I materiali in lega di titanio svolgono un ruolo cruciale nella produzione di elementi di fissaggio, poiché sono strettamente legati ai processi di fabbricazione e ai requisiti di utilizzo.
I processi di produzione degli elementi di fissaggio in lega di titanio comprendono tre aspetti principali: deformazione plastica, miglioramento della superficie e lavorazione. Le tecniche di deformazione plastica includono processi come la pressatura, la riduzione del collo e la rullatura del filo. Il miglioramento della superficie implica il rafforzamento di aree come le superfici portanti del carico dei bulloni-e le regioni di transizione delle aste. Vengono utilizzate anche tecniche di lavorazione meccanica come tornitura, fresatura e rettifica.
La scelta dei materiali in lega di titanio per gli elementi di fissaggio dipende dalle loro applicazioni specifiche e dai corrispondenti requisiti prestazionali. Ad esempio, i rivetti richiedono un'elevata plasticità a causa della necessità di formare una o entrambe le estremità durante l'installazione. D'altra parte, i bulloni in genere richiedono un'elevata resistenza, paragonabile a quella dell'acciaio legato ad alta resistenza (ad esempio 30CrMnSiA), quindi spesso utilizzano leghe di titanio ad alta resistenza.
I materiali in lega di titanio per elementi di fissaggio possono essere classificati a grandi linee in tre tipi: titanio puro industriale, leghe di tipo (+)- e leghe di tipo -. Il titanio puro industriale comprende principalmente TA1 e TA2. ( + )Le leghe di tipo -comprendono TC4, TC6, Ti-662, tra le altre, le leghe di tipo . -sono costituite principalmente da leghe di titanio di tipo -metastabili, dove l'equivalente in molibdeno è generalmente intorno al 10%. Le leghe quasi-beta con equivalenti di molibdeno inferiori al 10% mostrano effetti di rafforzamento insufficienti durante il trattamento termico, mentre le leghe di tipo -stabili con equivalenti di molibdeno superiori al 10% mostrano un'elevata stabilità di fase -, rendendole difficili da decomporre. Pertanto, le leghe di titanio di tipo - metastabili mostrano gli effetti di rafforzamento più pronunciati. Inoltre, le leghe di titanio di tipo - metastabile possiedono un'eccellente formabilità a freddo, consentendo la deformazione a freddo senza la necessità di apparecchiature di riscaldamento specializzate e mezzi di protezione dai gas. Ciò si traduce in elevata efficienza produttiva, utilizzo del materiale, precisione dimensionale e qualità della superficie per gli elementi di fissaggio formati. Al contrario, gli elementi di fissaggio in lega di titanio di tipo (+)- possono essere prodotti solo tramite processi di stampaggio a caldo, che richiedono apparecchiature di riscaldamento e mezzi di gas dedicati, con conseguente riduzione dell'efficienza produttiva, dell'utilizzo dei materiali e potenziali problemi di non uniformità della temperatura.
Per i rivetti realizzati in titanio puro, la resistenza alla trazione supera tipicamente 350 MPa, mentre la resistenza al taglio varia da 240 a 350 MPa. I rivetti realizzati con leghe di tipo (+)- vengono utilizzati allo stato ricotto, mentre quelli realizzati con leghe di tipo - vengono utilizzati in condizioni trattate in soluzione-. Entrambi i tipi di leghe presentano resistenze a trazione simili di 800-950 MPa e resistenze a taglio superiori a 600 MPa.
I materiali in lega di titanio per bulloni, ad eccezione del TC4, sono costituiti prevalentemente da leghe di tipo -metastabili, utilizzate in condizioni trattate in soluzione-e invecchiate. Ad eccezione delle leghe TB8, TB9 e Ti-555, che possono raggiungere resistenze a trazione superiori a 1.200 MPa, la maggior parte delle leghe di titanio mostrano resistenze a trazione intorno a 1.100 MPa e resistenze a taglio comprese tra 650 e 700 MPa.
