Легура титанијума степена 5, познатија као Ти‑6Ал‑4В, је најшире коришћена легура титанијума + у ваздухопловној, енергетској, медицинској и поморској индустрији. Његова отпорност на лом је једно од кључних механичких својстава која одређују његову поузданост у условима динамичког, ударног или цикличног оптерећења.
Жилавост лома описује отпорност материјала на ширење пукотина. За металне материјале, обично се изражава коришћењем жилавости лома у равни деформације КИЦ и критичне брзине ослобађања енергије ГИЦ. Ти‑6Ал‑4В степена 5 показује умерено високу и стабилну жилавост лома, која значајно варира у зависности од термичке обраде, микроструктуре и дебљине.
У жареном (Милл Аннеалед, МА) стању, које је најчешће стање испоруке, легура титанијума степена 5 обично има КИЦ вредност у распону од око 55 до 77 МПа·м¹ᐟ².
Овај ниво жилавости омогућава легури да се одупре изненадном расту прслина под статичким или умереним динамичким оптерећењима. Када се обрађује у условима третираним раствором и старењем (СТА) да би се постигла већа чврстоћа, жилавост лома благо опада, обично пада између 44 и 55 МПа·м¹ᐟ². Овај компромис између чврстоће и жилавости типичан је за структурне легуре високих перформанси.
У поређењу са другим конструкцијским материјалима, Ти‑6Ал‑4В има много већу отпорност на лом од многих челика високе чврстоће и легура алуминијума на сличним нивоима чврстоће. Одржава добру жилавост чак и на температурама испод нуле, што га чини погодним за криогена и нискотемпературна радна окружења. Његова жилавост такође остаје стабилна до умерено високих температура, што је критично за компоненте гасних турбина, лопатице компресора и структурне делове авиона.
Микроструктура игра одлучујућу улогу у отпорности на лом легуре титанијума степена 5.
Фина, уједначена и равноосна + микроструктура генерално пружа одличан баланс снаге и жилавости. Грубе микроструктуре или прекомерно крхки гранични слојеви зрна могу смањити отпорност на раст пукотина и смањити ефективну жилавост лома. Правилна контрола ковања, температуре термичке обраде, брзине хлађења и времена старења може оптимизовати микроструктуру како би се побољшала и жилавост и перформансе замора.
Друга важна карактеристика је отпорност легуре на раст прслина од замора.
Ти‑6Ал‑4В степена 5 има ниску стопу раста пукотина од замора, што значи да је мања вероватноћа да ће се мали унутрашњи или површински дефекти брзо проширити под цикличним оптерећењем. Ово је посебно вредно за делове трупа авиона, компоненте стајног трапа, причвршћиваче и посуде под притиском, где су дугорочна издржљивост и безбедност од суштинског значаја.
У практичним инжењерским применама, отпорност на лом степена 5 је довољно висока за већину носивих конструкција.
Избегава ризик од кртог лома који се види код неких материјала високе чврстоће, док истовремено одржава изузетан однос чврстоће и тежине и отпорност на корозију. Из тог разлога, остаје пожељан избор у дизајну који захтева високу чврстоћу, умерену жилавост и лагане перформансе.
Укратко, легура титанијума степена 5 показује одличну и поуздану отпорност на лом погодну за критичне конструкцијске примене.Његова жилавост се може прилагодити топлотном обрадом и обрадом како би задовољила специфичне захтеве дизајна, успостављајући њену позицију као најсвестраније и најшире примењене легуре титанијума на свету.
