titanyum alaşımları kullanılır.
Bağlantı elemanları için titanyum alaşımlı malzemeler genel olarak üç türe ayrılabilir: endüstriyel saf titanyum, (+)-tipi alaşımlar ve -tipi alaşımlar. Endüstriyel saf titanyum esas olarak TA1 ve TA2'yi içerir. (+)-tipi alaşımlar diğerlerinin yanı sıra TC4, TC6, Ti-662'u kapsar. -tipi alaşımlar esas olarak, molibden eşdeğerinin tipik olarak %10 civarında olduğu metastabil -tipi titanyum alaşımlarından oluşur. %10'un altında molibden eşdeğerine sahip betaya yakın alaşımlar ısıl işlem sırasında yetersiz güçlendirme etkileri gösterirken, %10'un üzerinde molibden eşdeğerine sahip stabil -tipi alaşımlar yüksek -faz kararlılığı gösterir ve bu da ayrışmalarını zorlaştırır. Bu nedenle, metastabil -tipi titanyum alaşımları en belirgin güçlendirme etkilerini gösterir. Ek olarak, metastabil -tipi titanyum alaşımları mükemmel soğuk şekillendirilebilirliğe sahiptir ve özel ısıtma ekipmanı ve gaz koruma ortamına ihtiyaç duymadan soğuk şekillendirmeye izin verir. Bu, şekillendirilmiş bağlantı elemanları için yüksek üretim verimliliği, malzeme kullanımı, boyutsal hassasiyet ve yüzey kalitesi ile sonuçlanır. Buna karşılık, (+) tipi titanyum alaşımlı bağlantı elemanları yalnızca sıcak başlık işlemleriyle üretilebilir, bu da özel ısıtma ekipmanı ve gaz ortamı gerektirir ve bu da daha düşük üretim verimliliğine, malzeme kullanımına ve potansiyel sıcaklık dengesizliği sorunlarına yol açar.
Saf titanyumdan yapılmış perçinler için çekme dayanımı tipik olarak 350 MPa'yı aşarken, kesme dayanımı 240 ila 350 MPa arasında değişir. (+)-tipi alaşımlardan yapılmış perçinler tavlanmış durumlarda kullanılırken, -tipi alaşımlardan yapılmış olanlar çözeltiyle işlenmiş koşullarda kullanılır. Her iki alaşım türü de 800-950 MPa'lık benzer çekme dayanımları ve 600 MPa'yı aşan kesme dayanımları sergiler.
Cıvatalar için titanyum alaşımlı malzemeler, TC4 hariç, çoğunlukla çözeltiyle işlenmiş ve yaşlandırılmış koşullarda kullanılan metastabil -tip alaşımlardan oluşur. 1.200 MPa'nın üzerinde çekme dayanımları elde edebilen TB8, TB9 ve Ti-555 alaşımları hariç, çoğu -tip titanyum alaşımı yaklaşık 1.100 MPa çekme dayanımı ve 650 ila 700 MPa arasında değişen kesme dayanımları sergiler.
