5 klasės titano lydinys, taip pat žinomas kaip Ti-6Al-4V, yra plačiausiai naudojamas titano lydinys aviacijos, automobilių, medicinos, jūrų ir didelio efektyvumo konstrukcijų srityse. Vienas iš patraukliausių privalumų yra puikus atsparumas nuovargiui, ypač esant ciklinei apkrovai, korozinei aplinkai ir aukštai temperatūrai. Jo nuovargis yra labai susijęs su terminiu apdorojimu, paviršiaus būkle, pakrovimo tipu ir gamybos procesu. Žemiau pateikiamas išsamus jo nuovargio veikimo paaiškinimas.
Pirma, Ti-6Al-4V atsparumas nuovargiui paprastai įvertinamas naudojant S-N kreivę, veikiant ciklinėms tempimo ir gniuždymo ar lenkimo apkrovoms.
Atkaitinto Ti-6Al-4V atsparumo riba (107 ciklų nuovargio riba) yra ap.
maždaug 450–500 MPa esant ašinei apkrovai. Sukamojo lenkimo atveju vertė yra šiek tiek didesnė, paprastai 495–575 MPa. Šis lygis yra daug didesnis nei daugelio tokio paties tankio plienų ir aliuminio lydinių, todėl jis idealiai tinka lengviems konstrukciniams komponentams, kuriuos veikia ilgalaikiai vibracijos ir apkrovos ciklai.
Terminis apdorojimas turi nepaprastą poveikį nuovargiui.
Tirpalu apdorotas ir sendintas (STA) Ti-6Al-4V tempiamasis ir takumo stiprumas yra didesnis, todėl jo didelio ciklo nuovargio stipris gali siekti 550–630 MPa, o tai yra maždaug 10 % didesnis nei atkaitintos būklės. Tačiau, kadangi plastiškumas ir kietumas šiek tiek sumažėja, gali sumažėti jo atsparumas įtrūkimų augimui. Priešingai, atkaitinta sąlyga užtikrina didesnį atsparumą nuovargio įtrūkimų plitimui ir yra stabilesnė esant kintamos amplitudės apkrovai, todėl ji yra tinkama tais atvejais, kai lūžių rizika turi būti sumažinta iki minimumo.
Antra, nuovargio įtrūkimų augimo greitis yra pagrindinis konstrukcijos patikimumo rodiklis.
Ti-6Al-4V, palyginti su daugeliu konstrukcinių metalų, nuovargio įtrūkimų augimo greitis yra mažas. Įprastomis aplinkos sąlygomis įtrūkimų augimo greitis da/dN atitinka Paryžiaus įstatymą, o koeficientas yra santykinai mažas. Tai reiškia, kad net jei yra nedidelių defektų, lydinys gali juos toleruoti be staigaus gedimo per daug ciklų. Ši charakteristika yra labai svarbi aviacijos ir kosmoso komponentams, tokiems kaip turbinų mentės, važiuoklės dalys ir orlaivio fiuzeliažo konstrukcijos.
Kitas svarbus veiksnys yra paviršiaus būklė. Poliruoti arba šlifuoti paviršiai žymiai pagerina nuovargio tarnavimo laiką. Šratinimas sukuria liekamąjį gniuždymo įtempį ant paviršiaus, kuris veiksmingai slopina įtrūkimų atsiradimą ir gali padidinti atsparumą nuovargiui 90–125 MPa. Priešingai, šiurkštūs paviršiai, apdirbimo žymės ar įpjovos padidina įtampą ir gali sumažinti nuovargio efektyvumą 30 % ar daugiau. Todėl labai rekomenduojama apdoroti paviršių esant dideliam nuovargiui.
Kalbant apie poveikį aplinkai, 5 klasės titanas išlaiko puikų atsparumą nuovargiui korozinėse aplinkose, tokiose kaip jūros vanduo, druskos purškimas ir švelnios rūgštinės ar šarminės sąlygos.
Skirtingai nei plienas, chloridinėje aplinkoje jis nepatiria didelio korozijos ir nuovargio. Dėl to jis yra pirmasis jūrinių komponentų, atviroje jūroje esančių konstrukcijų ir chirurginių implantų pasirinkimas. Vidutiniškai aukštesnėje temperatūroje (apie 150–200 laipsnių) atsparumas nuovargiui šiek tiek sumažėja, tačiau išlieka pranašesnis už daugelį aliuminio lydinių.
Apibendrinant,5 klasės titano lydinys pasižymi išskirtiniu atsparumu didelio ciklo nuovargiui, gerą atsparumą įtrūkimų augimui ir didelį atsparumą aplinkos nuovargiui. Tinkamas terminis apdorojimas ir paviršiaus pagerinimas gali dar labiau optimizuoti jo nuovargio elgesį. Šios savybės paaiškina, kodėl Ti-6Al-4V išlieka nepakeičiamas komponentuose, kuriems reikalingas lengvas, didelis tvirtumas ir itin didelis patvarumas esant ilgalaikei ciklinei apkrovai.
