1. Чврстоћа на замор легура титанијума
Кључне карактеристике заморне чврстоће легуре титанијума
За жарени Ти-6Ал-4В (најприсутнија легура титанијума), чврстоћа замора на собној температури (на 10⁷ циклуса, Р=-1, где је Р однос минималног и максималног напрезања) креће се од300–400 МПа, са неким термички{0}}третираним варијантама које достижу 450–500 МПа. Ово је значајно више од оног од нерђајућег челика 304 (≈170 МПа) и алуминијума 6061-Т6 (≈90 МПа) под истим условима испитивања, што чини Ти-6Ал-4В идеалним за апликације високог циклуса замора (ХЦФ).
За легуре титанијума велике чврстоће (нпр. Ти-6Ал-2Сн-4Зр-2Мо, Ти-5Ал-2.5Сн), чврстоћа замора може да пређе 500 МПа у стању третираног раствором и старења (СТА), пошто фине преципитиране фазе у њиховој микроструктури и ометају покретање дислокације.
Двофазне (+) легуре (нпр. Ти-6Ал-4В): Њихова уравнотежена / микроструктура пружа оптималну отпорност на замор. -фаза доприноси чврстоћи и отпорности на ширење прслине, док -фаза повећава дуктилност и спречава настанак прслине. Међутим, претерано{4}}старење или претерана обрада на хладном могу да огрубе -честице фазе или да уведу заостала напрезања, смањујући чврстоћу на замор за 10–20%.
легуре (нпр. Ти-5Ал-2.5Сн): Ове легуре имају одличне перформансе при ниском -цикличном замору (ЛЦФ) због своје стабилне микроструктуре ХЦП -фазе, са животним веком ЛЦФ (на Δσ/2=500 МПа) преко 10⁴ циклуса. Они се широко користе у компонентама ваздухопловства на ниским{5}}има.
легуре (нпр. Ти-10В-2Фе-3Ал): Са потпуно БЦЦ -фазном структуром, ове легуре нуде високу отпорност на раст прслине услед замора (да/дН ≈ 10⁻⁸ м/циклус на ΔК=20 МПа·м¹/²) и погодне су за компоненте под динамичким условима високог-оптерећења (нпр. хеликоптер роторски хеликоптер).
Корозивни замор околине (ЦАФ): У медијумима који садрже морску воду или хлорид{0}}, легуре титанијума одржавају далеко боље перформансе замора од челика или алуминијума, пошто њихов пасивни оксидни филм спречава настанак прслина изазваних корозијом{1}}. Заморна чврстоћа Ти-6Ал-4В у морској води опада само за 5–10% (на ≈350 МПа при 10⁷ циклуса), док нерђајући челик 304 доживљава пад од 50% због корозије у облику талог.
Осетљивост на стање површине: Површински дефекти (нпр. трагови машинске обраде, микропукотине) и контаминација водоником су главни покретачи замора. Сачмарење или елоксирање може побољшати чврстоћу на замор за 20-30% увођењем заосталих напона притиска и повећањем пасивизације површине. Супротно томе, крхкост водоником може смањити век трајања замора до 50% промовишући раст међугрануларних пукотина на ниским температурама.
На криогеним температурама (нпр. -196 степени), снага замора Ти-6Ал-4В се повећава на450–500 МПазбог побољшаног атомског везивања и смањене покретљивости дислокација, без дуктилног-у-прелаза у понашању замора.
На повишеним температурама (до 300 степени), његова заморна чврстоћа остаје изнад 250 МПа (10⁷ циклуса), али изнад 400 степени, оксидација и омекшавање границе зрна изазивају брз пад (губитак 30–40% заморне чврстоће на собној{6}}степени на 500 степени).
2. Особине пузања легура титанијума
Кључне карактеристике пузања од легуре титанијума
+ легуре (нпр. Ти-6Ал-4В): Њихова максимална дуготрајна{0}}температура пузања је300–350 степени. При напону од 300 степени и 200 МПа, стопа пузања-у стационарном стању је мања или једнака 10⁻⁸ с⁻¹, а деформација пузања је мања од 0,1% након 10.000 сати излагања-довољна за компоненте компресора подструктура авиона и подструктурних компоненти авиона. Изнад 400 степени, брзина пузања се нагло убрзава (преко 10⁻⁶ с⁻¹ на 450 степени /200 МПа) због -огрубљавања фазе и клизања границе зрна.
легуре (нпр. Ти-5Ал-2.5Сн, Ти-6Ал-2Сн-4Зр-2Мо): Ове легуре имају највећу отпорност на пузање међу легурама титанијума, са-дуготрајном радном температуром од400–500 степени. На пример, Ти-6Ал-2Сн-4Зр-2Мо на 450 степени и 250 МПа има стабилну брзину пузања мању или једнаку 5×10⁻⁹ с⁻¹ и век трајања мотора који прелази 100.000 сати, што га чини погодним за делове високе температуре у свемиру.
легуре: Њихова отпорност на пузање је нижа од легура и +, са максималном радном температуром од 300–350 степени, пошто БЦЦ -фаза има већу атомску покретљивост и склона је деформацији пузања под дуготрајним-напоном.
На ниским температурама (<400°C) and high stresses, creep is dominated by пењање и клизање дислокацијеу -фази, при чему -фаза делује као препрека кретању дислокација (повећава отпорност на пузање у двофазним легурама).
At high temperatures (>450 степени),гранично клизање зрна и дифузионо пузањепостати доминантан. легуре са финим, равномерно распоређеним зрнима и чврстим-раствором-елементима ојачаним (Ал, Сн, Зр) ефикасно се одупиру клизању по границама зрна, отуда и њихове супериорне перформансе пузања при високим{3}}има.
Топлотна обрада игра кључну улогу: Третман раствором праћен старењем (СТА) за + легуре таложи фине -честице фазе у -матрици, које причвршћују дислокације и смањују стопе пузања за 50–70% у поређењу са жареним стањем.
У оксидирајућим атмосферама, формирање густог ТиО₂-Ал₂О₃ пасивног филма на легурама титанијума (посебно онима са високим садржајем Ал) инхибира дифузију кисеоника и смањује кртост пузања. Међутим, на температурама изнад 550 степени, оксидни филм постаје порозан, омогућавајући кисеонику да продре у матрицу и формира крто „алфа кућиште“, што убрзава ломљење пузања.
У срединама које садрже водоник{0}}, апсорпција водоника повећава брзину пузања промовишући покретљивост дислокација и међугрануларно пуцање, ограничавајући радни век пузања легура титанијума у таквим атмосферама за 20–30%.
