1. Ti Grade 5'in Genel Yüksek-Sıcaklık Performansı
Orta sıcaklıktaki ortamlarda (örneğin, havacılık motor kaportaları, endüstriyel türbin bileşenleri) uzun-süreli kullanım için iyi düzeyde gerilme ve yorulma mukavemetini korur.
Sürünme direnci (sabit gerilim ve ısı altında yavaş, kalıcı deformasyona karşı direnç), düşük-ile-orta gerilimli yüksek-sıcaklık senaryoları için yeterlidir, ancak daha yüksek sıcaklıklarda özel ısıya-dirençli titanyum alaşımları veya nikel-bazlı süper alaşımlara göre daha iyi performans gösterir.
Ayrıca, 400 derecenin altında bozulmadan kalan dayanıklı pasif oksit tabakası (TiO₂) sayesinde,-aşırı aşındırıcı olmayan ortamlarda yüksek sıcaklıklarda iyi korozyon direncini korur.
2. Kararlı Performans için Maksimum Sıcaklık
Uzun-süreli hizmet (10,000+ saat boyunca sürekli çalışma): Tam mekanik stabiliteyi ve yapısal bütünlüğü korumak için maksimum sıcaklık315 derece (600 derece F). Bu sıcaklıkta + mikro yapısı değişmeden kalır ve temel özellikleri (gerilme mukavemeti, sürünme direnci, yorulma ömrü) tasarım spesifikasyonları dahilinde kalır (örneğin, çekme mukavemeti oda-sıcaklık değerinin ~%75'inde kalır ve sürünme gerinim hızı 140 MPa gerilim altında saatte 1×10⁻⁸'nin altındadır).
Kısa-süreli/aralıklı kullanım (sınırlı maruz kalma, düşük-stres koşulları): 100 dereceye kadar sıcaklıklara tolerans gösterebilir.400 derece (750 derece F)kısa süreler için (saatlerden günlere). Ancak, 400 derecede kısa süreli maruz kalma bile mikroyapısal stabiliteyi etkilemeye başladığından, kritik yük{1}}taşıyan bileşenler için bu önerilmez.
3. Kararlı Sıcaklık Eşiğinin Üzerinde Performans Düşüşü ve Arızalar
(1) Mikroyapısal Bozulma
-faz kabalaştırma ve -faz yumuşatma: 315 derecenin üzerinde, matristeki ince, tek biçimli ince tabakalar büyümeye ve toplanmaya başlarken, -faz (gövde-merkezli kübik yapı) atomik difüzyon nedeniyle gücünü kaybeder. Bu, alaşımın güç-tokluk oranı açısından kritik olan dengeli + yapısını bozar.
Faz dönüşümü (400 derecenin üstünde): 400 derecenin üzerinde uzun süreli maruz kalma, daha kaba, daha az kararlı -baskın bir mikro yapıya doğru geçişi hızlandırır. Sıcaklık beta-transus'a (995 derece) yaklaşırsa, tam -faz oluşumu şiddetli tane büyümesine yol açarak alaşımı kırılgan hale getirir ve herhangi bir yapısal uygulama için uygunsuz hale getirir.
(2) Mekanik Özellik Çöküşü
Çekme mukavemeti düşüşü: 400 derecede çekme mukavemeti düşer.<500 MPa (less than 60% of its room-temperature strength of 860–900 MPa). At 500°C, strength further declines to below 400 MPa, leading to plastic deformation under nominal operating loads.
Sürünme direnci kaybı: Sürünme gerinim hızı 350 derecenin üzerine katlanarak artar. Örneğin, 400 derece ve 100 MPa gerilimde, sürünme gerinim hızı saatte 1×10⁻⁶ değerini aşar (315 dereceden 100 kat daha yüksek), bu da zamanla bileşenlerde kalıcı boyutsal bozulmaya (örneğin, türbin muhafazalarının veya havacılık braketlerinin bükülmesine) neden olur.
Yorgunluk ömründe azalma: Yüksek sıcaklıklar oksidasyonu ve tane sınırlarında mikro çatlak oluşumunu hızlandırır. 400 derecede yorulma mukavemeti (10⁷ döngü)<150 MPa (less than 50% of its room-temperature fatigue strength of 300–350 MPa), leading to premature fatigue failure in cyclic load applications.
(3) Oksidasyon ve Korozyon Hasarı
400 derecenin üzerinde, alaşımın yüzeyindeki pasif TiO₂ filmi gözenekli hale gelir ve tekdüze olmayan- bir hal alır, bu da oksijenin alt tabakaya yayılmasına ve kırılgan bir oksit tabakası (Ti₂O₃ veya TiO) oluşturmasına olanak tanır. Bu, özellikle nem veya aşındırıcı gazlar içeren ortamlarda (örn. endüstriyel egzoz veya deniz atmosferleri) yüzeyin gevrekleşmesine neden olur ve korozyon direncini azaltır. Aşırı durumlarda, taneler arası oksidasyon, çatlamaya ve yıkıcı bileşen arızasına yol açar.
