1. Čo je tepelné ošetrenie TI-6AL-4V?
Žíhanie: Toto je najpoužívanejšie tepelné ošetrenie pre TI-6AL-4V. Zahŕňa zahrievanie zliatiny na teplotu medzi 700 a 800 stupňami (pod teplotou beta transusu, čo je približne 995 stupňov pre TI-6AL-4V) a jej držanie po určitom období (zvyčajne 1–4 hodiny) na zmiernenie vnútorných napätí a vytvorenie rovnomernej mikroštruktúry. Nasleduje pomalé chladenie (napr. Chladenie pece), čo vedie k dobrej ťažnosti a húževnatosti, čo uľahčuje stroj na stroj alebo tvorbu zliatiny.
Žíhanie beta: Zliatina je zahrievaná nad teplotou beta transusu (okolo 1 000 - 1050 stupňov) a je držaná na konverziu mikroštruktúry úplne na fázu beta. Následné chladenie (často chladenie vzduchu alebo ochladenie vody) tvorí hrubú štruktúru alfa-beta, ktorá zvyšuje odpor tečenia a pevnosť vysokej teploty, ale môže znížiť ťažnosť.
Liečba a starnutie roztoku (STA): Tento proces zahŕňa zahrievanie zliatiny na teplotu tesne pod beta transusom (napr. 925 - 950 stupňov), aby sa rozpustili legované prvky do beta fázy, po ktorej nasledovalo rýchle ochladenie (zvyčajne vo vode) na zachytenie rozpustených látok a vytvorenie metastabilnej martenzitickej štruktúry. Zliatina je potom starnúca pri nižšej teplote (450 - 550 stupňov), aby sa zrážalo jemné alfa častice v beta matrici, čo výrazne zvyšuje pevnosť (až do ~ 1100 MPa pevnosti v ťahu) za cenu určitej ťažnosti.
2. Aký stupeň titánu je TI-6AL-4V?
Stupne 1–4 sú komerčne čistý (CP) titán, s rôznym obsahom kyslíka ovplyvňujúceho pevnosť a ťažnosť.
Trieddy 5 a viac sú legované titány, kde stupňa 5 sa konkrétne týka kompozície TI-6AL-4V.
3. Aké sú mechanické vlastnosti TI-6AL-4V?
Pevnosť v ťahu: 895 - 930 MPa (Megapascals). Toto sa môže zvýšiť na 1100 - 1200 MPa s ošetrením roztoku a starnutím (STA).
Výnosová sila: 825 - 860 mPa (žíhané); 1000 - 1100 MPa (STA).
Predĺženie (ťažnosť): 10–15% (žíhané); 5–8% (STA). To meria schopnosť materiálu natiahnuť sa pred zlomením.
Modul elasticity: ~ 110 GPA (gigapascals), ktorý je nižší ako oceľ (~ 200 GPA), ale bližšie k ľudskej kosti (~ 10–30 GPA), čo je ideálne pre lekárske implantáty na minimalizáciu tienenia stresu.
Tvrdosť: ~ 30 HRC (Rockwell C) v žíhanom stave; Zvýšenie na ~ 38–40 HRC po STA.
Hustota: 4,43 g/cm³, výrazne nižšia ako oceľ (7,87 g/cm³) a o niečo vyššia ako hliník (2,7 g/cm³), čo prispieva k pomeru s vysokou pevnosťou k hmotnosti.
Únava: ~ 400 - 500 MPa (pre 10⁷ cykly), kritické pre komponenty vystavené opakovanému nakladaniu (napr. Krídla lietadiel, lopatky turbíny).
Miesto topenia: Približne 1660 stupňov, čo umožňuje výkon vo vysokoteplotných prostrediach do ~ 400 stupňov.
4. Aké je chemické zloženie TI-6AL-4V?
Titán (Ti): Balance (~ 90%), základný kov, ktorý poskytuje základné vlastnosti zliatiny.
Hliník (AL): 5,5–6,75%, silný stabilizátor alfa, ktorý zvyšuje pevnosť, zlepšuje odolnosť proti oxidácii a zvyšuje teplotu transformácie alfa-beta.
Vanadium (v): 3,5–4,5%, stabilizátor beta, ktorý podporuje tvorbu beta fázy, zlepšuje húževnatosť, tvrdosť a výkonnosť vysokej teploty.
Železo (FE): menej alebo rovná 0,30%
Kyslík (O): menší alebo rovný 0,20%
Uhlík (C): menej alebo rovná 0,08%
Dusík (N): menšie alebo rovné 0,05%
Vodík (H): menší alebo rovný 0,015%
