KR101847667B1 - 고강도 알파／베타 티타늄 합금 패스너 및 패스너 스톡 - Google Patents

고강도 알파／베타 티타늄 합금 패스너 및 패스너 스톡 Download PDF

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Abstract

알루미늄 3.9 내지 4.5; 바나듐 2.2 내지 3.0; 철 1.2 내지 1.8; 산소 0.24 내지 0.3; 탄소 0.08 이하; 질소 0.05 이하; 티타늄; 및 총 0.3 이하의 기타 원소들을 중량%로 포함하는 알파/베타 티타늄 합금을 포함하는 티타늄 합금 패스너 및 티타늄 합금 패스너 스톡로부터 선택된 제조 물품. 특정 양태에서, 제조 물품은 적어도 170 ksi(1,172 MPa)의 극단 인장 강도 및 적어도 103 ksi(710.2 MPa)의 이면 전단 강도를 갖는다. 알파/베타 합금을 포함하는 티타늄 합금 패스너 및 티타늄 합금 패스너 스톡의 제조방법이 기재되어 있다.

Description

고강도 알파／베타 티타늄 합금 패스너 및 패스너 스톡{HIGH STRENGTH ALPHA/BETA TITANIUM ALLOY FASTENERS AND FASTENER STOCK}
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2010년 9월 23일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "고강도 알파/베타 티타늄 합금 패스너 및 패스너 스톡"인, 동시계류중인 미국 특허 출원 제12/888,699호로부터 35 U.S.C.§120하에 우선권을 주장하는 부분 계속 출원이며, 이의 전문이 본원에 참조로 인용되어 있다.
기술 분야
본 개시내용은 기계적 패스너(fastener) 및 패스너 스톡, 특히 알파/베타 티타늄 합금을 포함하는 패스너 및 패스너 스톡에 관한 것이다.
기술의 배경 설명
티타늄 합금은 통상적으로 중량 대비 높은 강도(high strength-to-weight ratio)를 나타내며, 내부식성이며, 적당한 고온에서 내크립성(resistant to creep)이다. 이러한 이유로, 티타늄 합금은, 예를 들면, 착륙 장치 부재들, 엔진 프레임들 및 기계적 패스너들을 포함하는 항공우주 산업 및 항공기 용도에 사용된다.
항공기의 중량의 감소는 연료 절감을 초래하여 항공기 중량을 감소시키기 위한 항공우주 산업에서 강력한 추진력이 된다. 티타늄 및 티타늄 합금은 이들의 중량 대비 고강도로 인해 항공기 용도에서 중량 감소를 달성시키기 위한 매력적인 재료이다. 현재, 티타늄 합금 패스너는 덜 요구되는 항공우주 산업 용도에 사용된다. 티타늄 합금이 상기 용도의 특정 기계적 요건들을 충족시키기에 충분한 강도를 나타내지 않는 특정 항공우주 산업 용도에서, 무거운 철 및 니켈계 합금 패스너가 사용된다.
항공우주 산업 용도에 사용된 대부분의 티타늄 합금 부품들은 알파/베타 티타늄 합금인, Ti-6Al-4V 합금(ASTM 등급 5; UNS R56400; AMS 4965)으로부터 제조된다. 좁은 직경 Ti-6Al-4V 패스너 스톡, 즉, 직경이 0.5 인치(1.27 cm) 미만인 패스너 스톡에 대한 통상적인 최소 사양은 ASTM E8 / E8M - 09 ("Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials" ASTM International, 2009)에 따라 측정된 바와 같이 170 ksi(1,172 MPa) 극단 인장 강도(ultimate tensile strength: UTS), 및 NASM 1312-13("Method 13-Double Shear", Aerospace Industries Association - National Aerospace Standard (Metric), February 1 , 2003)에 따라 측정된 바와 같이 103 ksi(710 MPa) 이면 전단 강도(double shear strength: DSS)이다.
A286 철계 초내열 합금(iron-base superalloy)(UNS S66286)과 같은 철 및 니켈계 초내열 합금은 차상 타이어(tier)의 강도를 갖는 항공우주 산업 패스너 용도에 사용된 대표적인 재료이다. 냉간 인발되고 에이징된 A286 합금 패스너에 대한 통상적 특정 최소 강도는 180 ksi(1,241 MPa) UTS 및 108 ksi(744 MPa) DSS이다.
합금 718 니켈계 초내열 합금(N07718)은 최고 타이어의 강도를 나타내는 항공우주 산업 패스너에 사용된 재료이다. 냉간 인발되고 에이징된 합금 718 초내열 합금 패스너에 대한 통상적인 최소 사양은 220 ksi(1,517 MPa) UTS 및 120 ksi(827 MPa) DSS이다.
또한, 현재 사용되고 있거나 고강도 패스너 재료로서 사용하기 위해 고려중인 2종의 베타 티타늄 합금은 최소 180 ksi(1,241.1 MPa)의 극단 인장 강도 및 최소 108 ksi(744.6 MPa)의 DSS를 나타낸다. SPS 테크놀로지스(Jenkintown, PA)는 Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo 티타늄 합금(AMS 4958)의 화학에 따르는 최적화된 베타-티타늄 합금으로부터 제작된 티타늄 합금 패스너를 제공한다. SPS 볼트는 1 인치(2.54 cm) 이하의 직경에서 사용가능하다. 알코아 패스너 시스템(Alcoa Fastening Systems: AFS)은 거의 베타-티타늄 합금인, Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.5Fe 티타늄 합금(또한 Ti-5553으로 칭명됨; UNS 미지정)의 공칭 화학에 따르는 티타늄 합금으로부터 제조된 고강도 티타늄 패스너를 개발하였다. AFS Ti-5553 합금 패스너는 보고된 바에 의하면 190 ksi(1,309 MPa)의 인장 강도, 10% 초과의 연신율, 및 코팅되지 않은 부품에 대해 최소 113 ksi(779 MPa)의 DSS 및 코팅된 부품에 대해 최소 108 ksi(744 MPa)의 DSS를 나타낸다.
베타-티타늄 합금은 일반적으로 알파/베타 티타늄 합금과 비교하여 구성성분들의 가격을 증가시키고 가공을 증가시키는 높은 합금 함량을 포함한다. 베타-티타늄 합금은 또한 일반적으로 알파/베타 티타늄 합금보다 더 높은 밀도를 갖는다. 예를 들면, ATI 425® 알파/베타 티타늄 합금은 약 0.161 lbs/in3(4.5 g/cm3)의 밀도를 갖는 반면, 베타-티타늄 합금 Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo는 약 0.174 lbs/in3(4.8 g/cm3)의 밀도를 갖고, 거의 베타-티타늄 합금 Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.5Fe는 약 0.168 lbs/in3(4.7 g/cm3)의 밀도를 갖는다. 더 낮은 밀도의 티타늄 합금으로부터 제조된 패스너는 항공우주 산업 용도를 위해 추가의 중량 절감을 제공할 수 있다. 또한, 예를 들면, 알파/베타 티타늄 합금의 용체화 처리 및 에이징으로 수득된 바이모달 미세구조는 베타-티타늄 합금과 비교하여 고사이클 피로(high cycle fatigue)와 같은 향상된 기계적 특성들을 제공할 수 있다. 알파/베타 티타늄 합금은 또한 베타-티타늄 합금보다 더 높은 베타 트랜서스 온도(Tβ)를 갖는다. 예를 들면, ATI 425® 알파/베타 티타늄 합금의 Tβ는 약 1,800℉(982.2℃)인 반면, Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.5Fe 베타 티타늄 합금은 약 1,500℉(815.6℃)의 Tβ를 갖는다. 2가지 형태들의 티타늄 합금에 대한 Tβ의 차이로 인해 알파/베타 티타늄 합금에 대한 알파/베타 상 영역에서 열기계적 가공(thermomechanical processing) 및 열 처리에 대해 더 넓은 온도 윈도우(temperature window)를 가능하게 한다.
항공기 중량 감소를 통한 연로 소비 감소에 대한 지속적인 요구를 고려해볼 때, 항공우주 산업 용도를 위한 향상된 가벼운 패스너에 대한 요구가 존재한다. 특히, 이는 Ti-6Al-4V 알파/베타 티타늄 합금으로부터 제작된 현재 제공되는 항공우주 산업 패스너보다 고강도를 나타내는 가벼운 알파/베타 티타늄 합금 항공기 패스너 및 패스너 스톡을 제공하는데 이로울 것이다.
요약
본 개시내용에 따르는 비제한 양태에서, 티타늄 합금 패스너 및 티타늄 합금 패스너 스톡으로부터 선택된 제조 물품(article of manufacture)은 다음을 포함하는 알파/베타 티타늄 합금을 중량%로 포함한다: 알루미늄 3.9 내지 4.5; 바나듐 2.2 내지 3.0; 철 1.2 내지 1.8; 산소 0.24 내지 0.3; 탄소 0.08 이하; 질소 0.05 이하; 티타늄; 및 총 0.3 이하의 기타 원소들. 비제한 양태에서, 알파/베타 티타늄 합금 패스너 또는 패스너 스톡은 적어도 170 ksi(1,172 MPa)의 극단 인장 강도 및 적어도 103 ksi(710.2 MPa)의 이면 전단 강도를 나타낸다.
본 개시내용에 따르는 추가의 비제한 양태에서, 티타늄 합금 패스너 및 티타늄 합금 패스너 스톡으로부터 선택된 제조 물품은 다음과 같이 필수적으로 이루어진 알파/베타 티타늄 합금을 중량%로 포함한다: 알루미늄 3.9 내지 4.5; 바나듐 2.2 내지 3.0; 철 1.2 내지 1.8; 산소 0.24 내지 0.3; 탄소 0.08 이하; 질소 0.05 이하; 및 총 0.3 이하의 기타 원소들; 티타늄; 부수적인 불순물; 여기서, 기타 원소들은 주석, 지르코늄, 몰리브덴, 크롬, 니켈, 규소, 구리, 니오븀, 탄탈, 망간 및 코발트(여기서, 각각의 상기 원소의 중량%는 0.1 이하이다), 및 붕소 및 이트륨(여기서, 각각의 상기 원소의 중량%는 0.005 미만이다) 중의 하나 이상으로 필수적으로 이루어진다. 비제한 양태에서, 알파/베타 티타늄 합금 패스너 또는 패스너 스톡은 적어도 170 ksi(1,172 MPa)의 극단 인장 강도 및 적어도 103 ksi(710.2 MPa)의 이면 전단 강도를 나타낸다.
본 개시내용에 따르는 또 다른 비제한 양태에서, 티타늄 합금 패스너 스톡의 제조방법은 다음을 중량%로 포함하는 알파/베타 티타늄 합금을 제공하는 것을 포함한다: 알루미늄 3.9 내지 4.5; 바나듐 2.2 내지 3.0; 철 1.2 내지 1.8; 산소 0.24 내지 0.3; 탄소 0.08 이하; 질소 0.05 이하; 티타늄; 및 총 0.3 이하의 기타 원소들. 알파/베타 티타늄 합금은 열간 압연되고, 이후 1,200℉(648.9℃) 내지 1,400℉(760℃)의 범위의 아닐링 온도에서 1시간 내지 2시간 범위의 아닐링 시간 동안 아닐링된다. 아닐링 후, 알파/베타 티타늄 합금은 공랭되고, 이후 소정의 치수로 기계 가공(machining)된다. 이후, 알파/베타 티타늄 합금을 1,500℉(815.6℃) 내지 1,700℉(926.7℃) 범위의 용체화 처리 온도에서 0.5시간 내지 2시간 범위의 용체화 처리 시간 동안 용체화 처리한다. 용체화 처리 후, 알파/베타 티타늄 합금은 적어도 공랭만큼 빠른 냉각 속도로 냉각시킨 후, 800℉(426.7℃) 내지 1,000℉(537.8℃) 범위의 에이징 처리 온도에서 4시간 내지 16시간 범위의 에이징 시간 동안 에이징시킨다. 에이징 이후, 티타늄 합금은 공랭된다. 비제한 양태에서, 이전 방법 양태에 따라 제조된 알파/베타 티타늄 합금은 적어도 170 ksi(1,172 MPa)의 극단 인장 강도 및 적어도 103 ksi(710.2 MPa)의 이면 전단 강도를 나타낸다.
본원에 기술된 방법의 특성 및 이점은 다음의 첨부된 도면들을 참조하여 더 자세히 이해될 수 있다:
도 1은 본 개시내용에 따르는 패스너의 비제한 양태들을 도식적으로 나타내고;
도 2는 본 개시내용에 따르는 패스너 및 패스너 스톡의 제조방법의 비제한 양태의 플로우 다이아그램이고;
도 3은 본 개시내용에 따르는 비제한 양태들에 의해 제조된 패스너 바 및 와이어 스톡의 극단 인장 강도를, Ti-6Al-4V 티타늄 합금 패스너 바 및 와이어 스톡에 대한 요건을 갖춘 이들 특성과 비교한 플롯(plot)이고;
도 4는 본 개시내용에 따르는 비제한 양태에 의해 제조된 패스너 바 및 와이어 스톡의 항복 강도(yield strength)를, Ti-6Al-4V 티타늄 합금 패스너 바 및 와이어 스톡에 대한 요건을 갖춘 이들 특성과 비교한 플롯이고;
도 5는 본 개시내용에 따르는 비제한 양태들에 의해 제조된 패스너 바 및 와이어 스톡의 연신율을, Ti-6Al-4V 티타늄 합금 패스너 바 및 와이어 스톡에 대한 요건을 갖춘 이들 특성과 비교한 플롯이다.
독자는 다음의 본 개시내용에 따르는 방법의 비제한 양태의 상세한 설명을 고려하여, 이전의 설명뿐만 아니라 다른 설명도 이해할 것이다.
특정 비제한 양태들의 상세한 설명
비제한 양태들의 본 기술에서, 조작 실시예 이외에 또는 달리 지시되지 않는 한, 양 또는 특징을 표현하는 모든 수들은 용어 "약"에 의해 모든 예시에서 변형될 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 지시되지 않는 한, 다음의 기술에 제시된 모든 수치 파라미터는, 본 재료에서 얻으려고 하는 원하는 특성들에 따라 그리고 본 개시내용에 따른 방법에 의해 가변적일 수 있는 근사치이다. 적어도, 그리고 특허청구범위의 범위에 균등론의 적용을 제한하려고 하는 것이 아닌 한, 각각의 수치적 파라미터는 적어도 공지된 유효 숫자의 수를 고려하여 그리고 통상의 반올림 방식을 적용하여 해석되어야 한다.
이의 전체 또는 일부가 본원에 참조로 인용되었다고 언급된 임의의 특허, 공보 또는 기타 기재 자료는, 인용된 자료가 존재하는 정의, 진술, 또는 본 개시내용에 제시된 기타 기재 자료와 충돌하지 않는 정도로만 본원에 인용된다. 마찬가지로, 필요한 경우, 본원에 제시된 기재가 본원에 참조로 인용된 임의의 충돌하는 자료를 대체한다. 본원에 참조로 인용되었다고 언급되었지만, 존재하는 정의, 진술, 또는 본원에 제시된 기타 기재 자료와 충돌하는 임의의 자료, 또는 이의 일부는 상기 인용된 자료와 존재하는 기재 자료 사이에 발생하는 충돌이 없는 정도로만 인용된다.
도 1을 참조하여, 본 개시내용의 측면은 티타늄 합금 패스너(10) 및 티타늄 합금 패스너 스톡(보여주지 않음)으로부터 선택된 제조 물품에 관한 것이다. 비제한 양태에서, 상기 물품은 다음을 중량%로 포함하는 알파/베타 티타늄 합금을 포함한다: 알루미늄 3.9 내지 4.5; 바나듐 2.2 내지 3.0; 철 1.2 내지 1.8; 산소 0.24 내지 0.3; 탄소 0.08 이하; 질소 0.05 이하; 티타늄; 및 총 0.3 이하의 기타 원소들. 본 개시내용의 비제한 양태에서, 기타 원소들은 주석, 지르코늄, 몰리브덴, 크롬, 니켈, 규소, 구리, 니오븀, 탄탈, 망간 및 코발트(각각은 개별 원소로서 0.1중량%의 최대 농도를 갖는다), 및 붕소 및 이트륨(각각은 개별 원소로서 0.005중량%의 최대 농도를 갖는다) 중의 하나 이상을 포함하거나 이들로 필수적으로 이루어진 합금 조성 중의 기타 원소를 지칭하며, 모든 기타 원소들의 총 합은 0.3중량%를 초과하지 않는다. 비제한 양태에서, 본 개시내용에 따르는 알파/베타 티타늄 제조 물품은 0.18 인치(4.57 mm) 내지 1.25 인치(31.8 mm) 범위의 직경을 갖는 패스너에 대해 적어도 170 ksi(1,172 MPa)의 극단 인장 강도 및 적어도 103 ksi(710.2 MPa)의 이면 전단 강도(DSS)를 나타낸다. 본 개시내용의 비제한 양태에서, 패스너는 제작될 수 있는 한 최대한 작은 직경을 가질 수 있다. 비제한 양태에서, 본 개시내용에 따르는 패스너는 적어도 10%의 연신율을 나타낸다.
특정 비제한 양태에서, 본 개시내용에 따르는 패스너 또는 패스너 스톡에 포함된 알파/베타 티타늄 합금의 원소 조성은 미국 특허 제5,980,655호("'655 특허")에 기재된 합금 조성에 내포되며, 상기 특허는 이의 전문이 본원에 참조로 인용되어 있다. '655 특허는 다음의 표 1에 나타난 조성을 갖는 합금이 기재되어 있다.
합금 원소 중량%
알루미늄 약 2.9 내지 약 5.0
바나듐 약 2.0 내지 약 3.0
철 약 0.4 내지 약 2.0
산소 0.2 초과 약 0.3 이하
탄소 약 0.005 내지 약 0.03
질소 약 0.001 내지 약 0.02
기타 원소들 약 0.5 미만
'655 특허의 시판 버젼 합금은 ATI 425® 합금이고, 이는 ATI 에어로스페이스(ATI Aerospace), 앨러게이니 테크놀로지스 인코포레이티드(Allegheny Technologies Incoporated, Pittsburgh, PA)의 법인에서 시판된다. '655 특허에 기재된 원소 조성을 갖는 합금의 극단 인장 강도는 약 130 내지 133 ksi(896 내지 917 MPa) 범위이다. 그러나, 본 발명자는 놀랍게도, 본 개시내용에서의 상당히 좁은 범위의 화학이 본원에 기재된 상당히 높은 극단 인장 강도를 나타낼 수 있는 알파/베타 티타늄 패스너를 초래했다는 것을 발견하였다. 비제한 양태에서, 본원에 기재된 합금 조성으로 제조된 본원에 기재된 패스너의 극단 인장 강도는 655 특허에 기재된 UTS보다 22% 이하로 더 컸다. 어떠한 조작 이론에 결부시키고자 하는 것은 아니지만, 이는, 본원에 기재된 놀라운 고강도의 패스너 합금 조성이 적어도 부분적으로, '655 특허에 기재된 최소 수준을 초과하여 알루미늄 및 산소 수준을 상당히 증가시켜 알파/베타 티타늄 합금에서 우세한 알파 상의 강도를 증가시킬 수 있다고 여겨진다.
본 발명자는 또한 놀랍게도, '655 특허에 기재된 합금과 비교하여 본원에 기재된 패스너 합금에서 알루미늄, 바나듐, 철, 산소, 탄소 및 질소의 허용가능한 범위를 좁힘으로써 본원에 기재된 패스너 합금의 기계적 특성들의 가변성 및 베타 트랜서스 온도의 가변성을 감소시킴을 발견하였다. 이렇게 감소된 가변성은 본원에 기재된 우수한 기계적 특성들을 달성하기 위한 공정 및 미세구조 최적화에 중요하다.
또 다른 비제한 양태에서, 본원에 기재된 티타늄 합금 패스너 및 티타늄 합금 패스너 스톡은 0.75 인치(1.91 cm) 이하의 직경을 포함하고, 적어도 180 ksi(1,241 MPa)의 극단 인장 강도 및 적어도 108 ksi(744.6 MPa)의 이면 전단 강도를 갖는다. 비제한 양태에서, 본 개시내용에 따르는 패스너 또는 패스너 스톡은 '655 특허에 기재된 극단 인장 강도보다 약 26% 이하로 더 큰 극단 인장 강도를 갖는다.
도 1을 다시 참조하여, 본 개시내용의 또 다른 비제한 측면에 따라서, 티타늄 합금 패스너(10) 및 티타늄 합금 패스너 스톡(보여주지 않음)으로부터 선택된 제조 물품은 다음과 같이 필수적으로 이루어진 알파/베타 티타늄 합금을 중량%로 포함한다: 알루미늄 3.9 내지 4.5; 바나듐 2.2 내지 3.0; 철 1.2 내지 1.8; 산소 0.24 내지 0.3; 탄소 0.08 이하; 질소 0.05 이하; 총 0.3 이하의 기타 원소들; 나머지는 티타늄; 및 부수적인 불순물. 본 개시내용의 비제한 양태에서, 합금 조성에서 언급된 기타 원소들은 주석, 지르코늄, 몰리브덴, 크롬, 니켈, 규소, 구리, 니오븀, 탄탈, 망간 및 코발트(여기서, 각각의 상기 원소의 중량%는 0.1 이하이다), 및 붕소 및 이트륨(여기서, 각각의 상기 원소의 중량%는 0.005 미만이다) 중의 하나 이상을 포함하거나 이들로 필수적으로 이루어지며, 모든 기타 원소들의 총합은 0.3중량%를 초과하지 않는다. 비제한 양태에서, 제조 물품은 적어도 170 ksi(1,172 MPa)의 극단 인장 강도 및 적어도 103 ksi(710.2 MPa)의 이면 전단 강도를 갖는다.
비제한 양태에서, 본 개시내용에 따르는 티타늄 패스너 및 티타늄 합금 패스너 스톡은 0.75 인치(1.91 cm) 이하의 직경, 적어도 180 ksi(1,241 MPa)의 극단 인장 강도, 및 적어도 108 ksi(744.6 MPa)의 이면 전단 강도를 포함한다.
본원에 사용된 용어 "패스너"는 2종 이상의 물체들이 함께 기계적으로 접합되거나 부착된 하드웨어 장치를 의미한다. 패스너는 볼트, 너트, 스터드, 스크류, 리벳, 와셔 및 로크 와셔를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 본원에 사용된 구절 "패스너 스톡"은 물품으로부터 하나 이상의 패스너를 형성하기 위해 가공된 물품을 의미한다.
도 2를 참조하여, 본 개시내용에 따르는 비제한 측면은 티타늄 합금 패스너 또는 패스너 스톡을 제조하기 위한 방법 20이다. 상기 방법은 다음을 중랑%로 포함하는 21 알파/베타 티타늄 합금을 제공하는 것을 포함한다: 알루미늄 3.9 내지 4.5; 바나듐 2.2 내지 3.0; 철 1.2 내지 1.8; 산소 0.24 내지 0.3; 탄소 0.08 이하; 질소 0.05 이하; 티타늄; 및 총 0.3 이하의 기타 원소들. 본 개시내용의 비제한 양태에서, 합금 조성에서 언급된 기타 원소들은 주석, 지르코늄, 몰리브덴, 크롬, 니켈, 규소, 구리, 니오븀, 탄탈, 망간 및 코발트(여기서, 각각의 상기 원소의 중량%는 0.1 이하이다), 및 붕소 및 이트륨(여기서, 각각의 상기 원소의 중량%는 0.005 미만이다) 중의 하나 이상을 포함하거나 이들로 필수적으로 이루어지며, 모든 기타 원소들의 총합은 0.3중량%를 초과하지 않는다. 알파/베타 티타늄 합금은 알파/베타 티타늄 합금의 알파/베타 상 영역에서 소정의 온도에서 열간 압연(22)된다. 비제한 양태에서, 연간 압연 온도는 알파/베타 티타늄 합금의 베타 트랜서스 온도의 적어도 50℉(27.8℃) 미만이지만, 알파/베타 티타늄 합금의 베타 트랜서스 온도 600℉(333.3℃) 미만을 초과하지 않는다.
열간 압연(22) 후, 알파/베타 티타늄 합금은 임의로 냉간 인발시키고, 알파/베타 티타늄 합금의 기계적 특성들의 상당한 변화 없이 크기를 감소시키기 위해 아닐링된다. 비제한 양태에서, 냉간 인발은 티타늄 합금 워크피스(workpiece)의 단면적을 10% 미만만큼 감소시킨다. 냉간 인발 이전에, 알파/베타 티타늄 합금은 고체 윤활제, 예를 들면, 비제한적으로 이황화몰리브덴(MoS2)으로 코팅될 수 있다.
비제한 양태에서, 열간 압연(22) 후, 알파/베타 티타늄 합금은 알파/베타 티타늄 합금 패스너 스톡을 제공하기 위해 아닐링(23)되고 냉각(24)된다. 비제한 양태에서, 아닐링(23)은 1,200℉ 내지 1,400℉(649℃ 내지 760℃) 아닐링 온도 범위의 아닐링 온도에서 열간 압연된 알파/베타 티타늄 합금을 아닐링함을 포함한다. 또 다른 비제한 양태에서, 아닐링 시간은 약 1시간 내지 약 2시간의 범위이다. 또 다른 비제한 양태에서, 아닐링(23)은 약 1,275℉(690.6℃)에서 약 1시간 동안 열간 압연된 알파/베타 티타늄 합금을 아닐링함을 포함한다. 비제한 양태에서, 아닐링(23) 후, 아닐링된 알파/베타 티타늄 합금을 실온으로 또는 주위 온도로 냉각(24)시킨다. 특정 비제한 양태에서, 아닐링(23) 후, 아닐링된 알파/베타 티타늄 합금을 실온으로 또는 주위 온도로 공랭시키거나 수냉시킨다.
아닐링(23) 및 냉각(24) 후, 비제한 양태에서, 알파/베타 티타늄 합금 패스너 스톡은 상기 스톡으로부터 패스너를 형성시키기에 유용한 치수로 기계 가공(25)된다. 임의로, 코팅은 기계 가공 이전에 알파/베타 티타늄 합금 패스너 스톡에 도포될 수 있다. 통상적인 기계 가공 코팅은 당해 분야에 숙련가에게 공지되어 있으며 본원에 상세히 설명할 필요는 없다.
비제한 양태에서, 기계 가공된 티타늄 합금 패스너 스톡은 1,500℉(815.6℃) 내지 1,700℉(926.7℃)의 용체화 처리 범위의 용체화 처리 온도에서 0.5시간 내지 2시간 범위의 용체화 처리 시간 동안 용체화 처리(26)된다. 특정 비제한 양태에서, 기계 가공된 티타늄 합금 패스너 스톡은 약 1,610℉(876.7℃)의 용체화 처리 온도에서 용체화 처리(26)된다.
용체화 처리(26) 후, 기계 가공된 티타늄 합금 패스너 스톡은 냉각(27)된다. 비제한 양태에서, 냉각(27)은 공랭, 수냉 및/또는 수 켄칭을 사용하여 수행될 수 있으며, "급랭"으로 지칭될 수 있다. 바람직하게는, 냉각(27) 동안 달성된 냉각 속도는 공랭만큼 신속하다. 비제한 양태에서, 냉각(27)은 분당 적어도 1,000℉(555.6℃)의 냉각 속도를 포함한다. 비제한 양태에서, 지시된 냉각 속도를 달성하는 냉각(27)은 당해 분야의 숙련가에게 공지된 임의의 냉각 공정을 포함한다. 급냉(27)은 용체화 처리(26)에 의해 수득된 미세구조를 보존하는데 사용된다.
비제한 양태에서, 용체화 처리(26) 및 급냉(27) 티타늄 합금 패스너 스톡은 약 800℉(426.7℃) 내지 약 1,000℉(537.8℃)의 에이징 처리 온도 범위의 에이징 처리 온도에서 약 4시간 내지 약 16시간의 에이징 처리 시간 범위의 에이징 시간 동안 에이징(28)된다. 특정 비제한 양태에서, 용체화 처리(26)되고 급냉(27)된 티타늄 합금 패스너 스톡은 850℉(454.4℃)에서 10시간 동안 에이징(28)된다. 특정 비제한 양태에서, 에이징(28) 후, 알파/베타 티타늄 합금 패스너 스톡은 공랭(29)되거나 급냉되어 본원에 기재된 알파/베타 티타늄 합금 패스너를 생성한다.
본 개시내용에 따라 제조된 패스너 스톡이 Ti-6-4 티타늄 합금으로부터 제작된 패스너 스톡과 비교하여 더 높은 기계적 특성들을 갖는다는 것이 결정되었다. 따라서, 동일한 용도에서 Ti-6-4 패스너를 대체하여 더 작은 치수의 본 개시내용에 따라 제작된 패스너를 사용하는 것이 가능하다. 이는 항공우주 산업 용도에서 가치가 있는 중량의 절감을 유발한다. 이는 또한, 특정 용도에서, 본 개시내용에 따라 제작된 패스너가 동일한 치수를 갖는 스틸 합금 패스너를 대체하여 항공우주 산업 용도에서 가치있는 중량 절감을 초래할 수 있다고 결정되었다.
아래의 실시예는 본 발명의 범위를 제한하지 않고 특정 비제한 양태들을 추가로 설명하고자 한다. 당해 분야의 숙련가는 다음 실시예의 변형이 본 발명의 범위 내에서 가능하며, 단지 특허청구범위에 의해서만 한정된다는 것을 이해할 것이다.
실시예 1
잉곳(ingot)은 이중 진공 아크 재용해(vacuum arc remelt: VAR) 기술을 사용하여 원재료로부터 제조된 콤팩트로부터 제조되었다. 샘플을 화학 분석을 위해 상기 잉곳으로부터 채취하고, 상기 잉곳의 측정된 평균 화학을 표 2에 제공하였다. 합금의 베타 트랜서스 온도는 1,785℉(973.9℃)인 것으로 측정되었다.
Al V Fe O N C 나머지
4.06 2.52 1.71 0.284 0.008 0.017 Ti 및 부수적인 불순물
실시예 2
본 개시내용에 따르는 화학 조성을 갖는 몇몇 히트(heats)로부터의 티타늄 합금 잉곳을 약 1,600℉(871.1 ℃)의 열간 압연 온도에서 열간 압연시켰다. 열간 압연된 재료는 1,275℉(690.6℃)에서 1시간 동안 아닐링되고 공랭시켰다. 아닐링된 재료를 약 0.25 인치(6.35 mm) 내지 약 3.5 인치(88.9 mm)의 다양한 직경을 갖는 패스너 스톡 바 및 와이어로 기계 가공시켰다. 패스너 스톡 바 및 와이어는 약 1,610℉(876.7℃)에서 약 1시간 동안 용체화 처리되고 수 켄칭시켰다. 용체화 처리 및 수 켄칭 후, 패스너 스톡 바 및 와이어는 약 850℉(454.4℃)에서 약 10시간 동안 에이징되고 공랭시켰다.
실시예 3
실시예 2로부터의 패스너 스톡 바 및 와이어는 실온에서 인장 시험되었다. 패스너 스톡 바 및 와이어의 극단 인장 강도는 도 3에 그래프로 제공되었다. 패스너 스톡 바 및 와이어의 항복 강도는 표 4에 그래프로 제공되었고, 패스너 스톡 바 및 와이어의 연신율은 도 5에 그래프로 제공되었다. 항공우주 산업 패스너 용도(AMS 4965)에서 용체화 처리되고 에이징된 Ti-6Al-4V 합금에 요구되는 최소한의 극단 인장 강도, 항복 강도 및 연신율은 또한 각각 도 3 내지 도 5에 설명되었다. 도 3으로부터, 본 개시내용에 따라 제조된 패스너 스톡 바 및 와이어에 대해 측정된 극단 인장 강도는 모든 측정된 직경 사이즈들에서 상기 설명된 Ti-6Al-4V 합금 사양보다 대략 20 ksi(138 MPa)의 상당한 양만큼 초과하였음을 보여준다. 추가로, 도 5로부터, 본 개시내용에 따르는 화학 조성을 갖는 패스너 스톡은 적어도 10% 내지 약 19% 범위의 연신율을 나타내었다.
실시예 4
실시예 1로부터의 화학 조성을 갖고 실시예 2에서와 같이 용체화 처리되고 에이징된, 약 0.25 인치(6.35 mm)의 직경을 갖는 패스너 스톡이 인장 시험되었다. 상기 인장 시험의 결과는 표 3에 열거되어 있다.
극단 인장 강도
(ksi)		 항복 강도
(ksi)		 연신율
(%)		 영역의 감소 이중 전단 강도
(ksi)
199.9 175.1 13.0 45 123.3
199.9 176.2 13.0 44 120.0
199.9 169.4 10.0 39 117.4
199.9 171.4 11.0 39 117.2
극단 인장 강도는 약 196 ksi 내지 약 200 ksi(1351 MPa 내지 1379 MPa) 범위였으며, 이는 170 ksi(1,172 MPa) UTS 및 103 ksi(710 MPa) DSS의 Ti-6Al-4V 패스너 스톡에 대한 최소 요건들보다 더 높다. 이는 또한, 상기 특성들이, DSS = 0.6 X UTS의 확립된 실험 관계식과 일치함을 관찰하였다.
실시예 5
실시예 1로부터의 화학을 갖고 실시예 2에 따라 열 처리된, 약 0.75 인치(1.91 cm)의 직경을 갖는 패스너 스톡이 인장 시험되었다. 상기 인장 시험의 결과는 표 4에 열거되어 있다
Figure 112013014427095-pct00001
0.75 인치(1.91 cm) 패스너 스톡 바의 평균 극단 인장 강도는 186 ksi(1,282 MPa)이었으며, 이는 A286 철기 초내열 합금으로부터 제작된 패스너의 최소 사양을 만족시킨다. 상기 제공된 DSS와 UTS 사이의 확립된 실험 관계식을 기초로 하여, 0.75 인치(1.91 cm) 바는 A286 철기 초내열 합금으로부터 제작된 패스너의 108 ksi(744 MPa) DSS 요건을 또한 충족시키는 것으로 예측된다.
실시예 6
실시예 1에서와 같은 화학 조성을 갖는 잉곳을 실시예 2에서와 같이 열간 압연하고, 아닐링하고, 기계 가공시켜 약 0.75 인치(1.91 cm)의 직경을 갖는 패스너 스톡을 형성한다. 상기 패스너 스톡은 스터드 형상을 갖는 패스너로 컴퓨터 수치 제어(computer numerical control) 기계 가공된다. 상기 스터드는 실시예 2에서와 같이 용체화 처리되고 에이징되어 비제한 양태의 본 개시내용의 패스너를 형성한다.
실시예 7
실시예 1에서와 같은 화학 조성을 갖는 잉곳을 실시예 2에서와 같이 열간 압연하고, 아닐링하고, 기계 가공시켜 약 1 인치(2.54 cm)의 직경을 갖는 패스너 스톡을 형성한다. 상기 패스너 스톡을 전조(roll threaded)하고 약 2 인치(5.08 cm)의 길이를 갖는 피스들로 절단한다. 상기 피스들은 냉간 단조되어 헥스 헤드 볼트들(hex head bolts)을 형성한다. 헥스 헤드 볼트들은 실시예 2에서와 같이 용체화 처리되고 에이징되어 비제한 양태의 본 개시내용에 따르는 패스너를 형성한다.
실시예 7
실시예 1에서와 같은 화학 조성을 갖는 잉곳을 실시예 2에서와 같이 열간 압연하고, 아닐링하고, 기계 가공시켜 약 1 인치(2.54 cm)의 직경을 갖는 패스너 스톡을 형성한다. 패스너 스톡의 중심에 0.5 인치(1.27 cm) 직경의 구멍을 제공하도록 기계 가공한다. 이후, 패스너 스톡을 0.125 인치(0.318 cm)의 두께를 갖는 피스들로 절단한다. 패스너 스톡을 실시예 2에서와 같이 용체화 처리하고 에이징시켜 비제한 양태의 패스너를 본 개시내용에 따르는 와셔 형태로 형성한다.
본 개시내용은 다양한 예시적, 설명적 그리고 비제한 양태들을 참조하여 작성되었다. 그러나, 당해 분야의 숙련가들은, 다양한 치환, 변형 또는 임의의 상기 기재된 양태들의 조합(또는 이의 일부)이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 단지 특허청구범위에 의해서만 한정되도록 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시내용이 본원에 명확히 제시되지 않은 추가의 양태들을 포함한다는 것을 고려하고 이해한다. 이러한 양태들은, 예를 들면, 임의의 상기 기재된 단계들, 성분들, 구성요소들, 구성성분들, 원소들, 특징들, 측면들 등을 조합하고/하거나 변형시킴으로써 수득될 수 있다. 따라서, 본 개시내용은 다양한 예시적, 설명적 그리고 비제한 양태들의 기술에 의해 제한되지 않지만, 특허청구범위에 의해서만은 제한된다. 이러한 방식으로, 특허청구범위는 본원에 다양하게 기술된 바와 같이 청구된 발명에 특징들을 추가하기 위해 본 특허 출원을 수행하는 동안 보정될 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (33)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법에 있어서, 하기 단계를 포함하는 방법:
    중량 퍼센트로 다음을 포함하는 알파/베타 티타늄 합금을 제공하는 단계:
    3.9 내지 4.5 알루미늄;
    2.2 내지 3.0 바나듐;
    1.2 내지 1.8 철;
    0.24 내지 0.3 산소;
    최대 0.08 탄소;
    최대 0.05 질소;
    최대 총 0.3의 기타 원소들, 여기서 최대 총 0.3%의 기타 원소들은:
    각각 0.005 미만의 붕소 및 이트륨, 및
    각각 0.10 이하의 주석, 지르코늄, 몰리브덴, 크롬, 니켈, 규소, 구리, 니오븀, 탄탈, 망간 및 코발트 중 하나 이상을 포함함; 및
    잔부 티타늄 및 부수적인 불순물;
    티타늄 합금의 알파/베타 상에서 티타늄 합금을 열간 압연하는 단계;
    1,200℉(648.9℃) 내지 1,400℉(760℃) 범위의 어닐링 온도에서 1 시간 내지 2 시간 범위의 어닐링 시간 동안 티타늄 합금을 어닐링하는 단계;
    티타늄 합금을 공랭시키는 단계;
    티타늄 합금을 소정의 치수로 기계가공(machining)하는 단계;
    1,500℉(815.6℃) 내지 1,700℉(926.7℃)의 용체화 처리 범위에서 0.5 시간 내지 2 시간 범위의 용체화 처리 시간 동안 티타늄 합금을 용체화 처리하는 단계;
    적어도 공랭에 상응하는 냉각 속도로 티타늄 합금을 냉각시키는 단계,
    800℉(426.7℃) 내지 1,000℉(537.8℃) 범위의 에이징 처리 온도에서 4 시간 내지 16 시간 범위의 에이징 시간 동안 티타늄 합금을 에이징시키는 단계; 및
    티타늄 합금을 공랭시키는 단계.
  5. 제4항에 있어서, 열간 압연은 티타늄 합금의 베타 트랜서스 온도 50℉(27.8℃) 아래 내지 티타늄 합금의 베타 트랜서스 온도 600℉(333.3℃) 아래 범위의 온도에서 수행되는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서, 티타늄 합금을 열간 압연한 후 어닐링하기 전에, 티타늄 합금을 단면적이 10% 미만 감소하도록 냉간 인발하고 어닐링하는 단계를 추가로 포함하는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 티타늄 합금을 냉간 인발하기 전에 고체 윤활제로 코팅하는 단계를 추가로 포함하는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 고체 윤활제는 이황화 몰리브덴인 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  9. 제4항에 있어서, 어닐링 온도는 1,275℉(690.6℃)이고 어닐링 시간은 1 시간인 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  10. 제4항에 있어서, 티타늄 합금을 기계가공하기 전에 티타늄 합금이 코팅되는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  11. 제4항에 있어서, 용체화 처리 단계 후의 냉각은 공랭, 수냉 및 수 켄칭 중의 하나를 포함하는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  12. 제4항에 있어서, 용체화 처리 온도는 1,610℉(876.7℃)이고 티타늄 합금 냉각은 수 켄칭을 포함하는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  13. 제4항에 있어서, 티타늄 합금 에이징은 850℉(454.4℃)에서 10 시간 동안의 에이징을 포함하는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  14. 제 4-13항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 제조 물품에 있어서, 제조 물품은 티타늄 합금 패스너 및 티타늄 합금 패스너 스톡으로부터 선택되고, 제조 물품은 열간 압연되고 용체화 처리되고 에이징된, 중량 퍼센트로 다음을 포함하는 알파/베타 티타늄 합금을 포함하고:
    3.9 내지 4.5 알루미늄;
    2.2 내지 3.0 바나듐;
    1.2 내지 1.8 철;
    0.24 내지 0.3 산소;
    최대 0.08 탄소;
    최대 0.05 질소;
    티타늄; 및
    최대 총 0.3의 기타 원소들;
    여기서 제조 물품은 적어도 180 ksi(1,241 MPa)의 종방향 최대 인장강도 및 적어도 108 ksi(744.6 MPa)의 이면 전단강도를 가지고 제조 물품은 최대 0.75 인치(1.91 cm)의 직경을 포함하는 제조 물품.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제14항에 있어서, 패스너는 볼트, 너트, 스터드, 스크류, 와셔, 로크 와셔 및 리벳 중 하나를 포함하는 제조 물품.
  18. 제 4-13항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 제조 물품에 있어서, 제조 물품은 티타늄 합금 패스너 및 티타늄 합금 패스너 스톡으로부터 선택되고, 제조 물품은 열간 압연되고 용체화 처리되고 에이징된, 중량 퍼센트로 다음으로 이루어지는 알파/베타 티타늄 합금을 포함하고:
    3.9 내지 4.5 알루미늄;
    2.2 내지 3.0 바나듐;
    1.2 내지 1.8 철;
    0.24 내지 0.3 산소;
    최대 0.08 탄소;
    최대 0.05 질소;
    최대 총 0.3의 기타 원소들;
    티타늄; 및
    부수적인 불순물;
    여기서 기타 원소들은 주석, 지르코늄, 몰리브덴, 크롬, 니켈, 규소, 구리, 니오븀, 탄탈, 망간 및 코발트(여기서 각각의 상기 원소의 중량 퍼센트는 0.1 이하임), 및 붕소 및 이트륨(여기서 각각의 상기 원소의 중량 퍼센트는 0.005 미만임) 중 하나 이상으로 이루어지고;
    여기서 제조 물품은 적어도 180 ksi(1,241 MPa)의 종방향 최대 인장강도 및 적어도 108 ksi(744.6 MPa)의 이면 전단강도를 가지고, 제조 물품은 최대 0.75 인치(1.91 cm)의 직경을 포함하는 제조 물품.
  19. 삭제
  20. 제18항에 있어서, 패스너는 볼트, 너트, 스터드, 스크류, 와셔, 로크 와셔 및 리벳 중 하나를 포함하는 제조 물품.
  21. 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법에 있어서, 하기 단계를 포함하는 방법:
    중량 퍼센트로 다음을 포함하는 알파/베타 티타늄 합금을 제공하는 단계:
    3.9 내지 4.5 알루미늄;
    2.2 내지 3.0 바나듐;
    1.2 내지 1.8 철;
    0.24 내지 0.3 산소;
    최대 0.08 탄소;
    최대 0.05 질소;
    티타늄; 및
    최대 총 0.3의 기타 원소들;
    티타늄 합금의 알파/베타 상에서 티타늄 합금을 열간 압연하는 단계;
    1,200℉(648.9℃) 내지 1,400℉(760℃) 범위의 어닐링 온도에서 1 시간 내지 2 시간 범위의 어닐링 시간 동안 티타늄 합금을 어닐링하는 단계;
    티타늄 합금을 공랭시키는 단계;
    티타늄 합금을 소정의 치수로 기계가공하는 단계;
    1,500℉(815.6℃) 내지 1,700℉(926.7℃)의 용체화 처리 범위에서 0.5 시간 내지 2 시간 범위의 용체화 처리 시간 동안 티타늄 합금을 용체화 처리하는 단계;
    적어도 공랭에 상응하는 냉각 속도로 티타늄 합금을 냉각시키는 단계,
    800℉(426.7℃) 내지 1,000℉(537.8℃) 범위의 에이징 처리 온도에서 4 시간 내지 16 시간 범위의 에이징 시간 동안 티타늄 합금을 에이징시키는 단계; 및
    티타늄 합금을 공랭시키는 단계.
  22. 제21항에 있어서, 알파/베타 티타늄 합금 중의 기타 원소들은 주석, 지르코늄, 몰리브덴, 크롬, 니켈, 규소, 구리, 니오븀, 탄탈, 망간 및 코발트(여기서 각각의 상기 원소의 중량 퍼센트는 0.1 이하임), 및 붕소 및 이트륨(여기서 각각의 상기 원소의 중량 퍼센트는 0.005 미만임) 중 하나 이상으로 이루어지는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  23. 제21항에 있어서, 열간 압연은 티타늄 합금의 베타 트랜서스 온도 50℉(27.8℃) 아래 내지 티타늄 합금의 베타 트랜서스 온도 600℉(333.3℃) 아래 범위의 온도에서 수행되는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  24. 제21항에 있어서, 티타늄 합금을 열간 압연한 후 어닐링하기 전에, 티타늄 합금을 단면적이 10% 미만 감소하도록 냉간 인발하고 어닐링하는 단계를 추가로 포함하는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  25. 제24항에 있어서, 티타늄 합금을 냉간 인발하기 전에 고체 윤활제로 코팅하는 단계를 추가로 포함하는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서, 고체 윤활제는 이황화 몰리브덴인 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  27. 제21항에 있어서, 어닐링 온도는 1,275℉(690.6℃)이고 어닐링 시간은 1 시간인 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  28. 제21항에 있어서, 티타늄 합금을 기계가공하기 전에 티타늄 합금이 코팅되는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  29. 제21항에 있어서, 용체화 처리 단계 후의 냉각은 공랭, 수냉 및 수 켄칭 중의 하나를 포함하는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  30. 제21항에 있어서, 용체화 처리 온도는 1,610℉(876.7℃)이고 티타늄 합금 냉각은 수 켄칭을 포함하는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  31. 제21항에 있어서, 티타늄 합금 에이징은 850℉(454.4℃)에서 10 시간 동안의 에이징을 포함하는 티타늄 합금 패스너 스톡 제조 방법.
  32. 제 4-13항 및 21-31항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 제조 물품에 있어서, 제조 물품은 티타늄 합금 패스너 및 티타늄 합금 패스너 스톡으로부터 선택되고, 제조 물품은 열간 압연되고 용체화 처리되고 에이징된, 중량 퍼센트로 다음으로 이루어지는 알파/베타 티타늄 합금을 포함하고:
    3.9 내지 4.5 알루미늄;
    2.2 내지 3.0 바나듐;
    1.2 내지 1.8 철;
    0.24 내지 0.3 산소;
    최대 0.08 탄소;
    최대 0.05 질소;
    최대 총 0.3의 기타 원소들, 여기서 최대 총 0.3%의 기타 원소들은:
    각각 0.005 미만의 붕소 및 이트륨, 및
    각각 0.10 이하의 주석, 지르코늄, 몰리브덴, 크롬, 니켈, 규소, 구리, 니오븀, 탄탈, 망간 및 코발트 중 하나 이상을 포함함; 및
    잔부 티타늄 및 부수적인 불순물;
    여기서 제조 물품은 170 ksi(1,172 MPa)의 최대 인장강도 및 적어도 103 ksi(710.2 MPa)의 이면 전단강도를 가지고, 최대 0.75 인치(1.91 cm)의 직경을 포함하는 제조 물품.
  33. 제32항에 있어서, 패스너는 볼트, 너트, 스터드, 스크류, 와셔, 로크 와셔 및 리벳 중의 하나를 포함하는 제조 물품.
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