Obróbka cieplna tytanu i stopów tytanu (2)

(Dalszy)

Rodzaje stopów i reakcja na obróbkę cieplną

Reakcja tytanu i stopów tytanu na obróbkę cieplną zależy od składu metalu i wpływu pierwiastków stopowych na przemianę krystaliczną tytanu. Ponadto nie wszystkie cykle obróbki cieplnej można zastosować do wszystkich stopów tytanu, ponieważ różne stopy są przeznaczone do różnych celów.
W zależności od rodzaju i ilości zawartych w nich pierwiastków stopowych stopy tytanu klasyfikuje się jako stopy, prawie, - lub stopy. Stopy tytanu alfa i prawie alfa można odprężać i wyżarzać, ale w tych stopach nie można uzyskać wysokiej wytrzymałości za pomocą żadnego rodzaju obróbki cieplnej (takiej jak starzenie po obróbce w fazie beta i hartowaniu).
Podstawowe stopy alfa, prawie alfa, alfa-beta i beta mają reakcje obróbki cieplnej dostosowane do mikrostruktury (faz i rozkładu), którą można wytworzyć, co jest funkcją składu chemicznego.

Alfa, prawie alfa: Ponieważ stopy alfa w niewielkim stopniu ulegają przemianom fazowym, ich mikrostruktura nie może być w dużym stopniu manipulowana poprzez obróbkę cieplną. W konsekwencji nie można uzyskać wysokiej wytrzymałości stopów alfa poprzez obróbkę cieplną. Jednakże niektóre stopy bliskie alfa, takie jak Ti-8Al-1Mo-1V, można poddać obróbce roztworem i starzeniu w celu uzyskania większej wytrzymałości. Zarówno stopy tytanu alfa, jak i prawie alfa można odprężać i wyżarzać.

Alfa-beta: Stopy alfa-beta stanowią największą klasę stopów tytanu. Mikrostruktury można zasadniczo zmieniać poprzez obróbkę (kucie) i/lub obróbkę cieplną poniżej lub powyżej transusa beta. Składem, rozmiarami i rozkładem faz w tych stopach dwufazowych można manipulować w pewnych granicach. W rezultacie stopy alfa-beta można utwardzać poprzez obróbkę cieplną, a w celu uzyskania maksymalnej wytrzymałości stosuje się obróbkę przesycającą i starzenie. W przypadku tych stopów można również stosować inne obróbki cieplne, w tym odprężanie.

Stopy beta: W przypadku komercyjnych (metstabilnych) stopów beta można łączyć obróbkę odprężającą i starzeniową. Również wyżarzanie i obróbka przesycająca mogą być identycznymi operacjami.

Ze względu na ich wpływ na przemianę alotropową pierwiastki stopowe w tytanie klasyfikuje się jako stabilizatory lub stabilizatory. Stabilizatory alfa, takie jak tlen i aluminium, podnoszą temperaturę przemiany. Azot i węgiel są również stabilizatorami, ale pierwiastki te zwykle nie są dodawane celowo do składu stopu. Beta stabilizatory, takie jak mangan, chrom, żelazo, molibden, wanad i niob, obniżają temperaturę przemiany i, w zależności od dodanej ilości, mogą powodować zatrzymanie części fazy w temperaturze pokojowej.
Stopy Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr i Ti-6Al-2Sn{{7} }Zr-6Mo zaprojektowano z myślą o wytrzymałości w ciężkich sekcjach.
Stopy Ti- 6Al-2Sn-4Zr-2Mo i Ti-6Al-5Zr-0.5Mo{{8 }}.2Si dla odporności na pełzanie.
Stopy Ti-6Al-2Nb-1 Ta-1Mo i Ti-6Al-4V, zapewniające odporność na korozję naprężeniową w wodnych roztworach soli i wysoką odporność na pękanie.
Stopy Ti-5Al-2.5Sn i Ti-2.5Cu zapewniające spawalność
Stopy Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-4V i Ti-10V-2Fe{{ 7}}Al zapewniający wysoką wytrzymałość w niskich i umiarkowanych temperaturach.