1. Julat Suhu Perkhidmatan Gred 5 Titanium Aloi
Aloi titanium gred 5 mempamerkan sifat mekanikal yang stabil dan integriti mikrostruktur dalam tetingkap suhu yang ditentukan, dan suhu perkhidmatannya biasanya dibahagikan kepada senario perkhidmatan berterusan jangka panjang dan senario perkhidmatan puncak jangka pendek.
(1) Suhu Perkhidmatan Berterusan Jangka Panjang
Untuk aplikasi yang memerlukan prestasi stabil dalam tempoh lanjutan (cth, 10,000+ jam operasi berterusan), suhu perkhidmatan jangka panjang maksimum yang disyorkan ialah 315 darjah (600 darjah F). Pada suhu ini, struktur dwi-fasa + mikro aloi kekal stabil dari segi haba, tanpa kekasaran fasa yang ketara atau kemerosotan rintangan rayapan. Ia boleh mengekalkan lebih daripada 80% daripada kekuatan tegangan suhu biliknya dan mengekalkan prestasi keletihan yang boleh dipercayai, menjadikannya sesuai untuk komponen struktur dalam nasel aeroangkasa, pemampat industri dan peralatan marin yang beroperasi di bawah beban haba sederhana.
(2) Suhu Perkhidmatan Puncak Jangka Pendek
Dalam senario yang melibatkan pendedahan suhu tinggi yang terputus-putus (cth, pancang terma sementara dalam enjin aeroangkasa atau sistem ekzos), aloi titanium Gred 5 boleh menahan servis jangka pendek pada suhu sehingga 400–450 darjah (752–842 darjah F). Pada 400 darjah, ia masih mengekalkan kekuatan tegangan yang mencukupi (kira-kira 520 MPa selepas 1,000 jam) dan rintangan rayapan untuk memenuhi keperluan prestasi komponen suhu tinggi yang tidak kritikal. Walau bagaimanapun, pendedahan berpanjangan melebihi 400 darjah akan mempercepatkan kekasaran fasa, membawa kepada penurunan pesat dalam kekuatan dan kemuluran, dan meningkatkan risiko ubah bentuk rayapan dan ketidakstabilan mikrostruktur. Oleh itu, suhu melebihi 450 darjah tidak disyorkan untuk sebarang tempoh perkhidmatan, kerana ia akan menyebabkan kerosakan tidak dapat dipulihkan kepada prestasi aloi.
2. Kebolehrawatan Haba Aloi Titanium Gred 5
Aloi titanium gred 5 ialah aloi + boleh dirawat haba, dan sifat mekanikalnya boleh dipertingkatkan dengan ketara melalui proses rawatan penyelesaian dan penuaan (STA). Sebagai aloi dwi-fasa, mekanisme rawatan habanya bergantung pada mengawal pemendakan dan pengagihan fasa dalam matriks untuk melaraskan kekuatan, kekerasan dan kemuluran.
(1) Proses Rawatan Haba Teras: Rawatan Penyelesaian + Penuaan (STA)
Rawatan Penyelesaian: Aloi dipanaskan hingga 940–955 darjah (di atas suhu + transus tetapi di bawah transus penuh), dipegang untuk masa yang mencukupi untuk melarutkan unsur pengaloian dan menyeragamkan struktur mikro, diikuti dengan pelindapkejutan pantas (cth, penyejukan air atau minyak) untuk mengekalkan larutan pepejal metatable supertepu.
Rawatan Penuaan: Aloi yang dipadamkan dipanaskan semula hingga 480–600 darjah dan ditahan selama beberapa jam. Semasa proses ini, yang halus, tersebar seragam memendakan nukleus dan berkembang dalam matriks, yang merupakan mekanisme pengukuhan utama.
(2) Kesan Rawatan Haba ke atas Hartanah
Selepas rawatan STA, kekuatan tegangan aloi titanium Gred 5 boleh ditingkatkan daripada keadaan sepuhlindap (kira-kira 900 MPa) kepada 1,100–1,300 MPa, dan kekuatan hasil boleh mencapai 1,000–1,200 MPa, dengan pengurangan sedikit dalam kemuluran (pemanjangan 6–10%). Keadaan berkekuatan tinggi ini digunakan secara meluas dalam aplikasi beban tinggi seperti pengikat aeroangkasa, bilah turbin dan implan perubatan. Selain STA, penyepuhlindapan (700–785 darjah ) dan pelepasan tekanan (480–650 darjah ) adalah proses rawatan haba biasa. Penyepuhlindapan meningkatkan kemuluran dan kebolehmesinan, manakala pelepasan tegasan mengurangkan tegasan sisa daripada fabrikasi atau kimpalan.
Ringkasnya, aloi titanium Gred 5 mempunyai suhu perkhidmatan jangka panjang 315 darjah dan suhu puncak jangka pendek 400–450 darjah, dan ia boleh diperkukuh dengan berkesan melalui rawatan penyelesaian dan penuaan, menjadikannya bahan yang ideal untuk aplikasi berprestasi tinggi yang memerlukan keseimbangan kekuatan, rintangan suhu dan kebolehprosesan.
