Friotaíocht Tionchair agus Díghrádú Fadtéarmach Ardteochta Neart ar Chóimhiotal Tíotáiniam Grád 5 (Ti-6Al-4V)
Is é cóimhiotal tíotáiniam Grád 5, ar a dtugtar Ti-6Al-4V de ghnáth, an cóimhiotal tíotáiniam alfa-béite is mó a úsáidtear i réimsí aeraspáis, mara, leighis agus innealtóireachta ginearálta. Tá a fheidhmíocht faoi luchtú tionchair agus seirbhís fhadtéarmach ardteochta ríthábhachtach do shábháilteacht struchtúrach agus do shaol na seirbhíse. Anseo thíos tá anailís mhionsonraithe ar a fhriotaíocht tionchair agus ar choinneáil neart ardteochta.
Ar an gcéad dul síos, tagraíonn friotaíocht tionchair do chumas ábhair fuinneamh a ionsú agus seasamh in aghaidh briste faoi lódáil dinimiciúil nó turrainge, arna thomhas de ghnáth ag tástálacha tionchair Charpy V-notch (CVN).
Sa riocht annealaithe, taispeánann Ti-6Al-4V cruas tionchair teocht an tseomra den scoth, le gnáthluachanna fuinnimh tionchair Charpy idir 25 agus 40 J d’eiseamail chaighdeánacha. Ligeann an leibhéal déine seo don chóimhiotal ualaí tobanna, creathadh, agus tionchair bheaga a sheasamh gan briseadh brittle, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach do chomhpháirteanna struchtúracha dinimiciúla ar nós páirteanna fearas tuirlingthe aerárthach, dúntóirí agus trealamh mara.
Mar sin féin, tá iompar tionchair an-íogair maidir le cóireáil teasa agus micreastruchtúr.
Sa riocht réiteach cóireáilte agus aois (STA), cé go bhfuil méadú ar neart agus cruas, laghdaítear an toughness tionchair beagán, go ginearálta ó 15 go 25 J. Tá an laghdú seo mar gheall ar dheascadh céim alfa fíneáil sa mhaitrís béite, rud a mhéadaíonn neart ach a laghdaíonn insínteacht. Bíonn tionchar freisin ag notches, lochtanna dromchla agus tiús ar fheidhmíocht tionchair. Léiríonn codanna tiubh nó comhpháirteanna le heangaí géara fuinneamh tionchair níos ísle, agus coinníonn táirgí míne tanaí-tomhais an déineacht níos fearr. Ar an iomlán, léiríonn Ti-6Al-4V friotaíocht maith i gcoinne teip tionchair i gcomparáid le go leor steels ard-neart agus cóimhiotail alúmanaim ag leibhéil dlúis comhchosúla.
Ar an dara dul síos, maidir le seirbhís ardteochta fadtéarmach agus díghrádú neart, moltar go ginearálta Ti-6Al-4V a úsáid ag teochtaí suas le 300 céim go 350 céim ar feadh tréimhsí fada.
Ag teocht faoi bhun 200 céim , léiríonn an cóimhiotal díghrádú neart beag fiú tar éis na mílte uair an chloig de nochtadh. Tá airíonna teanntachta agus scealptha fós seasmhach, gan aon garbhú nó bogú suntasach micreastruchtúrach.
Nuair a bhíonn sé faoi lé teochtaí idir 200 céim agus 300 céim, feictear éifeachtaí cobhsaíochta teirmeach beag le himeacht ama. Taithí an chóimhiotail garbhú céim alfa beag agus scíthe iarmharach struis, as a dtagann laghdú beag ar neart teanntachta agus toraidh-go hiondúil níos lú ná 10% tar éis dul in aois fadtéarmach. Tá an laghdú seo inghlactha d’fhormhór na bhfeidhmchlár struchtúrach neamh-aeraspáis.
Os cionn 350 céim go 400 céim, tarlaíonn díghrádú neart suntasach faoi sheirbhís fhada.
Laghdaíonn athruithe microstructural luathaithe, lena n-áirítear fás gráin alfa agus dianscaoileadh céim béite, friotaíocht creep agus neart teanntachta araon. Is féidir le caillteanais neart 15% go 30% nó níos mó a bhaint amach, ag brath ar am nochta agus teocht. Mar sin, ní mholtar Ti-6Al-4V d’fheidhmchláir fhadtéarmacha ard-strus os cionn 350 céim .
Go hachomair, léiríonn cóimhiotal tíotáiniam Grád 5 friotaíocht maith le tionchar den scoth ag teocht an tseomra, ag brath ar chóireáil teasa agus céimseata.Coinníonn sé airíonna meicniúla cobhsaí le díghrádú neart íosta ag teochtaí suas le 200 céim, agus gan ach caillteanais measartha faoi bhun 300 céim. Os cionn 350 céim , tagann maolú suntasach ar sheirbhís fhadtéarmach agus cumas ualachiompartha laghdaithe. Mar gheall ar an gcomhcheangal seo de dhiongbháilteacht tionchair agus cobhsaíocht theirmeach mheasartha, is rogha iontaofa í Ti-6Al-4V do chomhpháirteanna struchtúracha atá faoi réir ualaí dinimiciúla agus teochtaí measartha ardaithe.
