Gráða 5 títan álfelgur, einnig þekktur sem Ti-6Al-4V, er mest notaða títan álfelgur í geimferðum, bifreiðum, læknisfræði, sjó og afkastamiklum burðarvirkjum. Einn af aðlaðandi kostum þess er frábært þreytuþol, sérstaklega við hringlaga hleðslu, ætandi umhverfi og hækkað hitastig. Þreytuhegðun þess er mjög tengd hitameðferð, yfirborðsástandi, hleðslugerð og framleiðsluferli. Hér að neðan er nákvæm útskýring á þreytuvirkni þess.
Í fyrsta lagi er þreytustyrkur Ti‑6Al‑4V venjulega metinn með því að nota S‑N ferilinn undir hringlaga spennuþjöppun eða beygjuálagi.
Fyrir glógað Ti‑6Al‑4V eru þolmörkin (þreytumörk við 107 lotur) ap
um 450–500 MPa við axial hleðslu. Við snúningsbeygju er gildið aðeins hærra, yfirleitt 495–575 MPa. Þetta stig er umtalsvert hærra en mörg stál og álblöndur með sama þéttleika, sem gerir það tilvalið fyrir létta burðarhluta sem verða fyrir langvarandi titringi og álagslotum.
Hitameðferð hefur ótrúleg áhrif á þreytuframmistöðu.
Lausnmeðhöndluð og öldruð (STA) Ti-6Al-4V hefur hærri tog- og flæðistyrk, þannig að þreytustyrkur þess með mikilli hringrás getur náð 550–630 MPa, sem er um það bil 10% hærra en glóðað ástand. Hins vegar, vegna þess að sveigjanleiki og seigleiki minnkar lítillega, getur sprunguvöxturþol þess minnkað. Aftur á móti veitir glóðað ástand betra útbreiðsluþol fyrir þreytusprungur og er stöðugra við hleðslu með breytilegri amplitude, svo það er ákjósanlegt í forritum þar sem hættu á brotum verður að lágmarka.
Í öðru lagi er vaxtarhraði þreytusprunga lykilvísbending um burðarvirki.
Ti‑6Al‑4V hefur lítinn vaxtarhraða fyrir þreytusprungur miðað við flesta burðarmálma. Við dæmigerðar umhverfisaðstæður fylgir sprunguvöxtur da/dN Parísarlögunum, með tiltölulega lágum stuðli. Þetta þýðir að jafnvel þótt litlir gallar séu til staðar, þolir málmblönduna þá án skyndilegrar bilunar í miklum fjölda lotum. Þessi eiginleiki er mikilvægur fyrir íhluti í geimferðum eins og túrbínublöð, lendingarbúnaðarhluta og skrokkvirki flugvéla.
Yfirborðsástand er annar stór þáttur. Slípaðir eða kúluhreinsaðir fletir bæta þreytulífið til muna. Skothreinsun kynnir þrýstiálag á yfirborðið, sem bætir á áhrifaríkan hátt sprungubyrjun og getur aukið þreytustyrk um 90–125 MPa. Aftur á móti virka gróft yfirborð, vinnslumerki eða skorur sem streituhækkanir og geta dregið úr þreytuvirkni um 30% eða meira. Þess vegna er eindregið mælt með yfirborðsfrágangi fyrir notkun sem er mjög þreytandi.
Hvað varðar umhverfisáhrif heldur títan af 5. flokki framúrskarandi þreytuþol í ætandi umhverfi eins og sjó, saltúða og vægum súrum eða basískum aðstæðum.
Ólíkt stáli, verður það ekki fyrir alvarlegu tæringar- og þreytu niðurbroti í klóríðumhverfi. Þetta gerir það að fyrsta vali fyrir sjávaríhluti, mannvirki á hafi úti og skurðaðgerðir. Við miðlungs hátt hitastig (um 150–200 gráður) minnkar þreytustyrkur örlítið en er áfram betri en margar álblöndur.
Í stuttu máli,5. stigs títan álfelgur sýnir framúrskarandi þreytustyrk með miklum hringrás, góða sprunguvaxtarþol og sterka umhverfisþreytuþol. Rétt hitameðferð og yfirborðsaukning getur hámarkað þreytuhegðun þess enn frekar. Þessir eiginleikar útskýra hvers vegna Ti-6Al-4V er óbætanlegur í íhlutum sem krefjast léttra, mikils styrks og ofurhárar endingar við langvarandi hringlaga hleðslu.
