Titāna augstākais ražas stiprums ir atkarīgs no tāsakausējuma pakāpe(kompozīcijas) untermiskās apstrādes stāvoklis, tā kā tīram titānam (komerciāli tīrs, cp ti) ir daudz zemāks ražas stiprums nekā leģētam titānam.
Komerciāli tīrs titāns (piemēram, 1. pakāpe līdz 4. pakāpei) ir salīdzinoši zems ražas stiprums, sākot no ~ 170 MPa (1. pakāpe, atkvēlināta) līdz ~ 485 MPa (4. pakāpe, atkvēlināta). Turpretī,titāna sakausējumi-It īpaši tie, kas pastiprināti ar tādiem elementiem kā alumīnijs (AL), vanādijs (V), molibdēns (MO) vai niobium (NB), kas ir daudz augstāks ražas stiprums.
Augstākās ražas stiprās puses parasti ir sastopamasAugstas stiprības beta () titāna sakausējumivaituvu beta sakausējumi, bieži pēc specializētas termiskās apstrādes (piemēram, šķīdumu apstrāde un novecošanās, STA). Piemēram:
TI-15V-3CR-3SN-3AL (19. pakāpe): Beta sakausējums ar ražas stiprumu ~ 1100–1 300 MPa, kad apstrādāts ar termisko apstrādi (STA).
TI-10V-2FE-3AL (23. pakāpe): Gandrīz beta sakausējums, kas STA stāvoklī sasniedz ražas stiprumu ~ 1000–1 200 MPa.
Uzlaboti kosmiskās aviācijas līmeņa beta sakausējumi (piemēram, Ti-5Al-5MO-5V-3CR) optimizētos siltumizstrādātos stāvokļos var pat pārsniegt 1300 MPa.
Proti, ražas stiprums nav noteikts vienai pakāpei; Tas mainās atkarībā no apstrādes (piemēram, aukstais darbs palielina spēku CP TI, bet termiskās apstrādes stiprums sakausējumos).
Titāna "cietību" galvenokārt mēra arRokvela cietība (HRC, HRB)vaiVickers cietība (HV)mērogā, un tas cieši korelē ar materiālaizturība, sakausējuma sastāvs un termiski apstrāde(Cietākas pakāpes gandrīz vienmēr ir augstākas stiprības sakausējumi).
Tīrs titāns (CP Ti, 1. - 4. Klase) ir samērā mīksts:
1. pakāpe (rūdīta): ~ HRB 70–80 (HV ~ 100–120)
4. pakāpe (rūdīta): ~ HRB 90–95 (HV ~ 150–170)
LīdzGrūtākās titāna pakāpes ir augstas izturības beta vai gandrīz beta sakausējumi, īpaši pēc termiskās apstrādes, kas veicina nokrišņu sacietēšanu (piemēram, šķīduma apstrāde + novecošanās, STA). Galvenie piemēri ir:
19. pakāpe (TI-15V-3CR-3SN-3AL): STA stāvoklī tas sasniedz ~ HRC 38–42 (HV ~ 380–430), padarot to par vienu no visgrūtāk pieejamajām titāna pakāpēm.
23. pakāpe (TI-10V-2FE-3AL): STA apstrādātās 23. pakāpes cietība ir ~ HRC 36–40 (HV ~ 360–400), nedaudz zemāka par 19. pakāpi, bet tomēr ir viena no vissmagākajām.
9. pakāpe (Ti-3al-2.5v): Kamēr alfa-beta (-) sakausējums (nevis beta), auksti izstrādāts vai izturēts 9. pakāpe var sasniegt ~ HRC 30–35 (HV ~ 300–350), grūtāk nekā vairums CP Ti, bet mīkstāki nekā beta sakausējumi.
Cietība ir atkarīga arī nomikrostruktūra: Sakausējumi ar smalkām, nogulsnētām fāzēm (no novecošanās) ir grūtāki nekā vienas un tās pašas pakāpes rūdītās (mīkstinātās) versijas.
Titāna pakāpes izmaksas ir atkarīgas no trim galvenajiem faktoriem:Sakausējuma sastāvs (retais elementu saturs), Apstrādes sarežģītība(piemēram, termiskā apstrāde, precīza kausēšana) unPrasības, kas saistītas ar lietojumprogrammu(Piemēram, aviācijas un kosmosa, medicīniskā sertifikācija). Visdārgākās pakāpes gandrīz vienmēr irSpecializēti sakausējumi-Net tīra titāna-due līdz to augstajam reto metālu saturam un stingriem ražošanas standartiem.
Galvenās dārgās titāna pakāpes ietver:
Šie sakausējumi ir paredzēti implantējamām ierīcēm (piemēram, gūžas kātiem, mugurkaula saplūšanas aparatūrai), un tai nepieciešama īpaši augsta tīrība (lai izvairītos no toksiskas elementu izskalošanās) un stingras mehāniskās īpašības kontroles.
Izmaksu vadītājs: Tie satur retus, augstas izmaksu elementus, piemēram, vanādiju (v), niobium (nb) vai tantalum (TA), kas ir daudz dārgāki nekā alumīnijs (tiek izmantots zemākas pakāpes sakausējumos). Turklāt ražošanai nepieciešama FDA/ISO sertifikācija, tīras telpas apstrāde un 100% kvalitātes pārbaudes, kas palielina izmaksas.
Relatīvās izmaksas: 3–5x dārgāks nekā CP Ti (2. pakāpe) un 2–3x dārgāks nekā parastie kosmiskās aviācijas sakausējumi, piemēram, 5. pakāpe.
Sakausējumi patīkTi-5Al-5MO-5V-3CR (25. pakāpe)vaiTI-10V-2FE-3AL (23. pakāpe, kad sertificēta ar kosmosu)tiek izmantoti kritiskos gaisa kuģu komponentos (piemēram, piezemēšanās pārnesumā, motora daļās), kas prasa ārkārtas stiprības un svara attiecības un noguruma pretestību.
Izmaksu vadītājs: Šiem sakausējumiem ir nepieciešams vakuuma loka atlīdzināšana (VaR)-lēns, energoietilpīgs process, lai novērstu piemaisījumus un vairākas termiskās apstrādes, lai sasniegtu precīzas mikrostruktūras. Aviācijas un kosmosa sertifikācija (piemēram, AMS standarti) arī nosaka stingru testēšanu (piemēram, nogurums, korozija), palielinot ražošanas izmaksas.
