Titanyum Alaşımlarının Özellikleri ve İşleme Karakteristikleri Nelerdir?

Titanyum alaşımları, düşük yoğunluğu yüksek mukavemet, ısı direnci ve korozyon direnciyle birleştirir. Kaynak, çeliğin yoğunluğunun yaklaşık 60% olduğu ve HRC 32 ile 38 arasında sertliğe sahip olan bu alaşımlar için 686 ila 1.176 MPa arasında çekme mukavemeti değerleri vermektedir.

Mekanik ve Termal Özellikler

Kaynakta elastik modülün 1,078 × 10 olarak belirtilmiştir³ 1,176 × 10’a³ MPa. [DOĞRULANMASI GEREKEN: Bu değer titanyum alaşımları için alışılmadık derecede düşük görünmektedir ve Çin kaynaklı metinden aynen aktarılmıştır.] Bazı titanyum alaşımları 550 ila 600 °C arasında kullanışlı performanslarını korurken, diğerleri -253 °C gibi düşük sıcaklıklarda bile tokluklarını muhafaza ederler. Yaklaşık 550°C'nin altındaki sıcaklıklarda, kararlı bir yüzey tabakası birçok aşındırıcı ortama karşı iyi bir direnç sağlar.

İşleme Özellikleri

Titanyumun ısı iletkenliği düşük olduğundan, kesme ısısı takım kenarının yakınında yoğunlaşır. Ayrıca, takım malzemeleriyle güçlü bir kimyasal etkileşime sahiptir ve geri esneme ile titreşimi artıran düşük bir elastik modüle sahiptir. WC-Co ailesinden tungsten karbür takımlar yaygın olarak kullanılır. Sert kurulumlar, keskin takımlar, uygun eğim ve boşluk açıları, kontrollü ilerlemeler ve bol miktarda soğutma sıvısı, sıcaklığı, yapışmayı ve titremeyi azaltmaya yardımcı olur.

Taşlama Özellikleri

Taşlama işlemi, yüksek yerel sıcaklıklara, taşta aşırı yüke ve yüzey hasarına yol açabilir. Uygun bir aşındırıcı ve bağlayıcı kullanın, taşın keskinliğini koruyun, etkili bir soğutma sıvısı sağlayın ve aşırı basınçtan kaçının. Yorgunluk performansı kritik öneme sahip olan yerlerde yüzey bütünlüğü kontrol edilmelidir.

Ekstrüzyon Özellikleri

Titanyum ekstrüzyonu, yüksek sıcaklık ve basınç gerektirir. Sıcaklık, ekstrüzyon hızı, kalıp tasarımı, koruyucu önlemler ve yağlama birbiriyle uyumlu olmalıdır. Kontrollü bir sıcaklık gradyanı metal akışını iyileştirebilirken, yetersiz yağlama veya uygun olmayan bir termal döngü, yüzey kusurlarını ve kalıp yükünü artırır.

Dövme Özellikleri

Kaynak, yaklaşık 1.000 ila 1.200 °C arasında bir dövme aralığı ve 70% ile 80% arasındaki deformasyon aralığını belirtmektedir. Seçilen sıcaklık, alfa, beta ve iki fazlı bölgeleri dikkate almalıdır; zira faz yapısı, akış ve nihai mikro yapıyı belirler. Kırılganlaşmayı önlemek için oksijen, azot ve diğer interstisyel elementler sınırlandırılmalıdır.

Döküm Özellikleri

Erimiş titanyum, azot, oksijen ve birçok refrakter malzemeyle şiddetli bir şekilde reaksiyona girer. Bu nedenle döküm işlemi, vakumda veya korumalı eritme, uygun kalıplar ve titiz bir kontaminasyon kontrolü gerektirir. Ti-6Al-4V ve Ti-5Al-2.5Sn, kaynakta bahsedilen tipik döküm alaşımlarıdır. Nihai proses seçimi, istenen şekil, özellikler, yüzey bütünlüğü, üretim hacmi ve izin verilen son işlemleri yansıtmalıdır.