1. Fòs fatig nan alyaj Titàn
Karakteristik kle nan Titàn alyaj fòs fatig
Pou rkwit Ti-6Al-4V (alyaj Titàn ki pi omniprésente), fòs fatig tanperati chanm (nan 10⁷ sik, R=-1, kote R se rapò estrès minimòm ak maksimòm estrès) varye ant300-400 MPa, ak kèk varyant-trete chalè ki rive nan 450–500 MPa. Sa a se siyifikativman pi wo pase sa yo ki nan 304 Nerjaveèi asye (≈170 MPa) ak 6061 -T6 aliminyòm (≈90 MPa) nan menm kondisyon tès yo, ki fè Ti-6Al-4V ideyal pou aplikasyon pou fatig segondè-sik (HCF).
Pou alyaj Titàn ki gen gwo -fòs (egzanp, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-5Al-2.5Sn), fòs fatig ka depase 500 MPa nan eta a solisyon trete ak aje (STA), kòm byen presipite faz nan mikwostrikti yo anpeche mouvman debwatman ak krak.
Doub-faz (+) alyaj (pa egzanp, Ti-6Al-4V): Ekilibre / mikrostruktur yo bay pi bon rezistans fatig. -faz la kontribye nan fòs ak rezistans pwopagasyon krak, pandan y ap -faz la amelyore duktilite ak anpeche inisyasyon krak. Trè -aje oswa twòp frèt travay, sepandan, ka grosye -patikil faz oswa prezante estrès rezidyèl, diminye fòs fatig pa 10-20%.
alyaj (egzanp, Ti-5Al-2.5Sn): Alyaj sa yo gen ekselan pèfòmans ki ba -sik fatig (LCF) akòz mikwostrikti ki estab HCP -faz yo, ak lavi LCF (nan Δσ/2=500 MPa) ki depase 10⁴ sik. Yo lajman itilize nan eleman ayewospasyal ki ba -tanperati.
alyaj (egzanp, Ti-10V-2Fe-3Al): Ak yon estrikti totalman BCC -faz, alyaj sa yo ofri gwo fatig krak kwasans rezistans (da/dN ≈ 10⁻⁸ m/sik nan ΔK=20 MPa·m¹/²) epi yo apwopriye pou konpozan anba dinamik, gwo -kondisyon chaj (egzanp, arbr rotor elikoptè).
Fatig anviwònman korozivite (CAF): Nan dlo lanmè oswa klori -ki gen medya, alyaj Titàn kenbe pi bon pèfòmans fatig pase asye oswa aliminyòm, paske fim oksid pasif yo anpeche korozyon-pwovoke krak inisyasyon. Fòs fatig Ti-6Al-4V nan dlo lanmè sèlman diminye pa 5-10% (a ≈350 MPa nan 10⁷ sik), tandiske 304 asye pur fè eksperyans yon gout 50% akòz korozyon pitting.
Sifas kondisyon sansiblite: Defo sifas yo (egzanp, mak machin, mikrokrak) ak kontaminasyon idwojèn yo se gwo deklanchman echèk fatig. Piki peening oswa anodize ka amelyore fòs fatig pa 20-30% pa entwodwi estrès konpresiv rezidyèl ak amelyore pasivasyon sifas yo. Kontrèman, frajilman idwojèn ka diminye lavi fatig jiska 50% pa ankouraje kwasans krak intergranular nan tanperati ki ba.
Nan tanperati kriyojenik (egzanp, -196 degre), fòs fatig Ti-6Al-4V ogmante a450-500 MPaakòz amelyore lyezon atomik ak diminye mobilite debwatman, ki pa gen okenn tranzisyon duktil-a-frajil nan konpòtman fatig.
Nan tanperati ki wo (jiska 300 degre), fòs fatig li rete pi wo pase 250 MPa (10⁷ sik), men pi wo pase 400 degre, oksidasyon ak ralantisman fwontyè grenn yo lakòz yon bès rapid (pèdi 30-40% nan tanperati chanm -fòs fatig nan 500 degre).
2. Pwopriyete ranpe nan alyaj Titàn
Karakteristik kle nan pèfòmans ranpe alyaj Titàn
+ alyaj (egzanp, Ti-6Al-4V): Tanperati maksimòm alontèm-sèvis ranpe yo se300-350 degre. Nan 300 degre ak 200 MPa estrès, eta a fiks -pousantaj fluaj se mwens pase oswa egal a 10⁻⁸ s⁻¹, ak deformation fluaj se mwens pase 0.1% apre 10,000 èdtan nan ekspoze- ase pou konpozan konprès motè avyon subsonic ak estriktirèl lam konpresè avyon. Pi wo pase 400 degre , vitès fluaj la akselere sevè (depase 10⁻⁶ s⁻¹ nan 450 degre /200 MPa) akòz -faz grossaj ak glisman fwontyè grenn jaden.
alyaj (egzanp, Ti-5Al-2.5Sn, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo): Alyaj sa yo gen pi gwo rezistans ranpe pami alyaj Titàn, ak yon tanperati sèvis alontèm -400-500 degre. Pou egzanp, Ti-6Al{-2Sn-4Zr-2Mo nan 450 degre ak 250 MPa gen yon vitès fluaj nan eta estab nan mwens pase oswa egal a 5 × 10⁻⁹ s⁻¹ ak yon lavi rupture ki depase 100,000 èdtan, fè li apwopriye pou pati motè ayewospasyal tanperati.
alyaj: Rezistans ranpe yo pi ba pase ak + alyaj, ak yon tanperati sèvis maksimòm 300-350 degre, kòm faz BCC -gen pi wo mobilite atomik epi li gen tandans fè deformation fluaj anba estrès alontèm-.
Nan tanperati ki ba (<400°C) and high stresses, creep is dominated by debwatman monte ak glisenan -faz la, ak -faz la aji kòm yon baryè nan mouvman debwatman (amelyore rezistans ranp nan alyaj doub-faz).
At high temperatures (>450 degre),glisman fwontyè grenn jaden ak ranpe difizyonvin dominan. alyaj ki gen grenn amann ki distribye inifòmman ak solid-solisyon-eleman solid (Al, Sn, Zr) reziste glisman fwontyè grenn nan yon fason efikas, kidonk pèfòmans siperyè -tanperati ranp yo.
Tretman chalè jwe yon wòl enpòtan: Tretman solisyon ki te swiv pa aje (STA) pou + alliages presipite byen -patikil faz nan -matris la, ki pin de dislokasyon yo epi redwi pousantaj fluaj pa 50-70% konpare ak eta a rkwit.
Nan atmosfè oksidan, fòmasyon yon fim pasif TiO₂-Al₂O₃ dans sou alyaj Titàn (espesyalman sa yo ki gen gwo kontni Al) anpeche difizyon oksijèn epi redwi fleyaj. Sepandan, nan tanperati ki pi wo a 550 degre, fim oksid la vin pore, sa ki pèmèt oksijèn antre matris la epi fòme yon "ka alfa" frajil, ki akselere ka zo kase ranpe.
Nan anviwònman ki gen idwojèn-, absòpsyon idwojèn ogmante pousantaj fluaj lè li ankouraje mobilite debwatman ak fann entègranulè, sa ki limite lavi sèvis ranpe nan alyaj Titàn nan atmosfè sa yo pa 20-30%.
