Aloi titaniwm Gradd 5, sy'n fwy adnabyddus fel Ti-6Al-4V, yw'r aloi titaniwm + a ddefnyddir fwyaf eang mewn diwydiannau awyrofod, ynni, meddygol a morol. Mae ei galedwch torri asgwrn yn un o'r priodweddau mecanyddol allweddol sy'n pennu ei ddibynadwyedd o dan amodau llwytho deinamig, effaith neu gylchol.
Mae gwydnwch torasgwrn yn disgrifio ymwrthedd deunydd i ymlediad craciau. Ar gyfer deunyddiau metelaidd, mae'n cael ei fynegi'n gyffredin gan ddefnyddio'r KIC caledwch torri asgwrn awyren a GIC cyfradd rhyddhau egni critigol. Mae Gradd 5 Ti-6Al-4V yn arddangos caledwch torri asgwrn cymedrol uchel a sefydlog, sy'n amrywio'n sylweddol gyda thriniaeth wres, microstrwythur, a thrwch.
Yn y cyflwr anelio (Mill Annealed, MA), sef y cyflwr dosbarthu mwyaf cyffredin, mae gan aloi titaniwm Gradd 5 fel arfer werth KIC yn amrywio o tua 55 i 77 MPa·m¹ᐟ².
Mae'r lefel hon o galedwch yn caniatáu i'r aloi wrthsefyll twf crac sydyn o dan lwythi deinamig statig neu gymedrol. Pan gaiff ei brosesu o dan amodau trin â thoddiant ac oedran (STA) i gyflawni cryfder uwch, mae caledwch y toriad yn lleihau ychydig, fel arfer yn disgyn rhwng 44 a 55 MPa·m¹ᐟ². Mae'r cyfaddawd hwn rhwng cryfder a chaledwch yn nodweddiadol ar gyfer aloion strwythurol perfformiad uchel.
O'i gymharu â deunyddiau strwythurol eraill, mae gan Ti-6Al-4V wydnwch torri asgwrn llawer uwch na llawer o ddur cryfder uchel ac aloion alwminiwm ar lefelau cryfder tebyg. Mae'n cynnal caledwch da hyd yn oed ar dymheredd subzero, gan ei gwneud yn addas ar gyfer amgylcheddau gwasanaeth cryogenig a thymheredd isel. Mae ei wydnwch hefyd yn parhau'n sefydlog hyd at dymheredd cymharol uchel, sy'n hanfodol ar gyfer cydrannau tyrbinau nwy, llafnau cywasgydd, a rhannau strwythurol awyrennau.
Mae microstrwythur yn chwarae rhan bendant yng nghadernid torri asgwrn aloi titaniwm Gradd 5.
Yn gyffredinol, mae microstrwythur mân, unffurf a chytbwys + yn darparu cydbwysedd rhagorol o gryfder a chaledwch. Gall microstrwythurau bras neu haenau terfyn grawn brau gormodol leihau ymwrthedd i graciau i dyfu a lleihau gwydnwch torasgwrn effeithiol. Gall rheolaeth briodol ar ffugio, tymheredd triniaeth gwres, cyfradd oeri, ac amser heneiddio wneud y gorau o'r microstrwythur i wella perfformiad caledwch a blinder.
Nodwedd bwysig arall yw ymwrthedd yr aloi i dwf crac blinder.
Mae gan Radd 5 Ti-6Al-4V gyfradd twf blinder-crac isel, sy'n golygu bod diffygion mewnol neu arwyneb bach yn llai tebygol o ehangu'n gyflym o dan lwytho cylchol. Mae hyn yn arbennig o werthfawr ar gyfer rhannau ffiwslawdd awyrennau, cydrannau gêr glanio, caewyr, a llestri pwysau, lle mae gwydnwch a diogelwch hirdymor yn hanfodol.
Mewn cymwysiadau peirianneg ymarferol, mae caledwch torri asgwrn Gradd 5 yn ddigon uchel ar gyfer y rhan fwyaf o strwythurau cynnal llwyth.
Mae'n osgoi'r risg o dorri esgyrn brau a welir mewn rhai deunyddiau cryfder uchel tra'n cynnal cymhareb cryfder-i-pwysau eithriadol ac ymwrthedd cyrydiad. Am y rheswm hwn, dyma'r dewis a ffefrir o hyd mewn dyluniadau sy'n gofyn am gryfder uchel, caledwch cymedrol, a pherfformiad ysgafn.
I grynhoi, mae aloi titaniwm Gradd 5 yn dangos caledwch torri asgwrn rhagorol a dibynadwy sy'n addas ar gyfer cymwysiadau strwythurol hanfodol.Gellir teilwra ei wydnwch trwy drin a phrosesu gwres i fodloni gofynion dylunio penodol, gan sefydlu ei safle fel yr aloi titaniwm mwyaf amlbwrpas a chymhwysir yn eang yn y byd.
