1. Podmínky dodávky Ti-6Al-4V (slitina titanu 5. třídy)
Žíhaný (rekrystalizační žíhaný, O stav)
Toto je nejpoužívanější podmínka dodávky pro GR.5. Proces žíhání typicky zahrnuje zahřátí slitiny na 700–760 stupňů (1292–1400 stupňů F) po dobu 1–4 hodin, po kterém následuje chlazení vzduchem nebo chlazení pece. V případě žíhání pro odlehčení pnutí (varianta při nižších -teplotách) se materiál zahřeje na 530–620 stupňů (986–1148 stupňů F) a udržuje se před ochlazením, což primárně snižuje zbytková napětí, aniž by se výrazně změnila základní mikrostruktura. Plně žíhaný stav vytváří homogenní, rovnoosou + mikrostrukturu s vyváženou tažností, houževnatostí a střední pevností.
Roztokové žíhání a stárnutí (STA, roztokové tepelné zpracování + precipitační kalení)
Tato podmínka zahrnuje dva klíčové kroky: nejprve zahřátí slitiny na teplotu nad -transus (typicky 900–950 stupňů /1652–1742 stupňů F, pod celou -fázovou oblast, aby se zachovala určitá -fáze) a udržení za účelem vytvoření jednotné + matrice, následované rychlým ochlazením (vodou nebo vzduchem uspořádaným metasaturovaným{8} chlazením) v některých případech martenzitická fáze). Za druhé, stárnutí při nižší teplotě (480–550 stupňů /896–1022 stupňů F) po dobu 4–8 hodin umožňuje vytvoření jemných -fázových precipitátů v -matrice. Proces STA poskytuje bimodální nebo lamelární + mikrostrukturu, která výrazně zvyšuje pevnost v tahu a únavové pevnosti na úkor mírného snížení tažnosti a lomové houževnatosti.
Žíhaný
Méně běžné pro obecné aplikace, žíhání znamená zahřátí GR.5 nad jeho -transusovou teplotu (≈995 stupňů /1823 stupňů F) a udržení, aby se mikrostruktura plně přeměnila na -fázi, a poté chlazení řízenou rychlostí (ochlazování pece pro pomalé chlazení, chlazení vzduchem pro rychlejší chlazení). To vytváří hrubou lamelární (Widmanstätten) + strukturu, která zvyšuje odolnost proti tečení a vysokou-stabilitu při vysoké teplotě, ale snižuje tažnost při pokojové teplotě a rázovou houževnatost-. Používá se hlavně pro součásti pracující při zvýšených teplotách (až 400 stupňů / 752 stupňů F) s požadavky na nízké únavové zatížení.Jako-kované / jako{1}}válcované (dokončení frézováním)
Jedná se o -tepelně- nezpracované stavy dodávky, které si zachovávají mikrostrukturu vytvořenou během tváření za tepla (kování nebo válcování). -kovaný stav má typicky deformovanou + strukturu se směrovým tokem zrna, který nabízí vysokou pevnost, ale nižší stejnoměrnost vlastností napříč součástí. Stav jako-válcovaný (pro plechy/plechy) má zploštělou, protáhlou -fázovou mikrostrukturu se zlepšenou kvalitou povrchu a konzistentní tloušťkou, vhodnou pro předběžné tvářecí operace před konečným tepelným zpracováním.
2. Aplikační scénáře pro různé podmínky dodávek
Žíhaný stav
Letectví: Konstrukční součásti draku (žebra křídel, rámy trupu, držáky podvozku), upevňovací prvky a hadice hydraulického systému. Jeho vyvážená tažnost a houževnatost zabraňuje křehkému selhání při dynamickém letovém zatížení, zatímco jeho střední pevnost splňuje požadavky na úsporu hmotnosti -draku letadla.
Lékařská zařízení: Ortopedické implantáty (protézy kyčlí a kolen, kostní dlahy/šrouby) a zubní implantáty. Vynikající biokompatibilita, odolnost proti korozi (v tělních tekutinách) a tažnost žíhaného stavu zajišťují dlouhou životnost implantátu a snižují riziko zlomeniny během chirurgické implantace a-dlouhodobého používání.
Průmyslový: Zařízení pro chemické zpracování (výměníky tepla, tělesa ventilů, potrubí) pro korozivní média (chloridy, kyseliny). Vysoká korozní odolnost a tažnost žíhané mikrostruktury umožňuje odolávat cyklickému tepelnému a chemickému namáhání bez praskání.
Automobilový průmysl: Součásti výfukového systému (sběrné potrubí, skříně turbodmychadel) a vysoce{0}}výkonné díly odpružení, kde vyvažuje pevnost, tepelnou odolnost a snížení hmotnosti.
Stav žíhání a stárnutí (STA).
Letectví: Kritické součásti motoru (lopatky turbíny, kotouče kompresoru, ojnice) a vzpěry podvozku. Vysoká pevnost v tahu stavu STA (až 1100 MPa vs. 860 MPa pro žíhaný) a odolnost proti únavě jsou rozhodující pro odolnost vůči vysokému odstředivému zatížení (v motorech) a rázovém zatížení (v podvozku).
Obrana: Pancéřování, součásti raket a hlavně střelných zbraní. Jeho zvýšená pevnost a tvrdost poskytuje balistickou ochranu a strukturální integritu při vysokém-namáhání a velkém{2}}zásahu.
Vysoce{0}}výkonný průmysl: Nářadí na těžbu ropy a zemního plynu (vrtné objímky, součásti ústí vrtu) a spojovací prvky pro letectví a kosmonautiku. Odolnost STA vůči prostředí s vysokým-tlakem, vysokou-teplotou (HPHT) a únavovému selhání je ideální pro vrtání hlubokých-vrtů a kritická konstrukční spojení.
Žíhaný stav
Letectví: Skříně motoru a výfukové trysky pracující při 350–400 stupních (662–752 stupňů F), kde odolnost proti tečení a rozměrová stabilita při zvýšených teplotách mají přednost před tvárností při pokojové teplotě.
Výroba energie: Součásti turbín pro geotermální elektrárny, kde vystavení-vysoké teplotě a korozivní páře vyžaduje zvýšený-výkon při vysokých teplotách.
Jako-kovaný / jako-válcovaný stav
Mezivýroba: Před-tvarované polotovary pro zakázkově{1}}obráběné součásti (např. výkovky pro letectví, průmyslová tělesa ventilů), které projdou finálním tepelným zpracováním za účelem dosažení požadovaných vlastností. Stav ve válcovaném stavu se používá také pro výrobu plechů (ohýbání, lisování) v přípravných fázích výroby, protože jeho mechanicky zpevněná mikrostruktura nabízí dostatečnou tvárnost před žíháním.
Nízké-náklady,-kritické aplikace: Díly zemědělských strojů a lodní hardware, kde není vyžadována přísná jednotnost vlastností a kde jsou prioritou úspory nákladů díky vynechání tepelného zpracování.
