1. Kas ir Ti-6Al-4V siltuma apstrāde?
Rūdīšana: Šī ir visplašāk izmantotā termiskā apstrāde Ti-6Al-4V. Tas ietver sakausējuma sildīšanu līdz temperatūrai no 700 grādiem līdz 800 grādiem (zem beta transusa temperatūras, kas ir aptuveni 995 grādi Ti-6Al-4V) un turot to noteiktā periodā (parasti 1–4 stundas), lai mazinātu iekšējos spriegumus un iegūtu vienotu mikrostruktūru. Seko lēna dzesēšana (piemēram, krāsns dzesēšana), kā rezultātā rodas laba elastība un izturība, padarot sakausējumu vieglāku vai veidojoties.
Beta atlaidināšana: Sakausējums tiek uzkarsēts virs beta transusa temperatūras (ap 1000–1050 grādiem) un tiek turēts, lai pilnībā pārveidotu mikrostruktūru uz beta fāzi. Turpmākā dzesēšana (bieži gaisa dzesēšana vai ūdens rūdīšana) veido rupju alfa-beta struktūru, kas pastiprina šļūdes izturību un augstas temperatūras izturību, bet var samazināt elastību.
Risinājumu ārstēšana un novecošanās (STA): Šis process ietver sakausējuma sildīšanu līdz temperatūrai, kas atrodas tieši zem beta transusas (piemēram, 925–950 grādi), lai izšķīdušos elementus izšķīdina beta fāzē, kam seko ātra slāpēšana (parasti ūdenī), lai notvertu šķīdinātājus un veidotu metastabilu martensītu struktūru. Pēc tam sakausējumu noveco zemākā temperatūrā (450–550 grādos), lai beta matricā izgulsnētu smalkas alfa daļiņas, ievērojami palielinot stiprību (līdz ~ 1100 MPa stiepes izturībai) uz zināmas elastības rēķina.
2. Kāda titāna pakāpe ir Ti-6al-4V?
1. - 4. Klase ir komerciāli tīrs (CP) titāns, ar atšķirīgu skābekļa saturu, kas ietekmē izturību un elastību.
5. pakāpe un augstāka ir leģēta titāna, kur 5. pakāpe īpaši attiecas uz Ti-6Al-4V kompozīciju.
3. Kādas ir Ti-6Al-4V mehāniskās īpašības?
Stiepes izturība: 895–930 MPa (Megapascals). To var palielināt līdz 1100–1200 MPa ar šķīduma ārstēšanu un novecošanos (STA).
Peļņas izturība: 825 - 860 MPA (atkvēlināts); 1000–1100 MPa (STA).
Pagarināšana (elastība): 10–15% (atkvēlināts); 5–8% (STA). Tas mēra materiāla spēju izstiepties pirms pārrāvuma.
Elastības modulis: ~ 110 GPA (gigapascals), kas ir zemāks par tēraudu (~ 200 GPa), bet tuvāk cilvēka kaulam (~ 10–30 GPa), padarot to ideālu medicīniskiem implantiem, lai samazinātu stresa pasargāšanu.
Cietība: ~ 30 HRC (Rockwell C) atkvēlinātajā stāvoklī; palielinās līdz ~ 38–40 HRC pēc STA.
Blīvums: 4,43 g/cm³, ievērojami zemāks par tēraudu (7,87 g/cm³) un nedaudz augstāks par alumīniju (2,7 g/cm³), veicinot tā augsto izturības un svara attiecību.
Noguruma spēks: ~ 400–500 MPa (10⁷ cikliem), kritiski komponentiem, kas pakļauti atkārtotai iekraušanai (piemēram, gaisa kuģa spārni, turbīnu asmeņi).
Kušanas punkts: Aptuveni 1660 grādu, kas nodrošina veiktspēju vidē ar augstu temperatūru līdz ~ 400 grādiem.
4. Kāds ir Ti-6al-4V ķīmiskais sastāvs?
Titāns (Ti): Bilance (~ 90%), parastais metāls, kas nodrošina sakausējuma pamatīpašības.
Alumīnijs (AL): 5,5–6,75%, spēcīgs alfa stabilizators, kas uzlabo izturību, uzlabo oksidācijas izturību un paaugstina alfa-beta transformācijas temperatūru.
Vanādijs (v): 3,5–4,5%, beta stabilizators, kas veicina beta fāzes veidošanos, uzlabojot izturību, izturību un augstas temperatūras veiktspēju.
Dzelzs (Fe): mazāks vai vienāds ar 0,30%
Skābeklis (O): mazāks vai vienāds ar 0,20%
Ogleklis (c): mazāks vai vienāds ar 0,08%
Slāpeklis (n): mazāks vai vienāds ar 0,05%
Ūdeņradis (h): mazāks vai vienāds ar 0,015%
