Analiza mehanskih lastnosti in tehnologije obdelave titanove zlitine TC4Analiza mehanskih lastnosti in tehnologije obdelave titanove zlitine TC4
1. Mehanske lastnosti titanove zlitine TC4
Titanova zlitina TC4 (Ti-6Al-4V) je široko uporabljena titanova zlitina tipa + z odličnimi celovitimi mehanskimi lastnostmi. Njegova natezna trdnost je na splošno med 900-1100 MPa, z raztezkom 10%-15%, kar kaže visoko specifično trdnost. Titanova zlitina TC4 ima gostoto samo 4,43 g/cm³, kar je veliko manj kot gostota jekla, kar omogoča zmanjšanje teže ob izpolnjevanju zahtev glede trdnosti. Modul elastičnosti TC4 je približno 110 GPa; ta nizek modul elastičnosti prispeva k njegovi vrhunski učinkovitosti pri dušenju vibracij in odpornosti proti utrujenosti.
Titanova zlitina TC4 ima tudi odlično odpornost proti koroziji, zlasti v težkih okoljih, kot so pomorske in vesoljske aplikacije, kjer kaže izjemno odpornost proti oksidaciji, solnemu pršenju ter kislinski in bazični koroziji. Titanova zlitina TC4 prav tako kaže dobro visoko-temperaturno trdnost, ohranja visoko trdnost in stabilnost v temperaturnem območju 300-400 stopinj.
2. Postopek obdelave titanove zlitine TC4
Zaradi visoke trdote in močne kemične reaktivnosti titanove zlitine TC4 je med obdelavo nagnjena k obrabi in lepljenju orodja, kar zahteva posebne tehnike obdelave.
Postopek kovanja:Temperatura kovanja TC4 je na splošno nadzorovana pri 900-950 stopinjah. Za zagotovitev enotne mikrostrukture sta po kovanju običajno potrebna obdelava z raztopino in staranje. Med obdelavo raztopine se zlitina segreje na 950-1020 stopinj in nato hitro ohladi. Obdelava s staranjem se običajno izvaja pri 500-600 stopinjah, kar učinkovito izboljša njegove mehanske lastnosti.
strojna obdelava:Orodja iz karbidne trdine se običajno uporabljajo pri obdelavi titanove zlitine TC4 in obdelovalne parametre je treba strogo nadzorovati. Priporočene rezalne hitrosti so na splošno med 30-60 m/min, podajalne hitrosti pa so nadzorovane med 0,1-0,3 mm/vrt. Zaradi slabe toplotne prevodnosti TC4 je treba med obdelavo uporabiti veliko količino hladilne tekočine, da preprečimo, da bi previsoka temperatura obdelovanca povzročila oksidacijo ali strukturne spremembe.
Postopek varjenja:TC4 ima dobro varivost, običajno uporabljene metode varjenja pa vključujejo varjenje z volframovim inertnim plinom (TIG) in varjenje z elektronskim žarkom. Med varjenjem je treba paziti, da ne pride do oksidacije območja zvara; inertni plin se običajno uporablja za zaščito. Toplotna obdelava po-varju je potrebna tudi za razbremenitev in obnovitev delovanja.
3. Zaključek
Zaradi odličnih mehanskih lastnosti in obdelovalnosti se titanova zlitina TC4 široko uporablja na zahtevnih področjih, kot so vesoljski in medicinski pripomočki. S pravilno toplotno obdelavo in nadzorom obdelave je mogoče materialne prednosti TC4 v celoti izkoristiti za izpolnjevanje različnih strogih delovnih pogojev.
