Принцип: Истопљени титанијум се сипа у префабриковане калупе и очвршћава да би се формирале компоненте у облику скоро -мрежа-, обично коришћењем ливења у инвестиционој маси (ливање изгубљеним-воском) за сложене геометрије.
Унутрашња структура
Ливени титан (укључујући комерцијално чист титан и легуре као што је ГР.5) има грубу, усмерену микроструктуру у којој доминирају стубаста или равноосна зрна, са високим степеном сегрегације легирајућих елемената (нпр. Ал и В у ГР.5) на границама зрна. Ас-ливена структура често садржи дефекте ливења као што су порозност скупљања, гасне поре (Х₂, Н₂) и неметалне инклузије (ТиО₂). За + легуре попут ГР.5, као-ливена микроструктура је првенствено ламеларна + (Видманстаттен структура), без значајног префињења зрна или развоја текстуре.
Густина
Теоријска густина титанијума је 4,51 г/цм³, али ливени титан имарелативна густина од 95-98%због инхерентне порозности и дефеката скупљања. Озбиљне шупљине скупљања или велике поре могу даље смањити густину на испод 95%, што доводи до концентрације напона и деградације перформанси.
Мецханицал Пропертиес
Снага и дуктилност: Ливени титанијум има ниску затезну чврстоћу на собној{0}}температури (нпр. као-ливен ГР.5 има затезну чврстоћу од 700–750 МПа, ~15% нижу од жареног кованог ГР.5) и лошу дуктилност (издужење од 5–8%, мање од половине због кованих зрнаца) Његова граница течења је такође ниска (600–650 МПа) са значајном анизотропијом узрокованом усмереним очвршћавањем.
Чврстоћа и умор: Отпорност на ломљење од-ливеног ГР.5 је само 30–40 МПа·м¹/² (у односу на . 60 МПа·м¹/² за ковани материјал), а чврстоћа на замор (10⁷ циклуса) је 200–250 МПа (37–50% смањење од места настанка дефекта кованог места), делује као ковано место.
Високе{0}температурне перформансе: Ламеларна структура пружа умерену отпорност на пузање на 300–400 степени, али укупна чврстоћа на високим{2}}температурама је инфериорна од кованог титанијума због ниске густине.
Принцип: Титанијумске гредице су подвргнуте високо-температурној (испод -трансус за + легуре) пластичној деформацији путем ковања чекићем или пресом, ломљењу грубих ливених зрна и формирању деформисане микроструктуре.
Унутрашња структура
Ковани титанијум има арафинисана, деформисана + микроструктураса усмереним протоком зрна (влакнаста текстура) дуж правца ковања. Као-кована структура елиминише дефекте ливења (порозност, сегрегацију) и разлаже груба ламеларна зрна на равноосна или бимодална + зрна (у зависности од температуре ковања и брзине хлађења). За ГР.5, жарење након ковања даје једноличну структуру са равном осовином + са величином зрна од 5–10 μм (у односу на . 50–100 μм за као- ливени материјал).
Густина
Ковање елиминише унутрашње поре и сабија материјал, што резултира арелативна густина већа или једнака 99,5%, близу теоријске густине титанијума. Згушњавање осигурава да нема унутрашњих шупљина које би могле изазвати концентрацију напрезања.
Мецханицал Пропертиес
Снага и дуктилност: Ковани и жарени ГР.5 има затезну чврстоћу од 860–900 МПа, границу течења од 800 МПа и издужење од 10–15%, што представља уравнотежену комбинацију високе чврстоће и дуктилности. Усмерени ток зрна доводи до умерене анизотропије (снага дуж правца ковања је 5–10% већа од попречног правца).
Чврстоћа и умор: Чврстоћа на лом достиже 55–65 МПа·м¹/², а заморна чврстоћа циклуса од 10⁷- је 350–400 МПа, знатно већа од ливеног титанијума, због пречишћавања зрна и елиминације дефеката.
Високе{0}температурне перформансе: Бимодална микроструктура кованог ГР.5 пружа одличну отпорност на пузање на 300–400 степени (деформација пузања<0.1% at 200 MPa for 1000 h), outperforming cast and rolled grades.
Принцип: Титанијумски инготи или гредице се обрађују путем топлог/хладног ваљања да би се произвели листови, плоче или траке, при чему се пластична деформација дешава дуж правца ваљања да би се формирала спљоштена, текстурирана микроструктура.
Унутрашња структура
Вруће{0}}ваљани титанијум имарекристализована равноосна + микроструктураса зрнима издуженим дуж правца ваљања (формирајући котрљајућу текстуру). Хладно-титанијум (пре жарења) има деформисану, рад-очврсну структуру са великом густином дислокације; жарење након хладног ваљања рафинише зрна до 3–5 μм (финије од кованог титанијума). За ГР.5 листове, ваљана структура има снажну {0001} базалну текстуру, што доводи до значајне анизотропије у могућности обликовања и механичким својствима.
Густина
Ваљање постиже пуно згушњавање са арелативна густина већа или једнака 99,8%, пошто континуирана тлачна деформација елиминише заосталу порозност и обезбеђује униформно паковање материјала. Хладно ваљање додатно побољшава густину смањењем међугрануларних празнина.
Мецханицал Пропертиес
Снага и дуктилност: Annealed hot-rolled GR.5 sheets have a tensile strength of 850–880 MPa, yield strength of 780–800 MPa, and elongation of 12–18% (higher ductility than forged titanium due to finer grains). Cold-rolled (unannealed) GR.5 has ultra-high strength (tensile strength >1000 МПа) али ниска дуктилност (издужење<5%) due to work hardening.
Чврстоћа и умор: Чврстоћа на ломљење ваљаног ГР.5 је 50–60 МПа·м¹/² (нешто нижа од кованих квалитета због анизотропије изазване текстуром-), док је чврстоћа на замор 380–420 МПа (већа од кованог материјала због финије величине зрна и глатке површине).
Формабилити: Ваљани лимови имају одличну способност хладног обликовања (нпр. савијање, штанцање) дуж правца ваљања, али је способност обликовања лоша у попречном правцу због јаке текстуре, што ограничава њихову употребу у компонентама сложеног-облика.
Принцип: Титанијум у праху (произведен гасном атомизацијом или методама хидрид{0}}дехидрида (ХДХ)) се сабија и синтерује на високим температурама да би се формирале потпуно густе компоненте, што омогућава производњу готово{1}}нето- облика и контролу микроструктуре.
Унутрашња структура
ПМ титанијум има ауједначена, фино{0}}зрнаста равноосна микроструктура(величина зрна 2–5 μм) без усмерене текстуре или сегрегације, пошто су честице праха у потпуности рекристализоване током синтеровања. За ПМ ГР.5, микроструктура је хомогена + матрица са равномерно распоређеним финим -честицама фазе. Међутим, заостале поре (мање од или једнаке 1% запреминског удела) и мањи укључци оксида (од површинске оксидације праха) могу остати на границама зрна.
Густина
Густина ПМ титанијума зависи од параметара синтеровања: вакуум синтеровани ПМ титан имарелативна густина 98–99,5%, док третман врућим изостатичким пресовањем (ХИП) после-може да повећа густину на већу или једнаку 99,8%, што одговара нивоима кованог титанијума. ХДХ прах (неправилног облика) даје мању густину од праха распршеног гасом- (сферног облика) због лоше ефикасности паковања.
Мецханицал Пропертиес
Снага и дуктилност: Синтеровани ПМ ГР.5 има затезну чврстоћу од 800–850 МПа, границу течења од 750–780 МПа и издужење од 8–12% (нешто ниже од кованих квалитета због преостале порозности). ХИП-третирани ПМ ГР.5 постиже затезну чврстоћу од 850–900 МПа и издужење од 10–15%, упоредиво са кованим титанијумом.
Чврстоћа и умор: Отпорност на лом ПМ ГР.5 је 45–55 МПа·м¹/² (нижа од кованог материјала због инклузија оксида), а чврстоћа на замор је 300–350 МПа (побољшана на 380–400 МПа са ХИП). Фино{8}}зрнаста структура даје ПМ титанијуму одличну отпорност на хабање, која је већа од оне код кованих врста.
Цена и прилагођавање: ПМ омогућава производњу сложених компоненти са минималним отпадом материјала, али оксидација праха и порозност ограничавају његову употребу у ваздухопловним апликацијама са високим{0}}замором, што га чини погодним за индустријске и медицинске компоненте (нпр. ортопедски имплантати) са умереним захтевима за перформансе.
