1. Да ли је легура титанијума степена 5 (Ти-6Ал-4В) немагнетни материјал?
Инхерентна магнетна својства титанијумске матрице: Чисти титанијум има хексагоналну -запаковану (ХЦП) -фазну структуру на собној температури, која је парамагнетна-што значи да показује само врло слабу магнетну осетљивост и не задржава магнетизам након уклањања спољашњег магнетног поља. Легирајући елементи алуминијум (Ал, -стабилизатор) и ванадијум (В, -стабилизатор) не уносе феромагнетне компоненте у легуру. Ал није-магнетни, док је В слаб парамагнетни метал; ниједан елемент не формира феромагнетна интерметална једињења са титанијумом у Ти-6Ал-4В.
Микроструктура{0}}Магнетне варијације: Ти-6Ал-4В обично има двофазну-микроструктуру (+) након стандардне топлотне обраде. -фаза остаје парамагнетна, а кубична-телесно центрирана (БЦЦ) -фаза (стабилизована са В) је такође слабо парамагнетна. Укупна магнетна осетљивост легуре је изузетно ниска (реда 10⁻⁶–10⁻⁵ ему/г), далеко испод феромагнетних метала као што су челик или легуре на бази никла. Чак и у хладно обрађеним или старим стањима (која пречишћавају микроструктуру или таложе секундарне фазе), нема значајног повећања магнетизма.
Значај практичне примене: У индустријама са строгим немагнетним захтевима (нпр. ваздушни системи за навигацију, опрема за медицинско снимање као што је МРИ и прецизне електронске компоненте), Ти-6Ал-4В је широко прихваћен као немагнетни структурни материјал. Његов слаб магнетизам неће ометати магнетне сензоре, опрему за снимање или електронски пренос сигнала, што га разликује од феромагнетних метала који могу изазвати изобличење магнетног поља или квар опреме.
2. Распон тврдоће по Бринелу (ХБ) легуре титанијума степена 5 (Ти-6Ал-4В)
жарено стање (најчешће за опште примене)
Жарење је најшире коришћена топлотна обрада за Ти-6Ал-4В (обично се изводи на 700–800 степени у трајању од 1–2 сата након чега следи хлађење пећи или ваздушно хлађење), која уравнотежује снагу, дуктилност и обрадивост. У овом стању, тврдоћа по Бринелу Ти-6Ал-4В креће се од300 ХБ до 360 ХБ. Овај ниво тврдоће обезбеђује добру отпорност на хабање уз одржавање довољне жилавости за структурне компоненте као што су причвршћивачи за ваздухопловство, делови мотора аутомобила и медицински имплантати.
Решење{0}}Обрађено и остарјело (СТА) стање (пријаве високе-снаге)
За компоненте које захтевају повећану механичку чврстоћу, Ти-6Ал-4В се подвргава третману раствором (890–920 степени током 30–60 минута, гашење водом) након чега следи старење (450–550 степени током 4–8 сати, хлађење ваздухом). Овај процес таложи честице фине фазе унутар -матрице, постижући секундарно ојачање. Тврдоћа по Бринелу у СТА стању се повећава на360 ХБ до 420 ХБ, праћен значајним порастом затезне чврстоће (до 1100–1200 МПа), што га чини погодним за-компоненте високог оптерећења као што су делови стајног трапа авиона и алати за бушење нафте на мору.
Цолд{0}}Хладна радна држава
Хладна обрада (нпр. хладно ваљање, хладно ковање) уводи дислокације и рафинира микроструктуру Ти-6Ал-4В, повећавајући његову тврдоћу. Тврдоћа по Бринелу хладно обрађеног Ти-6Ал-4В креће се од340 ХБ до 400 ХБ, у зависности од степена деформације (5–20% смањење површине). Међутим, прекомерна хладна обрада ће смањити дуктилност, па се обично користи за мале{3}}прецизне компоненте које захтевају високу површинску тврдоћу и тачност димензија.
Цаст Стате
Као-ливен Ти-6Ал-4В има грубљу микроструктуру са дефектима ливења (нпр. порозност, сегрегација) у поређењу са кованим легурама, што резултира нешто нижом тврдоћом, обично у опсегу од280 ХБ до 330 ХБ. Углавном се користи за велике, сложене-компоненте у облику где је ковање непрактично, са термичком обрадом после-које која је често потребна да би се побољшала тврдоћа и униформност перформанси.
3. Да ли легура титанијума степена 5 (Ти-6Ал-4В) постаје крта у окружењима са ниским температурама?
Микроструктурна стабилност на ниским температурама
Двофазна-фазна (+) микроструктура Ти-6Ал-4В има високу стабилност на ниским температурама (до -253 степена, температура течног водоника). За разлику од-кубних (БЦЦ) метала (нпр. угљенични челик, који пролази кроз дуктилну-у-прелазу на око -40 степени до -100 степени), ХЦП-фаза и БЦЦ-фаза Ти-6Ал-4В не доживљавају изненадну фазну транзицију везану за ниску температуру или зрна. Легирајући елементи Ал и В додатно стабилизују микроструктуру, спречавајући стварање крхких фаза (нпр. ω-фазе) које би изазвале крхкост при екстремној хладноћи.Механичке перформансе на криогеним температурама
Подаци теста показују да се механичка својства Ти-6Ал-4В побољшавају, а не деградирају са смањењем температуре у криогеном опсегу:
Повећање снаге: Затезна чврстоћа и граница течења значајно расту са смањењем температуре. На пример, на -196 степени (температура течног азота), његова затезна чврстоћа се повећава са ~900 МПа (собна температура) на ~1200 МПа, док се граница течења повећава са ~820 МПа на ~1100 МПа, због смањене покретљивости дислокација и побољшаног јачања чврстог раствора на ниским температурама.
Задржавање дуктилности и жилавости: За разлику од угљеничног челика, који нагло губи дуктилност испод своје дуктилне-на-прелазна температура (ДБТТ), Ти-6Ал-4В задржава високо издужење (10–15% на -196 степени, у поређењу са 12–15% на собној температури) и жилавост лома на собној температури од -10 до 15% (КИЦ, м¹6²) нивои). Не доживљава крхки лом под ударом или затезним оптерећењем на криогеним температурама.
Отпорност на замор на ниским{0}}температурама: У цикличном оптерећењу на ниским температурама, Ти-6Ал-4В одржава добру отпорност на замор, пошто његова микроструктура не акумулира крта оштећења или микропукотине под сталним напрезањем на ниским температурама.
Ограничења у ултра-ниским-температурама и посебним условима
Док се Ти-6Ал-4В добро понаша у већини криогених окружења (до -253 степена), постоје два ивична случаја који могу довести до смањене жилавости:
Присуство контаминације водоником: Ако легура апсорбује водоник током обраде или експлоатације (нпр. од кисељења, заваривања или излагања медијумима који садрже водоник-), кртост водоника може бити погоршана на ниским температурама, пошто се дифузија водоника успорава и акумулира на границама зрна, смањујући жилавост на лом.
Претерана обрада на хладном или неправилна топлотна обрада: Пре-Хладно обрађен-Ти-6Ал-4В или легуре са неодговарајућим старењем (нпр. прекомерно-старење које формира честице грубе фазе) могу имати смањену жилавост при ниским температурама, иако то није резултат саме ниске температуре већ микроструктурних дефеката.
Кеи Такеаваис
