Tijekom operacija rezanja i strojne obrade, jedan od najtipičnijih nedostataka je otvrdnjavanje.
Budući da je Ti‑6Al‑4V podvrgnut ozbiljnoj plastičnoj deformaciji tijekom rezanja, površinski sloj postaje izuzetno tvrd, što ubrzava trošenje alata i uzrokuje kidanje, trganje i grebanje na strojno obrađenoj površini. Drugi uobičajeni problem je visoka temperatura rezanja uzrokovana niskom toplinskom vodljivošću. Većina topline koja se stvara tijekom strojne obrade koncentrira se u zoni rezanja umjesto da se rasipa u obradak ili strugotinu. Ova visoka temperatura dovodi do prianjanja alata, trošenja difuzijom i izgrađenog ruba (BUE), što rezultira slabom hrapavošću površine, odstupanjem dimenzija, pa čak i mikropukotinama. Osim toga, zbog niskog modula elastičnosti titanijske legure, lako dolazi do opruge i vibracija tijekom tokarenja ili glodanja, uzrokujući nestabilnost dimenzija, sužavanje i mrlje od klepetanja na površini.
U postupcima vruće obrade kao što su kovanje i valjanje, greške su usko povezane s kontrolom temperature i jednolikošću deformacije.
Pukotine su kritični nedostatak, osobito na površini ili rubovima. Krtost alfa kućišta na visokoj temperaturi, neravnomjerno zagrijavanje ili pretjerana brzina deformacije mogu dovesti do rubnih pukotina, površinskih pukotina ili unutarnjih intergranularnih pukotina. Još jedan tipičan nedostatak je formiranje alfa kućišta, tvrdog i lomljivog sloja obogaćenog kisikom koji nastaje kada se legura zagrijava na zraku bez zaštitne atmosfere. Ovo alfa kućište smanjuje rastezljivost, otpornost na zamor i otpornost na udarce. Osim toga, nepravilno kovanje može dovesti do strukture grubog zrna, što smanjuje čvrstoću i žilavost. Neravnomjerna deformacija također može uzrokovati poremećaj linija toka, što značajno smanjuje vijek trajanja od zamora u ključnim strukturnim komponentama.
Tijekom toplinske obrade, neodgovarajući parametri mogu uzrokovati pregrijavanje, prekomjerno starenje ili koncentraciju zaostalog naprezanja.
Pregrijavanje dovodi do abnormalnog rasta zrna i lomljive mikrostrukture. Prekomjerno starenje u STA procesu značajno smanjuje čvrstoću i tvrdoću. Nedovoljno hlađenje ili neravnomjerno zagrijavanje uzrokuje zaostalo naprezanje, što može rezultirati deformacijom, savijanjem ili čak odgođenim pucanjem nakon strojne obrade. Za zavarene komponente, neodgovarajuća toplinska obrada nakon zavarivanja lako uzrokuje zaostalo naprezanje i izobličenje zavara, utječući na stabilnost dimenzija.
U procesu zavarivanja, uobičajeni nedostaci uključuju poroznost, nepotpuno stapanje i pucanje zavara.
Titan ima visok kemijski afinitet za kisik, dušik i vodik na visokim temperaturama. Ako je zaštitna atmosfera nedovoljna, dolazi do apsorpcije plina, što dovodi do poroznosti i povećane lomljivosti. Apsorpcija vodika je posebno štetna i može uzrokovati odgođeno vodikovo pucanje. Osim toga, brzo zagrijavanje i hlađenje tijekom zavarivanja stvaraju velika zaostala naprezanja, što dovodi do iskrivljenja zavara i vrućih pukotina. Zavarivanje i zona pod utjecajem topline često pokazuju otvrdnjavanje i gubitak duktilnosti, što smanjuje ukupni strukturni integritet.
Tijekom lijevanja, tipični nedostaci uključuju šupljinu skupljanja, poroznost skupljanja, inkluzije i segregaciju.
Titan ima visoko talište i visoku kemijsku reaktivnost, pa se mora taliti u vakuumu ili zaštitnoj atmosferi. Neodgovarajuća temperatura izlijevanja i punjenje kalupa lako dovode do skupljanja i poroznosti. Nemetalni uključci značajno smanjuju čvrstoću na zamor. Kemijska segregacija može uzrokovati neujednačenu mikrostrukturu i učinak.
Ukratko, zbog svojih inherentnih fizikalnih i kemijskih svojstava, legura titana Grade 5 sklona je otvrdnjavanju, površinskom nagrizanju, visokotemperaturnom trošenju alata, alfa kućištu, pukotinama, zaostalom naprezanju, poroznosti i deformaciji tijekom obrade.
Ovi se nedostaci mogu učinkovito smanjiti ili izbjeći striktnom kontrolom parametara obrade, korištenjem posebnih alata, primjenom zaštitnih atmosfera, optimiziranjem postupaka grijanja i hlađenja i provedbom razumnih toplinskih tretmana nakon obrade. Razumijevanje ovih uobičajenih nedostataka i mehanizama njihovog nastanka bitno je za poboljšanje stope kvalifikacije proizvoda, osiguravanje mehaničkih performansi i produljenje vijeka trajanja u industrijskim primjenama.
