1. 5 klasės titano lydinio eksploatavimo temperatūros diapazonas
5 klasės titano lydinys pasižymi stabiliomis mechaninėmis savybėmis ir mikrostruktūriniu vientisumu apibrėžtame temperatūros lange, o jo eksploatavimo temperatūra paprastai skirstoma į ilgalaikio nepertraukiamo eksploatavimo ir trumpalaikio didžiausio eksploatavimo scenarijus.
(1) Ilgalaikio nepertraukiamo naudojimo temperatūra
Programoms, kurioms reikalingas stabilus veikimas ilgą laiką (pvz., 10, 000+ valandų nepertraukiamo veikimo), rekomenduojama maksimali ilgalaikė eksploatavimo temperatūra yra 315 laipsnių (600 laipsnių F). Esant tokiai temperatūrai, lydinio dviejų fazių + mikrostruktūra išlieka termiškai stabili, be reikšmingo fazės šiurkštėjimo ar atsparumo valkšnumui pablogėjimo. Jis gali išlaikyti daugiau nei 80 % tempiamojo stiprio kambario temperatūroje ir išlaikyti patikimą atsparumą nuovargiui, todėl tinka konstrukciniams komponentams aviacijos ir erdvėlaiviuose, pramoniniuose kompresoriuose ir jūrinėje įrangoje, kuri veikia esant vidutinei šiluminei apkrovai.
(2) Trumpalaikė didžiausia eksploatavimo temperatūra
Scenarijų, susijusių su periodiniu aukštos temperatūros poveikiu (pvz., trumpalaikiai šiluminiai šuoliai aviacijos ir kosmoso varikliuose arba išmetimo sistemose), 5 laipsnio titano lydinys gali atlaikyti trumpalaikį eksploatavimą iki 400–450 laipsnių (752–842 laipsnių F) temperatūroje. Esant 400 laipsnių kampui, jis vis tiek išlaiko pakankamą tempimo stiprumą (maždaug 520 MPa po 1000 valandų) ir atsparumą šliaužimui, kad atitiktų nekritinių aukštos temperatūros komponentų veikimo reikalavimus. Tačiau ilgalaikis poveikis virš 400 laipsnių paspartins fazės grubumą, dėl to greitai sumažės stiprumas ir plastiškumas bei padidės šliaužimo deformacijos ir mikrostruktūros nestabilumo rizika. Todėl aukštesnė nei 450 laipsnių temperatūra nerekomenduojama jokiu eksploatacijos laikotarpiu, nes tai negrįžtamai pakenks lydinio veikimui.
2. 5 klasės titano lydinio termiškai apdorojamas
5 klasės titano lydinys yra termiškai apdorojamas + lydinys, o jo mechanines savybes galima žymiai pagerinti naudojant tirpalo apdorojimą ir senėjimo (STA) procesus. Kaip dviejų fazių lydinys, jo terminio apdorojimo mechanizmas priklauso nuo kritulių kiekio ir fazės pasiskirstymo matricoje, kad būtų galima reguliuoti stiprumą, kietumą ir lankstumą.
(1) Pagrindinis terminio apdorojimo procesas: apdorojimas tirpalu + senėjimas (STA)
Tirpalo apdorojimas: lydinys kaitinamas iki 940–955 laipsnių (virš + transuso temperatūros, bet žemiau viso transuso), palaikomas pakankamai ilgai, kad ištirptų legiravimo elementai ir homogenizuota mikrostruktūra, po to greitai gesinamas (pvz., aušinamas vandeniu arba aliejumi), kad išlaikytų persotintą metastabilų kietą tirpalą.
Senėjimo apdorojimas: užgesintas lydinys vėl pašildomas iki 480–600 laipsnių ir laikomas kelias valandas. Šio proceso metu smulkios, tolygiai paskirstytos nuosėdos formuojasi ir auga matricoje, kuri yra pagrindinis stiprinimo mechanizmas.
(2) Terminio apdorojimo poveikis savybėms
Po apdorojimo STA 5 laipsnio titano lydinio tempiamasis stipris gali būti padidintas nuo atkaitintos būsenos (apie 900 MPa) iki 1 100–1 300 MPa, o takumo riba gali siekti 1 000–1 200 MPa, šiek tiek sumažinus plastiškumą (pailgėjimas 6–10 %). Ši didelio stiprumo būsena plačiai naudojama didelės apkrovos srityse, pvz., aviacijos ir kosmoso tvirtinimo detalėse, turbinų mentėse ir medicininiuose implantuose. Be STA, atkaitinimas (700–785 laipsnių) ir įtempių mažinimas (480–650 laipsnių) yra įprasti terminio apdorojimo procesai. Atkaitinimas pagerina lankstumą ir apdirbamumą, o įtempių mažinimas sumažina gamybos ar suvirinimo liekamuosius įtempius.
Apibendrinant galima pasakyti, kad 5 klasės titano lydinio ilgalaikė eksploatavimo temperatūra yra 315 laipsnių, o trumpalaikė didžiausia temperatūra – 400–450 laipsnių, jį galima efektyviai sustiprinti apdorojant tirpalu ir sendinant, todėl tai yra ideali medžiaga didelio našumo darbams, kuriems reikalinga stiprumo, atsparumo temperatūrai ir apdirbamumo pusiausvyra.
