Perbezaan dalam Sifat Mekanikal Antara Keadaan Anil dan Penyelesaian Dirawat & Diumur (STA) Keadaan Aloi Titanium Gred 5
Aloi titanium gred 5 (Ti‑6Al‑4V) ialah aloi ‑ titanium yang paling banyak digunakan. Sifat mekanikalnya boleh dilaraskan dengan ketara melalui rawatan haba yang berbeza. Dua keadaan yang paling biasa ialah sepuhlindap dan larutan dirawat dan berumur (STA). Kedua-dua keadaan ini menunjukkan perbezaan yang jelas dalam kekuatan, kemuluran, keliatan, prestasi keletihan dan senario aplikasi.
1. Keadaan Annealed
Proses penyepuhlindapan biasa untuk Gred 5 ialah pemanasan pada sekitar 700–790 darjah , tahan untuk masa yang mencukupi, kemudian penyejukan udara atau penyejukan relau. Rawatan ini menghasilkan struktur mikro equiaxed sepenuhnya dengan saiz butiran seragam dan tekanan sisa dilegakan.
Dalam keadaan anil, aloi mempunyai kemuluran yang sangat baik, kebolehbentukan dan keliatan patah, tetapi kekuatan sederhana. Ciri-ciri utama termasuk:
Kekuatan tegangan dan hasil yang lebih rendah berbanding dengan keadaan STA
Pemanjangan dan pengurangan kawasan yang tinggi, baik untuk membentuk, membengkok dan mengimpal
Struktur mikro yang stabil dan sifat konsisten dalam bahagian besar
Rintangan yang baik untuk meledingkan dan ubah bentuk semasa pemesinan
Keliatan yang sangat baik pada suhu bilik dan kriogenik
Gred 5 Annealed digunakan secara meluas dalam bahagian struktur am, plat, kepingan, tiub, pengikat dan komponen yang memerlukan kebolehmesinan dan kebolehkimpalan yang baik.
2. Keadaan Penyelesaian Dirawat dan Diumur (STA).
Proses STA merangkumi dua langkah:
Rawatan penyelesaian: pemanasan pada suhu di kawasan fasa ‑ (kira-kira 900–955 darjah ), tahan untuk membenarkan perubahan separa kepada fasa, kemudian penyejukan pantas (pelindapkejutan air atau minyak) untuk mengekalkan struktur metastabil.
Penuaan: memanaskan semula kepada 480–595 darjah , menahan selama beberapa jam, kemudian menyejukkan untuk menggalakkan kerpasan fasa yang halus dan seragam dalam matriks metastabil.
Struktur mikro ini sangat meningkatkan kekuatan sambil mengekalkan kemuluran yang boleh diterima. Hartanah dalam keadaan STA ialah:
Kekuatan tegangan dan kekuatan hasil yang jauh lebih tinggi daripada keadaan anil
Kemuluran yang lebih rendah (pemanjangan dan pengurangan kawasan)
Kekuatan keletihan dan rintangan rayapan dipertingkatkan pada suhu sederhana tinggi
Kekerasan yang lebih tinggi dan rintangan haus
Keliatan patah rendah sedikit berbanding dengan bahan anil
STA Gred 5 digunakan terutamanya dalam komponen struktur berprestasi tinggi dalam aeroangkasa, pertahanan, perlumbaan dan bidang lain yang memerlukan nisbah kekuatan-ke-berat yang tinggi.
3. Ringkasan Perbezaan Utama
Kekuatan: Keadaan STA jauh lebih kuat daripada anil.
Kemuluran & Keliatan: Keadaan anil adalah lebih baik.
Kebolehbentukan: Anil adalah sangat baik; STA miskin.
Kebolehkimpalan: Anil adalah lebih baik; STA mungkin memerlukan rawatan haba selepas kimpalan.
Keletihan & Merayap: STA lebih unggul di bawah tekanan tinggi dan suhu sederhana.
Aplikasi: Anil untuk struktur am, membentuk bahagian dan pemasangan yang dikimpal; STA untuk komponen galas beban berkekuatan tinggi.
Kesimpulannya, keadaan anil memberikan keseimbangan kemuluran, keliatan dan kestabilan yang ideal, manakala keadaan STA mencapai kekuatan ultra-tinggi melalui pengerasan kerpasan mikrostruktur. Pilihan antara mereka bergantung pada keperluan khusus kekuatan, keliatan, kebolehbentukan dan persekitaran perkhidmatan.
