1. Blinder Cryfder Aloeon Titaniwm
Nodweddion Allweddol Cryfder Blinder Alloy Titaniwm
Ar gyfer Ti-6Al-4V sydd wedi'i anelio (yr aloi titaniwm mwyaf hollbresennol), mae'r cryfder blinder tymheredd ystafell (ar gylchredau 10⁷, R=-1, lle R yw'r gymhareb straen o leiafswm i uchafswm straen) yn amrywio o300–400 MPa, gyda pheth amrywiadau wedi'u trin â gwres yn cyrraedd 450–500 MPa. Mae hyn yn sylweddol uwch na 304 o ddur di-staen (≈170 MPa) a 6061 - T6 alwminiwm (≈90 MPa) o dan yr un amodau prawf, gan wneud Ti-6Al-4V yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau blinder cylch uchel (HCF).
Ar gyfer aloion titaniwm cryfder uchel (ee, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-5Al-2.5Sn), gall cryfder blinder fod yn fwy na 500 MPa yn y cyflwr sy'n cael ei drin â thoddiant ac sy'n heneiddio (STA), gan fod y cyfnodau dyddodiad mân yn eu microstrwythur yn rhwystro symudiad dadleoli a chychwyn crac.
Aloi -cam ( + ) deuol (ee, Ti-6Al-4V): Mae eu cydbwysedd / microstrwythur yn darparu ymwrthedd blinder gorau posibl. Mae'r cyfnod -yn cyfrannu at gryfder a gwrthiant lluosogi crac, tra bod y cyfnod -yn gwella hydwythedd ac yn atal cychwyn crac. Fodd bynnag, gall dros{4}}heneiddio neu ormodedd o weithio oerfel, frashau -gronynnau cyfnod neu gyflwyno straen gweddilliol, gan leihau cryfder blinder 10–20%.
aloion (ee, Ti-5Al-2.5Sn): Mae gan yr aloion hyn berfformiad blinder beicio isel (LCF) isel rhagorol oherwydd eu microstrwythur cyfnod HCP - sefydlog, gyda bywyd LCF (ar Δσ/2=500 MPa) yn fwy na 10⁴ cylchred. Cânt eu defnyddio'n helaeth mewn-cydrannau awyrofod tymheredd isel.
aloion (ee, Ti-10V-2Fe-3Al): Gyda strwythur cyfnod llawn BCC -, mae'r aloion hyn yn cynnig ymwrthedd twf crac blinder uchel (da/dN ≈ 10⁻⁸ m/cycle ar ΔK=20 MPa·m¹/²) ac maent yn addas ar gyfer cydrannau o dan amodau llwyth deinamig, uchel (ee, siafftiau rotor hofrennydd).
Blinder amgylchedd cyrydol (CAF): Mewn cyfryngau sy'n cynnwys dŵr môr neu glorid, mae aloion titaniwm yn cynnal perfformiad blinder llawer gwell na dur neu alwminiwm, gan fod eu ffilm ocsid goddefol yn atal cyrydiad-cychwyn crac a achosir. Nid yw cryfder blinder Ti-6Al-4V mewn dŵr môr ond yn gostwng 5-10% (i ≈350 MPa ar gylchredau 10⁷), tra bod 304 o ddur di-staen yn profi gostyngiad o 50% oherwydd cyrydiad tyllu.
Sensitifrwydd cyflwr wyneb: Mae diffygion wyneb (ee, marciau peiriannu, microcracks) a halogiad hydrogen yn sbardunau methiant blinder mawr. Gall peening neu anodizing ergyd wella cryfder blinder 20-30% trwy gyflwyno straen gweddilliol cywasgol a gwella goddefedd arwyneb. I'r gwrthwyneb, gall embrittlement hydrogen leihau bywyd blinder hyd at 50% drwy hyrwyddo twf crac intergranular ar dymheredd isel.
Ar dymheredd cryogenig (ee, -196 gradd), mae cryfder blinder Ti-6Al-4V yn cynyddu i450–500 MPaoherwydd bondio atomig gwell a llai o symudedd dadleoli, heb unrhyw drawsnewid hydwyth i-newid brau mewn ymddygiad blinder.
Ar dymheredd uchel (hyd at 300 gradd), mae ei gryfder blinder yn parhau i fod yn uwch na 250 MPa (10⁷ cylchred), ond yn uwch na 400 gradd, mae ocsidiad a meddalu ffiniau grawn yn achosi dirywiad cyflym (gan golli 30-40% o'r ystafell-cryfder blinder tymheredd ar 500 gradd).
2. Priodweddau Creep o Titaniwm aloion
Nodweddion Allweddol Perfformiad Crip Aloi Titaniwm
+ aloion (ee, Ti-6Al-4V): Eu tymheredd gwasanaeth ymgripiad tymor hir hiraf yw300-350 gradd. Ar straen 300 gradd a 200 MPa, mae'r gyfradd ymgripiad cyflwr cyson yn Llai na neu'n hafal i 10⁻⁸ s⁻¹, ac mae dadffurfiad ymgripiad yn llai na 0.1% ar ôl 10,000 o oriau o ddatguddiad-yn ddigonol ar gyfer llafnau cywasgwr injan awyrennau a chydrannau strwythurol mewn awyrennau is-sonig. Yn uwch na 400 gradd, mae'r gyfradd ymgripiad yn cyflymu'n sydyn (yn fwy na 10⁻⁶ s⁻¹ ar 450 gradd /200 MPa) oherwydd -cyfnod brashau a llithro ffin grawn.
aloion (ee, Ti-5Al-2.5Sn, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo): Yr aloion hyn sydd â'r gwrthiant creep uchaf ymhlith aloion titaniwm, gyda thymheredd gwasanaeth hirdymor o400-500 gradd. Er enghraifft, mae gan Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo ar 450 gradd a 250 MPa gyfradd ymgripiad cyflwr cyson o Llai na neu'n hafal i 5×10⁻⁹ s⁻¹ ac oes rhwygiad o fwy na 100,000 awr, sy'n ei wneud yn addas ar gyfer rhannau injan gofod uchel.
aloion: Mae eu gwrthiant ymgripiad yn is nag aloion a +, gyda thymheredd gwasanaeth uchaf o 300–350 gradd, gan fod gan y cyfnod BCC symudedd atomig uwch a'i fod yn dueddol o ymgripiad anffurfiannau o dan straen hirdymor.
Ar dymheredd isel (<400°C) and high stresses, creep is dominated by datgymaliad dringo a llithroyn y -cyfnod, gyda'r -cyfnod yn gweithredu fel rhwystr i symudiad dadleoli (gwella ymwrthedd ymgripiad mewn aloeon-cyfnod deuol).
At high temperatures (>450 gradd),llithro ffin grawn a ymgripiad trylediaddod yn drech. mae aloion gyda grawn mân, wedi'u dosbarthu'n unffurf ac elfennau{-hydoddiant{-soled (Al, Sn, Zr) yn gwrthsefyll llithro ffin grawn yn effeithiol, a dyna'r rheswm dros eu perfformiad ymgripiad tymheredd uchel uwch.
Mae triniaeth wres yn chwarae rhan hanfodol: Mae triniaeth datrysiadau wedi'i dilyn gan heneiddio (STA) ar gyfer + aloion yn gwaddodi gronynnau mân -cyfnod yn y matrics -, sy'n pinio dadleoliadau ac yn lleihau cyfraddau ymgripiad 50-70% o'i gymharu â'r cyflwr anelio.
Mewn atmosfferau ocsideiddiol, mae ffurfio ffilm oddefol TiO₂-Al₂O₃ trwchus ar aloion titaniwm (yn enwedig y rhai â chynnwys Al uchel) yn atal trylediad ocsigen ac yn lleihau embrittlediad ymgripiad. Fodd bynnag, ar dymheredd uwch na 550 gradd, mae'r ffilm ocsid yn dod yn fandyllog, gan ganiatáu i ocsigen dreiddio i'r matrics a ffurfio "cas alffa" brau, sy'n cyflymu'r hollt.
Mewn -amgylcheddau sy'n cynnwys hydrogen, mae amsugno hydrogen yn cynyddu'r gyfradd ymgripiad trwy hyrwyddo symudedd dadleoli a chracio rhyng-gronynnog, gan gyfyngu ar fywyd gwasanaeth ymgripiad aloion titaniwm mewn atmosfferau o'r fath 20-30%.
