1. Hengerelt állapot (mint-hengerelt titán)
Mikroszerkezeti jellemzők: A mikroszerkezetet megnyúlt, lapított szemcsék jellemzik (a gördülési irány mentén), nagy diszlokációsűrűséggel, és az anyagban végig jelen vannak a maradék belső feszültségek. A + titánötvözetek (pl. 5. fokozatú Ti-6Al-4V) esetében a -fázisú szemcsék a gördülési irányban vannak elrendezve, így különálló rostos textúrát képeznek.
Mechanikai tulajdonságok:
Erő: Jelentősen megemelkedett a munkakeményedés miatt-a szakítószilárdság és a folyáshatár 15–30%-kal magasabb, mint a lágyított állapoté (pl. a hidegen{5}}hengerelt 2. fokozatú titán szakítószilárdsága ~550 MPa, szemben a lágyított 2. fokozatú ~345 MPa-val).
Szívósság és hajlékonyság: drámaian csökkent; a megnyúlás és a terület csökkenése 40-60%-kal a lágyított állapothoz képest, és az ütésállóság meredeken csökken. Az anyag hajlamossá válik a megrepedésre hajlítási vagy ütési terhelés hatására a maradó feszültségek és a diszlokáció összegabalyodása miatt.
Alakíthatóság: Gyenge, mivel a munkaedzés növeli az anyag folyási feszültségét, ami megnehezíti a további képlékeny alakváltozást közbenső izzítás nélkül.
Alkalmazási forgatókönyvek: Alkalmas olyan alkatrészekhez, amelyek nagy szilárdságú, de minimális utó{0}}feldolgozást igényelnek (pl. egyszerű szerkezeti konzolok, nem-kritikus kötőelemek), de nem használható dinamikus vagy összetett terhelésnek kitett alkatrészekhez.
2. Lágyított állapot (Annealed Titanium)
Mikroszerkezeti jellemzők: A deformált, megnyúlt szemcsék egyentengelyű, finomszemcsés{0}}szerkezetekké kristályosodnak át; a diszlokációk megsemmisülnek, és a maradék feszültségek teljesen enyhülnek. A + ötvözetek esetében a mikrostruktúra egyenletes eloszlású, egyenlő tengelyű -fázisú szemcsékből és kis mennyiségű -fázisból áll, irányított textúra nélkül.
Mechanikai tulajdonságok:
Erő: Közepes és kiegyensúlyozott-alacsonyabb, mint a gördített állapot, de magasabb, mint az öntött állapot. A szilárdság stabil az anyag keresztmetszetében -és minden irányban (nincs anizotrópia).
Szívósság és hajlékonyság: Optimális a három állapot közül; a nyúlás elérheti a 20-30%-ot a kereskedelmileg tiszta titánnál, és a törési szilárdság (KIC) 20-40%-kal magasabb, mint a hengerelt állapoté. Az anyag jól ellenáll az ütéseknek és a kifáradásnak ciklikus terhelés esetén.
Alakíthatóság és megmunkálhatóság: Kiváló; a puha, átkristályosodott mikrostruktúra lehetővé teszi a mélyhúzást, hajlítást és egyéb alakítási folyamatokat, és a csökkentett keménység miatt javul a megmunkálhatóság.
Alkalmazási forgatókönyvek: A legszélesebb körben használt állapot általános -célú alkatrészekhez, például repülőgéptörzspanelekhez, tengeri csővezetékrendszerekhez, orvosi eszközök burkolataihoz és vegyipari hőcserélőkhöz, ahol kiegyensúlyozott szilárdság, hajlékonyság és korrózióállóság szükséges.
3. Megoldás-Lágyított és öregített állapot (oldat-kezelt és öregített, STA-titán)
Oldatos izzítás: Hevítés a / transus felett (+ ötvözetek esetén ~920-950 fok), hogy egységes -fázisú mikrostruktúra alakuljon ki, majd kioltás a metastabil túltelített + (vagy martenzites ') szerkezet szobahőmérsékleten való megőrzéséhez.
Öregedés: Újramelegítés alacsonyabb hőmérsékletre (450–550 fok), hogy a finom, diszpergált másodlagos -fázisú részecskék kicsapódjanak a mátrixon belül.
Mikroszerkezeti jellemzők: A mikrostruktúra egy -fázisú mátrixból áll, sűrű eloszlású finom másodlagos csapadékokkal, amelyek diszlokációs gátként működnek. A Ti-6Al-4V esetében a csapadék tű- vagy léc alakú, mérete 0,1–1 μm között van.
Mechanikai tulajdonságok:
Erő: A három állapot közül a legmagasabb-a folyáshatár meghaladhatja az 1000 MPa-t az 5. fokozatú STA esetében (szemben a lágyított 5. fokozatú ~860 MPa-val), ami 15–25%-os növekedés a csapadék erősödése miatt.
Szívósság és hajlékonyság: Közepes, alacsonyabb, mint a lágyított állapot, de magasabb, mint a hengerelt állapot; A nyúlás jellemzően 8-12% az STA Grade 5-nél, és a törési szívósság enyhén csökken a finom csapadékszerkezet miatt, de a kifáradási szilárdság (20-30%-kal) nő a lágyított állapothoz képest.
Magas{0}}hőmérsékletű teljesítmény: Jobb kúszásállóság, mivel a csapadék gátolja a diszlokációs mozgást magas hőmérsékleten (5. fokozat esetén akár 350 fokig), így alkalmas magas -hőmérsékletű szerkezeti alkalmazásokhoz.
Alkalmazási forgatókönyvek: Nagy-teljesítményű, nagy-terhelésű alkatrészekhez, például repülőgép-motor-kompresszor lapátokhoz, repülőgép futóművekhez, nagy-szilárdságú rögzítőkhöz és tengeri fúrószerszám-alkatrészekhez használják, ahol a maximális szilárdság és fáradtságállóságe kritikus.
