Titanlegeringsmaterial spelar en avgörande roll vid tillverkningen av fästelement, eftersom de är nära knutna till tillverkningsprocesserna och användningskraven.
Tillverkningsprocesserna för fästelement av titanlegering omfattar tre huvudaspekter: plastisk deformation, ytförbättring och bearbetning. Tekniker för plastisk deformation inkluderar processer som sänkning, nedskärning och trådrullning. Ytförbättring innebär att förstärka områden som bultbärande ytor och stavövergångsområden. Mekaniska bearbetningstekniker som svarvning, fräsning och slipning används också.
Valet av titanlegeringsmaterial för fästelement beror på deras specifika applikationer och motsvarande prestandakrav. Nitar kräver till exempel hög plasticitet på grund av behovet av att forma en eller båda ändarna under installationen. Å andra sidan kräver bultar vanligtvis hög hållfasthet, jämförbar med den hos höghållfast legerat stål (t.ex. 30CrMnSiA), och använder därför ofta höghållfasta titanlegeringar.
Titanlegeringsmaterial för fästelement kan brett kategoriseras i tre typer: industriell ren titan, (+)-typ legeringar och -typ legeringar. Industriell ren titan inkluderar främst TA1 och TA2. Legeringar av (+)-typ omfattar bland annat TC4, TC6, Ti-662. -legeringar består huvudsakligen av titanlegeringar av metastabil typ, där molybdenekvivalenten typiskt är cirka 10 %. Nära-beta-legeringar med molybdenekvivalenter under 10 % uppvisar otillräckliga stärkande effekter under värmebehandling, medan legeringar av stabil typ med molybdenekvivalenter över 10 % uppvisar högfasstabilitet, vilket gör dem utmanande att bryta ned. Därför uppvisar titanlegeringar av metastabil typ de mest uttalade stärkande effekterna. Dessutom har titanlegeringar av metastabil typ utmärkt kallformbarhet, vilket möjliggör kall riktning utan behov av specialiserad värmeutrustning och gasskyddsmedia. Detta resulterar i hög produktionseffektivitet, materialutnyttjande, dimensionell precision och ytkvalitet för formade fästelement. Däremot kan fästelement av titanlegering av (+)-typ endast tillverkas genom processer med heta rubriker, vilket kräver särskild uppvärmningsutrustning och gasmedier, vilket leder till lägre produktionseffektivitet, materialutnyttjande och potentiella problem med temperaturojämnhet.
För nitar gjorda av rent titan överstiger draghållfastheten vanligtvis 350 MPa, medan skjuvhållfastheten varierar från 240 till 350 MPa. Nitar gjorda av legeringar av (+)-typ används i glödgade tillstånd, medan nitar gjorda av legeringar av typ (+) används i lösningsbehandlade förhållanden. Båda legeringstyperna uppvisar liknande draghållfastheter på 800-950 MPa och skjuvhållfastheter som överstiger 600 MPa.
Titanlegeringsmaterial för bultar, förutom TC4, består till övervägande del av legeringar av metastabil typ, som används i lösningsbehandlade och åldrade förhållanden. Med undantag för TB8-, TB9- och Ti-555-legeringar, som kan uppnå draghållfastheter över 1 200 MPa, uppvisar de flesta titanlegeringar draghållfastheter runt 1 100 MPa och skjuvhållfastheter från 650 till 700 MPa.
