1. Rintangan Pengoksidaan Aloi Titanium Gred 5 pada Suhu Tinggi
Aloi titanium gred 5 mempamerkan rintangan pengoksidaan yang baik pada suhu sederhana, tetapi prestasinya bergantung kepada suhu.
Pada suhu sehingga 300 darjah – 350 darjah, aloi membentuk lapisan oksida yang nipis, padat, dan melekat terutamanya terdiri daripada TiO₂. Lapisan pelindung ini menghalang resapan oksigen selanjutnya ke dalam substrat, menghasilkan kinetik pengoksidaan yang perlahan dan prestasi yang stabil semasa perkhidmatan jangka panjang.
Apabila suhu melebihi 400 darjah, pengoksidaan mempercepatkan dengan ketara. Lapisan oksida menjadi lebih tebal, kurang seragam, dan mungkin kehilangan lekatan, membawa kepada peningkatan pelarutan oksigen dalam matriks titanium. Di atas 450 darjah – 500 darjah, penembusan oksigen menyebabkan kerosakan oksigen: atom oksigen larut secara interstisial dalam kekisi titanium, meningkatkan kekerasan tetapi mengurangkan kemuluran dan keliatan hentaman dengan teruk. Fenomena ini dikenali sebagai interstitial embrittlement.
Oleh itu, Gred 5 tidak disyorkan untuk penggunaan berterusan melebihi 400 darjah jika integriti dan kemuluran struktur diperlukan. Untuk aplikasi di atas 400 darjah, salutan tahan pengoksidaan atau aloi titanium suhu lebih tinggi seperti IMI 834 atau Ti‑6242 adalah lebih disukai.
2. Perkhidmatan Jangka Panjang: Kemerosotan Kekuatan dan Rintangan Kakisan
(1) Kemerosotan Kekuatan Jangka Panjang
Semasa pendedahan suhu tinggi jangka panjang, aloi titanium Gred 5 mengalami perubahan mikrostruktur yang menjejaskan sifat mekanikal.
Dalam julat 300 darjah – 350 darjah , kekuatan tegangan dan kekuatan hasil kekal secara relatif stabil selama beribu-ribu jam.
Pegangan berpanjangan antara 400 darjah – 550 darjah menyebabkan fasa alfa menjadi kasar dan kelonggaran haba, yang membawa kepada penurunan beransur-ansur dalam kekuatan tegangan dan kekuatan keletihan.
Resapan oksigen dan pereputan interstisial mengurangkan lagi kemuluran dan keliatan patah.
Untuk prestasi yang boleh dipercayai jangka panjang, industri secara amnya menerima had perkhidmatan berterusan sebanyak 315 darjah untuk Gred 5. Di luar suhu ini, kemerosotan kekuatan menjadi ketara dan mengehadkan jangka hayat komponen.
(2) Rintangan Kakisan Jangka Panjang
Dalam kebanyakan persekitaran, termasuk marin, atmosfera neutral dan media kimia ringan, Gred 5 mengekalkan rintangan kakisan yang sangat baik selepas penggunaan jangka panjang.
Lapisan pelindung TiO₂ berubah secara spontan jika rosak, memberikan rintangan kakisan yang berterusan.
Walau bagaimanapun, dua faktor boleh mengurangkan prestasi:
Kerosakan pengoksidaan suhu tinggi:Seperti yang dinyatakan, penembusan oksigen dalam merendahkan keliatan permukaan dan boleh menggalakkan pembentukan retakan di bawah tekanan.
Interaksi kakisan rayapan:Pada suhu tinggi dan tekanan yang berterusan, ubah bentuk rayapan boleh memecahkan filem pasif secara tempatan, mempercepatkan kakisan setempat dalam media yang agresif.
Di bawah keadaan perkhidmatan biasa di bawah 300 darjah, tiada kemerosotan bermakna dalam rintangan kakisan berlaku dalam tempoh yang lama.
Ringkasan
Aloi titanium gred 5 mempunyai rintangan pengoksidaan yang memuaskan sehingga 350 darjah – 400 darjah. Di atas 400 darjah, pengoksidaan dan kerosakan oksigen menjadi faktor pengehad.
Pendedahan suhu tinggi jangka panjang membawa kepada pengurangan kekuatan secara beransur-ansur disebabkan oleh kekasaran struktur mikro dan kekosongan celahan, manakala rintangan kakisan kekal stabil dalam persekitaran perkhidmatan biasa. Untuk kebolehpercayaan maksimum, suhu operasi berterusan hendaklah dihadkan kepada kira-kira 315 darjah .
