Titanyumun en yüksek verim gücü,alaşım sınıfı(kompozisyonlar) veIsı işlem durumu, saf titanyum (ticari olarak saf, cp ti) alaşımlı titanyumdan çok daha düşük akma mukavemetine sahiptir.
Ticari olarak saf titanyum (örneğin, derece 1 ila derece 4), ~ 170 MPa (derece 1, tavlanmış) ile ~ 485 MPa (derece 4, tavlanmış) arasında değişen nispeten düşük verim mukavemetine sahiptir. Tersine,titanyum alaşımları-özellikle alüminyum (AL), vanadyum (V), molibden (MO) veya niyobyum (NB) gibi elementlerle güçlendirilmiş olanlar-çok daha yüksek verim mukavemetleri elde eder.
En yüksek verim kuvvetleri tipik olarak bulunurYüksek mukavemetli beta () titanyum alaşımlarıveyaBeta'ya yakın alaşımlar, genellikle özel ısı işlemlerinden sonra (örn. Çözelti arıtma ve yaşlanma, STA). Örneğin:
TI-15V-3CR-3SN-3AL (Sınıf 19): Isı ile muamele edildiğinde (STA) ~ 1.100-1,300 MPa verim mukavemeti olan bir beta alaşımı.
TI-10V-2FE-3AL (Sınıf 23): STA koşulunda ~ 1.000-1.200 MPa verim mukavemetine ulaşan bir beta yakın alaşımı.
Gelişmiş havacılık sınıfı beta alaşımları (örn., Ti-5Al-5MO-5V-3CR) optimize edilmiş ısı ile muamele edilmiş durumlarda 1.300 MPa'yı bile aşabilir.
Özellikle, verim gücü tek bir dereceye sabitlenmez; İşleme ile değişir (örneğin, soğuk çalışma CP TI'da mukavemeti arttırırken, ısıl işlem alaşımlarda mukavemeti uyarlar).
Titanyum "sertlik" öncelikleRockwell sertliği (HRC, HRB)veyaVickers Sertlik (HV)ölçek ve malzemeleringüç, alaşım kompozisyonu ve ısıl işlem(Daha sert notlar neredeyse her zaman daha yüksek mukavemetli alaşımlardır).
Saf Titanyum (CP TI, Sınıf 1-4) nispeten yumuşaktır:
Sınıf 1 (tavlanmış): ~ HRB 70-80 (HV ~ 100-120)
Sınıf 4 (tavlanmış): ~ HRB 90–95 (HV ~ 150-170)
.En zor titanyum sınıfları yüksek mukavemetli beta veya beta yakın alaşımlarıdır, özellikle yağış sertleşmesini destekleyen ısı işlemlerinden sonra (örn. Çözelti arıtma + yaşlanma, STA). Temel örnekler şunları içerir:
Sınıf 19 (TI-15V-3CR-3SN-3AL): STA koşulunda, ~ HRC 38-42'ye (HV ~ 380-430) ulaşır, bu da onu ticari olarak temin edilebilen en zor titanyum derecelerinden biri haline getirir.
Sınıf 23 (TI-10V-2FE-3AL): STA ile muamele edilmiş derece 23, ~ HRC 36-40 (HV ~ 360-400) sertliğine sahiptir, Sınıf 19'dan biraz daha düşüktür, ancak yine de en zor olanlar arasındadır.
Sınıf 9 (Ti-3al-2.5V): Bir alfa-beta (-) alaşımı (beta değil), soğuk işlenmiş veya yaşlı derece 9, çoğu CP Ti'den daha sert ancak beta alaşımlarından daha yumuşak olan ~ HRC 30–35'e (HV ~ 300-350) ulaşabilir.
Sertlik de bağlıdırmikroyapı: İnce, çökmüş fazlara (yaşlanmadan) sahip alaşımlar, aynı sınıfın tavlanmış (yumuşatılmış) versiyonlarından daha zordur.
Titanyum notlarının maliyeti üç temel faktöre bağlıdır:Alaşım kompozisyonu (nadir eleman içeriği), Karmaşıklığı İşleme(örn., Isıl işlemi, hassas erime) veUygulamaya özgü gereksinimler(Örneğin havacılık, tıbbi sertifika). En pahalı notlar neredeyse her zamanÖzel alaşımlar-Yüksek nadir metal içeriklerine ve titiz üretim standartlarına saf titanyum yaramaz değildir.
En iyi pahalı titanyum notları şunları içerir:
Bu alaşımlar implante edilebilir cihazlar (örneğin, kalça sapları, omurga füzyon donanımı) için tasarlanmıştır ve ultra yüksek saflık (toksik eleman sızıntısını önlemek için) ve sıkı mekanik özellik kontrolleri gerektirir.
Maliyet sürücüsü: Vanadyum (V), niyobyum (NB) veya tantal (TA) gibi alüminyumdan (düşük dereceli alaşımlarda kullanılır) nadir, yüksek maliyetli elementler içerirler. Buna ek olarak, üretim FDA/ISO sertifikası, temiz oda işleme ve% 100 kalite denetimi-tüm maliyetlere katkıda bulunmayı gerektirir.
Göreceli maliyet: CP Ti'den (Sınıf 2) 3-5x daha pahalı ve Sınıf 5 gibi ortak havacılık alaşımlarından 2-3x daha pahalı.
Alaşımlar gibiTi-5Al-5MO-5V-3CR (Derece 25)veyaTI-10V-2FE-3AL (Aerospace sertifikalı olduğunda 23. derece)Aşırı mukavemet-ağırlık oranları ve yorgunluk direnci gerektiren kritik uçak bileşenlerinde (örneğin, iniş dişlisi, motor parçaları) kullanılır.
Maliyet sürücüsü: Bu alaşımlar, vakum arkını arı (var) gerektirir-Koşulları ortadan kaldırmak için yavaş, enerji yoğun bir işlem ve kesin mikroyapılar elde etmek için çoklu ısı işlemlerini. Havacılık ve uzay sertifikası (örneğin, AMS standartları) ayrıca üretim maliyetlerini artırarak katı testleri (örn. Yorgunluk, korozyon) zorunlu kılar.
