Atkaitinto ir tirpalu apdoroto ir sendinto (STA) 5 klasės titano lydinio mechaninių savybių skirtumas
5 klasės titano lydinys (Ti-6Al-4V) yra plačiausiai naudojamas titano lydinys. Jo mechanines savybes galima žymiai pakoreguoti įvairiais terminiais apdorojimais. Dvi dažniausiai pasitaikančios sąlygos yra atkaitinimas ir apdorojimas tirpalu bei sendinimas (STA). Šios dvi sąlygos rodo akivaizdžius stiprumo, plastiškumo, kietumo, nuovargio charakteristikų ir naudojimo scenarijų skirtumus.
1. Atkaitinta būklė
Įprastas 5 klasės atkaitinimo procesas yra kaitinimas maždaug 700–790 laipsnių temperatūroje, palaikymas pakankamai ilgai, tada aušinimas oru arba krosnies aušinimas. Šis apdorojimas sukuria visiškai išlygintą mikrostruktūrą su vienodu grūdelių dydžiu ir pašalina liekamąjį įtempį.
Atkaitintas lydinys turi puikų lankstumą, formavimą ir atsparumą lūžiams, tačiau vidutinio stiprumo. Pagrindinės charakteristikos apima:
Mažesnis tempimo ir takumo stiprumas, palyginti su STA būkle
Didelis pailgėjimas ir ploto sumažinimas, tinka formuoti, lenkti ir suvirinti
Stabili mikrostruktūra ir nuoseklios savybės didelėse dalyse
Geras atsparumas deformacijai ir deformacijai apdirbimo metu
Puikus tvirtumas kambario ir kriogeninėje temperatūroje
Atkaitintas 5 laipsnis yra plačiai naudojamas bendrosiose konstrukcinėse dalyse, plokštėse, lakštuose, vamzdeliuose, tvirtinimo detalėse ir komponentuose, kuriems reikalingas geras apdirbamumas ir suvirinamumas.
2. Tirpalas apdorotas ir sendintas (STA) būklė
STA procesą sudaro du etapai:
Tirpalo apdorojimas: kaitinimas iki temperatūros fazės srityje (apie 900–955 laipsniai), palaikymas, kad iš dalies virstų faze, tada greitas aušinimas (gesinimas vandeniu arba aliejumi), kad išlaikytų metastabilią struktūrą.
Sendinimas: kaitinimas iki 480–595 laipsnių, palaikymas kelias valandas, tada atšaldymas, kad būtų skatinamas smulkus, vienodas fazės nusodinimas metastabilioje matricoje.
Ši mikrostruktūra labai padidina stiprumą, išlaikant priimtiną plastiškumą. STA būklės savybės yra:
Žymiai didesnis tempiamasis stipris ir takumo riba nei atkaitinta
Mažesnis lankstumas (pailgėjimas ir ploto sumažinimas)
Padidėjęs atsparumas nuovargiui ir atsparumas šliaužimui esant vidutiniškai aukštai temperatūrai
Didesnis kietumas ir atsparumas dilimui
Šiek tiek mažesnis atsparumas plyšimui, palyginti su atkaitinta medžiaga
STA Grade 5 daugiausia naudojamas didelio našumo konstrukciniuose komponentuose kosmoso, gynybos, lenktynių ir kitose srityse, kuriose reikalingas didelis stiprumo ir svorio santykis.
3. Pagrindinių skirtumų santrauka
Stiprumas: STA būklė yra daug stipresnė nei atkaitinta.
Lankstumas ir tvirtumas: Atkaitinimo būklė yra žymiai geresnė.
Formavimas: Atkaitintas yra puikus; STA prastas.
Suvirinamumas: geriau atkaitintas; STA gali prireikti terminio apdorojimo po suvirinimo.
Nuovargis ir šliaužimas: STA yra pranašesnis esant dideliam stresui ir vidutinei temperatūrai.
Pritaikymas: Atkaitintas bendroms konstrukcijoms, formuojančioms dalims ir suvirinamiesiems mazgams; STA didelio stiprumo laikantiems komponentams.
Apibendrinant galima pasakyti, kad atkaitinta sąlyga užtikrina idealią lankstumo, tvirtumo ir stabilumo pusiausvyrą, o STA sąlyga užtikrina itin didelį stiprumą dėl mikrostruktūros sukietėjimo krituliais. Pasirinkimas tarp jų priklauso nuo specifinių stiprumo, kietumo, formavimo ir aptarnavimo aplinkos reikalavimų.
