Разлика в механичните свойства между условията на отгрята и третирана с разтвор & отлежала (STA) титаниева сплав клас 5
Титанова сплав клас 5 (Ti‑6Al‑4V) е най-широко използваната титанова сплав. Неговите механични свойства могат да бъдат регулирани значително чрез различни топлинни обработки. Двете най-често срещани състояния са отгряване и третиране с разтвор и състаряване (STA). Тези две условия показват очевидни разлики в силата, пластичността, издръжливостта, характеристиките на умора и сценариите на приложение.
1. Отгрято състояние
Типичният процес на отгряване за степен 5 е нагряване при около 700–790 градуса, задържане за достатъчно време, след това въздушно охлаждане или охлаждане в пещ. Това третиране създава напълно равноосна микроструктура с еднакъв размер на зърното и облекчен остатъчен стрес.
В отгрято състояние сплавта има отлична пластичност, формоспособност и якост на счупване, но умерена якост. Основните характеристики включват:
По-ниска граница на опън и провлачване в сравнение със състоянието STA
Голямо удължение и намаляване на площта, добро за формоване, огъване и заваряване
Стабилна микроструктура и постоянни свойства в големи участъци
Добра устойчивост на изкривяване и деформация по време на обработка
Отлична издръжливост при стайна и криогенна температура
Отгрят клас 5 се използва широко в общи структурни части, плочи, листове, тръби, крепежни елементи и компоненти, изискващи добра обработваемост и заваряемост.
2. Състояние, третирано с разтвор и отлежало (STA).
Процесът на STA включва две стъпки:
Обработка на разтвора: нагряване до температура в областта на фазата (около 900–955 градуса), задържане, за да се позволи частична трансформация във фаза, след това бързо охлаждане (закаляване с вода или масло), за да се запази метастабилна структура.
Стареене: повторно нагряване до 480–595 градуса, задържане за няколко часа, след това охлаждане, за да се насърчи фино, равномерно утаяване на фаза в рамките на метастабилната матрица.
Тази микроструктура значително увеличава здравината, като същевременно поддържа приемлива пластичност. Имотите в състояние STA са:
Значително по-висока якост на опън и граница на провлачване в сравнение с отгрято състояние
По-ниска пластичност (удължение и намаляване на площта)
Подобрена якост на умора и устойчивост на пълзене при умерено повишени температури
По-висока твърдост и устойчивост на износване
Малко по-ниска якост на счупване в сравнение с отгрят материал
STA клас 5 се използва главно в структурни компоненти с висока производителност в космическото пространство, отбраната, състезанията и други области, изискващи високо съотношение на якост към тегло.
3. Обобщение на основните разлики
Сила: Състоянието на STA е много по-силно от загрято.
Пластичност и здравина: Отгрятото състояние е значително по-добро.
Способност за формоване: Отгрят е отличен; STA е беден.
Заваряемост: Отгрят е по-добър; STA може да изисква топлинна обработка след заваряване.
Умора и пълзене: STA е по-добър при висок стрес и умерена температура.
Приложения: Отгряван за общи конструкции, формовъчни части и заварени възли; STA за носещи компоненти с висока якост.
В заключение, загрято състояние осигурява идеален баланс на пластичност, издръжливост и стабилност, докато състоянието STA постига ултра-висока якост чрез втвърдяване на микроструктурата. Изборът между тях зависи от специфичните изисквания за здравина, издръжливост, формоспособност и работна среда.
