1. Zemas temperatūras mehāniskā stabilitāte
5. pakāpes titāna sakausējumam ir lieliska mehāniskā stabilitāte zemā un kriogēnā temperatūrā. Atšķirībā no daudziem uz korpusu centrētiem kubiskajiem (BCC) metāliem un dažiem tēraudiem, Ti-6Al-4V ir sešstūraina cieši iesaiņota (HCP) fāze, kas apvienota ar metastabilo fāzi, kas nodrošina tam raksturīgas stabilas kriogēnas īpašības.
Temperatūrai pazeminoties no istabas temperatūras līdz kriogēnam līmenim, piemēram, šķidrā slāpekļa temperatūrai (-196 grādi), tās galvenās mehāniskās īpašības darbojas šādi:
Stiepes izturība un tecēšanas robeža pakāpeniski palielinās, pazeminoties temperatūrai.
Elastīgums, ko raksturo pagarinājums un laukuma samazināšana, strauji nesamazinās, bet saglabājas augstā līmenī.
Lūzumu izturība saglabājas lieliska bez būtiskas degradācijas.
Noguruma izturība un triecienizturība ir labi uzturēta vai uzlabota.
Šī pieaugošās izturības un saglabātās elastības kombinācija padara 5. klasi ārkārtīgi uzticamu vidēs ar zemu temperatūru. Mikrostrukturāli – matrica paliek stabila; zemās temperatūrās netiek iedarbinātas fāzes transformācijas vai trauslas intermetāliskas fāzes.
2. Jutība pret trauslumu zemā temperatūrā
5. klases titāna sakausējums zemā temperatūrā nepakļaujas kaļamam pārejai uz trauslu, piemēram, oglekļa tēraudu vai mazleģētu tēraudu.
Viena no svarīgākajām titāna sakausējumu priekšrocībām ir to kaļamās uz trauslumu pārejas temperatūras (DBTT) trūkums parastajos kriogēnajos diapazonos. Oglekļa tēraudi kļūst ļoti trausli zem pārejas temperatūras un var katastrofāli sabojāties trieciena vai lieces rezultātā, bet Ti-6Al-4V saglabā kaļamu lūzumu pat ļoti zemā temperatūrā.
Tomēr trauslums joprojām var rasties īpašos apstākļos, kas nav saistīti ar pašu zemo temperatūru:
Augsts intersticiālais saturs: pārmērīgs skābekļa, slāpekļa vai ūdeņraža daudzums palielina cietību un samazina elastību zemā temperatūrā.
Nepareiza termiskā apstrāde: pārmērīga novecošanās vai rupja mikrostruktūra var samazināt izturību.
Ūdeņraža iedarbība: ūdeņraža savākšana ekspluatācijā var izraisīt ūdeņraža trauslumu, kas zemā temperatūrā stresa apstākļos kļūst riskantāk.
Ražojot atbilstoši standarta specifikācijām (īpaši 5. pakāpes ELI īpaši zemām iespiestajām reklāmām), trausluma risks zemā temperatūrā ir niecīgs.
3. Kopsavilkums
Noslēgumā jāsaka, ka 5. pakāpes titāna sakausējums ir strukturāli un mehāniski stabils zemā un kriogēnā temperatūrā. Atdzesējot tas nekļūst trausls kā tērauds; tā vietā stiprība palielinās, bet elastība un stingrība saglabājas apmierinoša.
Tā stabilā mikrostruktūra, pārejas no kaļamā uz trauslumu trūkums un laba zemas temperatūras izturība padara to par vēlamo materiālu kriogēniem traukiem, raķešu komponentiem, kriogēniem cauruļvadiem un zemas temperatūras konstrukciju daļām.
