5. pakāpes titāna sakausējuma mehānisko īpašību atšķirība
5. klases titāna sakausējums (Ti-6Al-4V) ir visplašāk izmantotais titāna sakausējums. Tās mehāniskās īpašības var ievērojami pielāgot, izmantojot dažādas termiskās apstrādes. Divi visizplatītākie apstākļi ir rūdīšana un šķīduma apstrāde un vecināšana (STA). Šie divi apstākļi parāda acīmredzamas atšķirības stiprībā, elastīgumā, stingrībā, noguruma veiktspējā un pielietojuma scenārijos.
1. Atkvēlināts stāvoklis
Tipisks 5. klases atkausēšanas process ir karsēšana aptuveni 700–790 grādu temperatūrā, turot pietiekami ilgu laiku, pēc tam gaisa dzesēšanu vai krāsns dzesēšanu. Šī apstrāde rada pilnībā līdzsvarotu mikrostruktūru ar vienmērīgu graudu izmēru un atslogo atlikušo spriegumu.
Atkausētā stāvoklī sakausējumam ir lieliska elastība, formējamība un izturība pret lūzumiem, bet mērena izturība. Galvenās īpašības ietver:
Zemāka stiepes un tecēšanas izturība salīdzinājumā ar STA stāvokli
Augsts pagarinājums un laukuma samazināšana, piemērots formēšanai, liekšanai un metināšanai
Stabila mikrostruktūra un konsekventas īpašības lielās sekcijās
Laba izturība pret deformāciju un deformāciju apstrādes laikā
Lieliska izturība istabas un kriogēnās temperatūrās
Atkvēlināto 5. pakāpi plaši izmanto vispārējās konstrukcijas daļās, plāksnēs, loksnēs, caurulēs, savienotājelementos un komponentos, kam nepieciešama laba apstrādājamība un metināmība.
2. Šķīdums apstrādāts un novecojis (STA) stāvoklis
STA process ietver divus posmus:
Šķīduma apstrāde: karsēšana līdz temperatūrai fāzes apgabalā (apmēram 900–955 grādi), turēšana, lai ļautu daļējai transformācijai fāzē, pēc tam ātra dzesēšana (rūdīšana ar ūdeni vai eļļu), lai saglabātu metastabilu struktūru.
Novecošana: uzsildīšana līdz 480–595 grādiem, turot vairākas stundas, pēc tam atdzesē, lai veicinātu smalku, vienmērīgu fāzes nogulsnēšanos metastabilajā matricā.
Šī mikrostruktūra ievērojami palielina izturību, vienlaikus saglabājot pieņemamu elastību. Īpašības STA stāvoklī ir:
Ievērojami augstāka stiepes izturība un tecēšanas robeža nekā atkvēlinātā stāvoklī
Zemāka elastība (laukuma pagarinājums un samazināšana)
Uzlabota noguruma izturība un pretestība šļūdei mēreni paaugstinātā temperatūrā
Augstāka cietība un nodilumizturība
Nedaudz zemāka izturība pret lūzumu, salīdzinot ar atkausētu materiālu
STA 5. klase galvenokārt tiek izmantota augstas veiktspējas konstrukcijas komponentos aviācijā, aizsardzībā, sacīkstēs un citās jomās, kurās nepieciešama augsta izturības un svara attiecība.
3. Galveno atšķirību kopsavilkums
Stiprums: STA stāvoklis ir daudz spēcīgāks nekā atkvēlināts.
Lokanība un stingrība: Atlaidinātais stāvoklis ir ievērojami labāks.
Veidojamība: Atkvēlināta ir lieliska; STA ir slikta.
Metināmība: Atlaidināts ir labāks; STA var būt nepieciešama termiskā apstrāde pēc metināšanas.
Nogurums un šļūde: STA ir labāka augsta stresa un mērenas temperatūras apstākļos.
Pielietojums: Atkvēlināts vispārējām konstrukcijām, formējošām daļām un metinātiem mezgliem; STA augstas stiprības nesošajām sastāvdaļām.
Noslēgumā jāsaka, ka atkvēlinātais stāvoklis nodrošina ideālu elastības, stingrības un stabilitātes līdzsvaru, savukārt STA stāvoklis nodrošina īpaši augstu izturību, pateicoties mikrostruktūras nokrišņu sacietēšanai. Izvēle starp tiem ir atkarīga no īpašajām izturības, stingrības, formējamības un apkalpošanas vides prasībām.
