Kesme ve işleme operasyonları sırasında en tipik kusurlardan biri iş sertleşmesidir.
Ti‑6Al‑4V, kesme sırasında şiddetli plastik deformasyona uğradığından, yüzey katmanı son derece sert hale gelir, bu da takımın aşınmasını hızlandırır ve işlenen yüzeyde yırtılma, sürtünme ve çizilmeye neden olur. Diğer bir yaygın sorun ise düşük ısı iletkenliğinden kaynaklanan yüksek kesme sıcaklığıdır. İşleme sırasında üretilen ısının çoğu, iş parçasına veya talaşa yayılmak yerine kesme bölgesinde yoğunlaşır. Bu yüksek sıcaklık, takımın yapışmasına, difüzyon aşınmasına ve talaş birikmesine (BUE) neden olarak zayıf yüzey pürüzlülüğüne, boyutsal sapmaya ve hatta mikro çatlaklara neden olur. Ek olarak, titanyum alaşımının düşük elastik modülü nedeniyle tornalama veya frezeleme sırasında kolayca geri esneme ve titreşim meydana gelir ve yüzeyde boyutsal kararsızlığa, konikliğe ve tırlama izlerine neden olur.
Dövme ve haddeleme gibi sıcak işleme proseslerinde kusurlar sıcaklık kontrolü ve deformasyon düzgünlüğü ile yakından ilişkilidir.
Çatlama, özellikle yüzeyde veya kenarlarda kritik bir kusurdur. Yüksek sıcaklıktaki alfa kasa kırılganlığı, eşit olmayan ısınma veya aşırı deformasyon oranı, kenar çatlaklarına, yüzey çatlaklarına veya iç tanecikler arası çatlaklara yol açabilir. Diğer bir tipik kusur, alaşım koruyucu atmosfer olmadan havada ısıtıldığında oluşan sert ve kırılgan, oksijenle zenginleştirilmiş bir tabaka olan alfa vakası oluşumudur. Bu alfa durumu sünekliği, yorulma performansını ve darbe direncini azaltır. Ayrıca uygun olmayan dövme işlemi kaba tane yapısına neden olabilir, bu da mukavemeti ve tokluğu azaltır. Düzensiz deformasyon aynı zamanda akış hatlarının bozulmasına da neden olabilir ve bu da temel yapısal bileşenlerdeki yorulma ömrünü önemli ölçüde azaltır.
Isıl işlem sırasında uygunsuz parametreler aşırı ısınmaya, aşırı yaşlanmaya veya artık gerilim konsantrasyonuna neden olabilir.
Aşırı ısınma, anormal tane büyümesine ve kırılgan mikro yapıya yol açar. STA sürecindeki fazla yaşlandırma, mukavemeti ve sertliği önemli ölçüde azaltır. Yetersiz soğutma veya eşit olmayan ısıtma, artık gerilime neden olur ve bu da işleme sonrasında deformasyona, eğrilmeye ve hatta gecikmiş çatlamaya neden olabilir. Kaynaklı bileşenler için uygun olmayan kaynak sonrası ısıl işlem, kolayca kaynakta kalan gerilime ve distorsiyona neden olarak boyutsal stabiliteyi etkiler.
Kaynak işleminde yaygın kusurlar arasında gözeneklilik, eksik erime ve kaynak çatlaması yer alır.
Titanyumun yüksek sıcaklıklarda oksijen, nitrojen ve hidrojene karşı yüksek kimyasal ilgisi vardır. Koruyucu atmosferin yetersiz olması durumunda gaz emilimi meydana gelir, bu da gözenekliliğe ve kırılganlığın artmasına neden olur. Hidrojen emilimi özellikle zararlıdır ve hidrojenin gecikmeli çatlamasına neden olabilir. Ayrıca kaynak sırasındaki hızlı ısıtma ve soğutma, büyük miktarda artık gerilim oluşturarak kaynakta distorsiyona ve sıcak çatlamaya neden olur. Kaynak ve ısıdan etkilenen bölge sıklıkla sertleşme ve süneklik kaybı gösterir, bu da genel yapısal bütünlüğü azaltır.
Döküm sırasında tipik kusurlar arasında büzülme boşluğu, büzülme gözenekliliği, kalıntılar ve ayrışma yer alır.
Titanyum yüksek bir erime noktasına ve yüksek kimyasal reaktiviteye sahip olduğundan vakum veya koruyucu atmosfer altında eritilmesi gerekir. Uygun olmayan dökme sıcaklığı ve kalıbın doldurulması kolaylıkla büzülmeye ve gözenekliliğe neden olur. Metalik olmayan kalıntılar yorulma mukavemetini önemli ölçüde azaltır. Kimyasal ayrışma düzensiz mikro yapıya ve performansa neden olabilir.
Özetle, doğal fiziksel ve kimyasal özellikleri nedeniyle, 5. Sınıf titanyum alaşımı işleme sırasında sertleşmeye, yüzeyde sürtünmeye, yüksek sıcaklıkta takım aşınmasına, alfa durumuna, çatlaklara, artık gerilime, gözenekliliğe ve bozulmaya eğilimlidir..
Bu kusurlar, işleme parametrelerinin sıkı bir şekilde kontrol edilmesi, özel aletlerin kullanılması, koruyucu atmosferlerin uygulanması, ısıtma ve soğutma prosedürlerinin optimize edilmesi ve makul işlem sonrası ısıl işlemlerin uygulanmasıyla etkili bir şekilde azaltılabilir veya önlenebilir. Endüstriyel uygulamalarda ürün kalifikasyon oranının iyileştirilmesi, mekanik performansın sağlanması ve servis ömrünün uzatılması için bu yaygın kusurların ve oluşum mekanizmalarının anlaşılması önemlidir.
