1. Slitasjebestandighet av titanlegering av grad 5 og nødvendigheten av overflatebehandling
I ubehandlet tilstand viser grad 5 titanlegering kun moderat slitestyrke. Under tørr glide-, slipe- eller slitasjeforhold har den en tendens til å oppleve limslitasje og slitasje på grunn av dens relativt lave hardhet og høye friksjonskoeffisient mot metaller eller keramikk. Når den kommer i kontakt med andre metalliske materialer, kan titanlegering lett gnage, sette seg fast eller få overflateskade. Derfor, i applikasjoner som involverer relativ bevegelse, friksjon, gjentatt kontakt eller abrasive miljøer, anbefales overflatebehandling sterkt eller til og med nødvendig.
Vanlige overflatebehandlinger for å forbedre sliteevnen inkluderer:
Anodisering: øker overflatehardheten og korrosjonsbestandigheten.
Gassnitrering eller plasmanitrering: danner et hardt, slitesterkt lag som reduserer friksjon og slitasje betydelig.
Physical Vapor Deposition (PVD) belegg som TiN, DLC eller CrN: gir ekstremt høy overflatehardhet og lav friksjonskoeffisient.
Termisk oksidasjon: forbedrer hardheten og levetiden.
Med riktig overflatemodifikasjon kan slitestyrken til Grade 5 forbedres med flere ganger eller til og med en størrelsesorden. For komponenter som lager, gir, aksler, festemidler under fretting og glidende deler, er overflatebehandling avgjørende for å oppnå akseptabel levetid.
2. Ytelse under dynamiske belastninger, vibrasjoner og tretthetsforhold
Grade 5 titanlegering er utmerket egnet for dynamiske belastninger, vibrasjoner og tretthetskritiske applikasjoner og er faktisk et av de mest brukte materialene i slike arbeidsforhold over hele verden.
For det første har den enestående høy-syklustretthetsytelse, spesielt i den varme-behandlede tilstanden (løsningsbehandlet og aldret). Dens utmattelsesstyrke er stabil og holder seg godt ved brukstemperaturer opp til 315 grader. For det andre har den høy seighet og god motstand mot sprekkvekst, slik at den tåler gjentatte vibrasjoner, støt og vekslende belastninger uten brå svikt. For det tredje bidrar dens lave elastisitetsmodul og høye styrke til å absorbere vibrasjonsenergi og redusere spenningskonsentrasjonen sammenlignet med mange høyfaste stål.
Typiske bruksområder inkluderer:
Strukturelle komponenter for fly, landingsutstyr og motorfester under langvarige vibrasjons- og tretthetsbelastninger.
Bilventiler, koblingsstenger og opphengsdeler.
Medisinske implantater som tåler gjentatte menneskelige bevegelsesbelastninger.
Marine og offshore strukturer utsatt for bølgeindusert vibrasjon og syklisk belastning.
Utformingen må imidlertid unngå skarpe hakk, grove overflatedefekter eller overdreven slitasje, da disse faktorene kan redusere utmattelseslevetiden. Med riktig geometri, overflatekvalitet og valgfri overflatebehandling, presterer Grade 5 pålitelig under alvorlige dynamiske og tretthetsforhold.
Sammendrag
Grad 5 titanlegering har moderat iboende slitestyrke og krever vanligvis overflatebehandling for friksjons- og slitasjemiljøer. I mellomtiden viser den enestående ytelse under dynamiske belastninger, vibrasjoner og tretthetsforhold og er anerkjent som et førsteklasses materiale for strukturelle applikasjoner med syklisk belastning.
