Aloi titanium gred 5, lebih dikenali sebagai Ti‑6Al‑4V, ialah aloi + titanium yang paling banyak digunakan dalam industri aeroangkasa, tenaga, perubatan dan marin. Keliatan patahnya ialah salah satu sifat mekanikal utama yang menentukan kebolehpercayaannya di bawah keadaan pemuatan dinamik, hentaman atau kitaran.
Keliatan patah menggambarkan ketahanan bahan terhadap penyebaran retak. Untuk bahan logam, ia biasanya dinyatakan menggunakan keliatan patah terikan satah KIC dan kadar pelepasan tenaga kritikal GIC. Gred 5 Ti‑6Al‑4V mempamerkan keliatan patah yang sederhana tinggi dan stabil, yang berbeza dengan ketara dengan rawatan haba, struktur mikro dan ketebalan.
Dalam keadaan annealed (Mill Annealed, MA), yang merupakan keadaan penghantaran yang paling biasa, aloi titanium Gred 5 biasanya mempunyai nilai KIC antara kira-kira 55 hingga 77 MPa·m¹ᐟ².
Tahap keliatan ini membolehkan aloi menahan pertumbuhan retak secara tiba-tiba di bawah beban dinamik statik atau sederhana. Apabila diproses di bawah keadaan larutan dirawat dan berumur (STA) untuk mencapai kekuatan yang lebih tinggi, keliatan patah berkurangan sedikit, biasanya jatuh antara 44 dan 55 MPa·m¹ᐟ². Pertukaran antara kekuatan dan keliatan ini adalah tipikal untuk aloi struktur berprestasi tinggi.
Berbanding dengan bahan struktur lain, Ti‑6Al‑4V mempunyai keliatan patah yang lebih tinggi daripada kebanyakan keluli berkekuatan tinggi dan aloi aluminium pada tahap kekuatan yang sama. Ia mengekalkan keliatan yang baik walaupun pada suhu bawah sifar, menjadikannya sesuai untuk persekitaran perkhidmatan kriogenik dan suhu rendah. Keliatannya juga kekal stabil sehingga suhu sederhana tinggi, yang penting untuk komponen turbin gas, bilah pemampat dan bahagian struktur pesawat.
Struktur mikro memainkan peranan penting dalam keliatan patah aloi titanium Gred 5.
Struktur mikro yang halus, seragam dan sama rata umumnya memberikan keseimbangan kekuatan dan keliatan yang sangat baik. Struktur mikro kasar atau lapisan sempadan butiran rapuh yang berlebihan boleh mengurangkan rintangan pertumbuhan retak dan mengurangkan keliatan patah berkesan. Kawalan yang betul terhadap penempaan, suhu rawatan haba, kadar penyejukan dan masa penuaan boleh mengoptimumkan struktur mikro untuk meningkatkan kedua-dua keliatan dan prestasi keletihan.
Satu lagi ciri penting ialah rintangan aloi terhadap pertumbuhan retak lesu.
Gred 5 Ti‑6Al‑4V mempunyai kadar pertumbuhan retak lesu yang rendah, bermakna kecacatan dalaman atau permukaan yang kecil kurang berkemungkinan berkembang dengan cepat di bawah pemuatan kitaran. Ini amat berharga untuk bahagian fiuslaj pesawat, komponen gear pendaratan, pengikat dan bekas tekanan, di mana ketahanan dan keselamatan jangka panjang adalah penting.
Dalam aplikasi kejuruteraan praktikal, keliatan patah Gred 5 adalah cukup tinggi untuk kebanyakan struktur menanggung beban.
Ia mengelakkan risiko patah rapuh yang dilihat dalam beberapa bahan berkekuatan tinggi sambil mengekalkan nisbah kekuatan-ke-berat dan rintangan kakisan yang luar biasa. Atas sebab ini, ia kekal sebagai pilihan pilihan dalam reka bentuk yang menuntut kekuatan tinggi, keliatan sederhana dan prestasi ringan.
Secara ringkasnya, aloi titanium Gred 5 menunjukkan keliatan patah yang sangat baik dan boleh dipercayai sesuai untuk aplikasi struktur kritikal.Keliatannya boleh disesuaikan melalui rawatan haba dan pemprosesan untuk memenuhi keperluan reka bentuk khusus, mewujudkan kedudukannya sebagai aloi titanium yang paling serba boleh dan digunakan secara meluas di dunia.
