1. Odolnost titanové slitiny 5. stupně proti opotřebení a nutnost povrchové úpravy
Titanová slitina třídy 5 ve svém neupraveném stavu vykazuje pouze střední odolnost proti opotřebení. Za suchých kluzných, abrazivních nebo třecích podmínek má tendenci docházet k adhezivnímu opotřebení a abrazivnímu opotřebení, protože má relativně nízkou tvrdost a vysoký koeficient tření proti kovům nebo keramice. Při kontaktu s jinými kovovými materiály se může titanová slitina snadno zadřít, zadřít nebo utrpět poškození povrchu. Proto v aplikacích zahrnujících relativní pohyb, tření, opakovaný kontakt nebo abrazivní prostředí je povrchová úprava důrazně doporučena nebo dokonce nezbytná.
Mezi běžné povrchové úpravy pro zlepšení opotřebení patří:
Eloxování: zvyšuje tvrdost povrchu a odolnost proti korozi.
Plynová nitridace nebo plazmová nitridace: vytváří tvrdou vrstvu odolnou proti opotřebení, která výrazně snižuje tření a opotřebení.
Povlaky s fyzikální depozicí z plynné fáze (PVD), jako je TiN, DLC nebo CrN: poskytují extrémně vysokou tvrdost povrchu a nízký koeficient tření.
Tepelná oxidace: zlepšuje tvrdost a životnost.
Při správné povrchové úpravě lze odolnost proti opotřebení stupně 5 zlepšit několikanásobně nebo dokonce o řád. Pro součásti, jako jsou ložiska, ozubená kola, hřídele, upevňovací prvky pod třením a kluzné části, je tedy povrchová úprava nezbytná pro dosažení přijatelné životnosti.
2. Výkon při dynamické zátěži, vibracích a únavě
Titanová slitina třídy 5 se výborně hodí pro dynamické zatížení, vibrace a aplikace kritické z hlediska únavy a ve skutečnosti je celosvětově jedním z nejpoužívanějších materiálů v takových pracovních podmínkách.
Za prvé, má vynikající-únavový výkon při vysokých cyklech, zejména v tepelně-zpracování (ošetření roztokem a stárnutí). Jeho únavová pevnost je stabilní a dobře se udržuje při provozních teplotách až do 315 stupňů. Za druhé, má vysokou houževnatost a dobrou odolnost proti růstu trhlin, což mu umožňuje odolávat opakovaným vibracím, nárazům a střídavému zatížení bez náhlého selhání. Za třetí, jeho nízký modul pružnosti a vysoká pevnost pomáhají absorbovat vibrační energii a snižovat koncentraci napětí ve srovnání s mnoha vysokopevnostními oceli.
Mezi typické aplikace patří:
Konstrukční součásti letadla, podvozek a uložení motoru při dlouhodobém vibračním a únavovém zatížení.
Automobilové ventily, ojnice a díly zavěšení.
Lékařské implantáty, které udržují opakované zatížení lidského pohybu.
Námořní a pobřežní konstrukce vystavené vibracím a cyklickému zatížení.
Konstrukce se však musí vyvarovat ostrých zářezů, hrubých povrchových defektů nebo nadměrného tření, protože tyto faktory mohou snížit únavovou životnost. Díky správné geometrii, kvalitě povrchu a volitelné povrchové úpravě funguje Grade 5 spolehlivě v náročných dynamických a únavových podmínkách.
Shrnutí
Titanová slitina třídy 5 má střední odolnost proti opotřebení a obvykle vyžaduje povrchovou úpravu pro třecí a opotřebení. Mezitím vykazuje vynikající výkon při dynamickém zatížení, vibracích a únavě a je široce uznáván jako prémiový materiál pro konstrukční aplikace s cyklickým zatížením.
