5-darajali titanium qotishmasi (Ti‑6Al‑4V) ning zarbaga chidamliligi va uzoq muddatli yuqori harorat chidamliligining pasayishi
Ti-6Al-4V sifatida tanilgan 5-darajali titanium qotishmasi aerokosmik, dengiz, tibbiyot va umumiy muhandislik sohalarida eng keng tarqalgan alfa-beta titanium qotishmasi hisoblanadi. Uning zarba yuki ostida ishlashi va uzoq muddatli yuqori haroratli xizmat ko'rsatish struktura xavfsizligi va xizmat muddati uchun juda muhimdir. Quyida uning zarba qarshiligi va yuqori haroratga chidamliligini batafsil tahlil qilish keltirilgan.
Birinchidan, zarba qarshiligi odatda Charpy V-notch (CVN) ta'sir sinovlari bilan o'lchanadigan dinamik yoki zarba yuki ostida materialning energiyani yutish va sinishga qarshi turish qobiliyatini anglatadi.
Tavlangan holatda Ti‑6Al‑4V xona haroratida ta'sir qilishning mukammal chidamliligini namoyish etadi, standart namunalar uchun Charpy zarba energiyasining odatiy qiymatlari 25 dan 40 J gacha. Qattiqlikning bunday darajasi qotishmaga to'satdan yuklarga, tebranishlarga va kichik ta'sirlarga mo'rt sinishsiz bardosh berishga imkon beradi, bu uni samolyotning qo'nish moslamasi qismlari, mahkamlagichlar va dengiz uskunalari kabi dinamik tarkibiy qismlarga moslashtiradi.
Biroq, zarba harakati issiqlik bilan ishlov berish va mikro tuzilishga juda sezgir.
Eritma bilan ishlov berilgan va eskirgan (STA) holatida, kuch va qattiqlik ortib borayotgan bo'lsa-da, zarba chidamliligi biroz pasayadi, odatda 15 dan 25 J gacha. Bu pasayish beta matritsadagi nozik alfa fazasining cho'kishi bilan bog'liq bo'lib, bu kuchni oshiradi, lekin egiluvchanlikni pasaytiradi. Chuqurliklar, sirt nuqsonlari va qalinligi ham ta'sir ko'rsatishga ta'sir qiladi. Qalin qismlar yoki o'tkir tirqishli komponentlar kamroq zarba energiyasini ko'rsatadi, silliq, ingichka o'lchovli mahsulotlar esa yaxshi pishiqlikni saqlaydi. Umuman olganda, Ti‑6Al‑4V shunga o'xshash zichlik darajasidagi ko'plab yuqori quvvatli po'lat va alyuminiy qotishmalariga nisbatan zarba buzilishiga yaxshi qarshilik ko'rsatadi.
Ikkinchidan, uzoq muddatli yuqori haroratli xizmat ko'rsatish va quvvatning pasayishi bilan bog'liq holda, Ti‑6Al‑4V odatda 300 darajadan 350 darajagacha bo'lgan haroratlarda uzoq vaqt davomida foydalanish uchun tavsiya etiladi.
200 darajadan past haroratlarda, qotishma minglab soatlik ta'sir qilishdan keyin ham juda kam quvvat degradatsiyasini ko'rsatadi. Cho'zilish va o'rmalash xususiyatlari barqaror bo'lib qoladi, sezilarli mikroyapısal qo'pollik yoki yumshatilish bo'lmaydi.
200 darajadan 300 darajagacha bo'lgan haroratga duchor bo'lganda, vaqt o'tishi bilan engil termal barqarorlik effektlari paydo bo'ladi. Qotishma kichik alfa-fazali qo'pollashuv va qoldiq kuchlanishning yengilligini boshdan kechiradi, bu esa uzoq muddatli qarishdan so'ng valentlik va oqish kuchi-odatda 10% dan kamroq qisqarishiga olib keladi. Ushbu pasayish ko'pchilik aerokosmik bo'lmagan tizimli ilovalar uchun maqbuldir.
350 darajadan 400 gradusgacha, uzoq muddatli xizmat ko'rsatishda sezilarli quvvat buzilishi sodir bo'ladi.
Tezlashtirilgan mikro tuzilmaviy o'zgarishlar, jumladan alfa donalari o'sishi va beta fazasining parchalanishi ham siljish qarshiligini, ham valentlik kuchini kamaytiradi. Ta'sir qilish vaqti va haroratga qarab, kuch yo'qotishlari 15% dan 30% gacha yoki undan ko'p bo'lishi mumkin. Shuning uchun Ti‑6Al‑4V 350 darajadan yuqori uzoq muddatli, yuqori stressli ilovalar uchun tavsiya etilmaydi.
Xulosa qilib aytganda, 5-darajali titanium qotishmasi issiqlik bilan ishlov berish va geometriyaga qarab xona haroratida yaxshi va mukammal zarba qarshiligini namoyish etadi.200 gradusgacha bo'lgan haroratlarda minimal quvvat degradatsiyasi bilan barqaror mexanik xususiyatlarni saqlaydi va faqat 300 darajadan past bo'lgan o'rtacha yo'qotishlar. 350 darajadan yuqori bo'lsa, uzoq muddatli xizmat ko'rsatish sezilarli yumshatilishiga va yuk ko'tarish qobiliyatining pasayishiga olib keladi. Ta'sirga chidamliligi va o'rtacha issiqlik barqarorligi kombinatsiyasi Ti‑6Al‑4V ni dinamik yuklarga va o'rtacha ko'tarilgan haroratlarga duchor bo'lgan tarkibiy qismlar uchun ishonchli tanlov qiladi.
