1. Hver eru einkenni 4. stigs títan?
Efnasamsetning: Það samanstendur af yfir 99% hreinu títan, með ströngum stýrðum óhreinindum. Mikilvægasta óhreinindin er súrefni, með hámarksmörk á0.40%-hæsta meðal allra CP títanflokka. Önnur óhreinindi eru járn (hámark 0,50%), kolefni (hámark 0,10%), köfnunarefni (hámark 0,05%) og vetni (hámark 0,015%). Þetta hærra súrefnisinnihald er aðal drifkrafturinn fyrir yfirburða styrk þess samanborið við 1.–3.
Örbygging: Við stofuhita hefur það einsleita sexhyrndu -pakkaða (HCP) alfa ( ) fasabyggingu án fasabreytinga. Þessi uppbygging tryggir góða sveigjanleika á sama tíma og það gerir verulega styrkleikaauka með súrefnisfastri-lausnstyrkingu. Það forðast einnig brothætta umskipti, jafnvel við lágt hitastig (niður að -200 gráður).
Tæringarþol: Það heldur framúrskarandi tæringarþoli sem felst í CP títan. Stöðug títantvíoxíð (TiO₂) óvirk filma myndast hratt á yfirborði þess, sem veitir vörn gegn sjó, ferskvatni, röku andrúmslofti, þynntri saltsýru og þynntri brennisteinssýru. Hins vegar er tæringarþol þess í sterkoxandi sýrum (td óblandaðri saltpéturssýru) örlítið lægra en 3. stigs vegna hærra súrefnisinnihalds-þótt það standi samt fram úr algengustu málmum (td ryðfríu stáli 304).
Líkamlegir eiginleikar: Það hefur þéttleika sem er um það bil 4,51 g/cm³ (aðeins 56% af þéttleika stáls), sem býður upp á verulegan þyngdarsparnað-. Bræðslumark þess er 1668 gráður (3034 gráður F), í samræmi við aðrar CP títan einkunnir. Við 25 gráður er varmaleiðni þess 17 W/m·K og rafviðnám er 420 nΩ·m-þessi gildi eru næstum því eins og 3. stigs, með aðeins minniháttar sveiflur frá mismun á óhreinindum.
Vinnsluhæfni: Það er hægt að framleiða það með hefðbundnum málmvinnsluferlum, þar með talið kaldvalsingu, smíða og suðu. Hins vegar krefst meiri styrkur þess meiri kraft við kalda mótun og spennulosun (venjulega við 500–600 gráður í 1–2 klukkustundir) er oft nauðsynleg eftir -mótun til að útrýma innri álagi. Suðuafköst eru góð, en eftir-hitameðferð með suðu er mælt með því að endurheimta mýkt á hita-svæðinu og koma í veg fyrir brothættu.
2. Hver er vélrænni styrkur 4. stigs títan?
Togstyrkur: Hámarksálag þess fyrir brot er á bilinu 750 til 850 MPa, um það bil 15% hærra en 3. stig (650–750 MPa). Þetta gerir það tilvalið fyrir burðarhluta sem verða fyrir hóflegu álagi (td þrýstihylki, festingar).
Styrkur-Toughness Jafnvægi: Þrátt fyrir mikinn styrk heldur það 10–15% lengingu, sem veitir nægilega plastaflögunargetu til að forðast brothætt brot við högg eða titringsálag. Þetta jafnvægi er lykilkostur fram yfir sumar-hástyrktar málmblöndur sem fórna hörku fyrir styrkleika.
3. Hver er ávöxtunarstyrkur títan úr 4. flokki?
Dæmigert gildi og staðlaðar kröfur:
Samkvæmt ASTM B265 staðlinum er lágmarks 0,2% mótvægisstyrkur fyrir 4. stigs títan550 MPa-hæsta lágmarkskrafan af öllum CP títanflokkum.
Í raunverulegri framleiðslu er dæmigerður afrakstursstyrkur á bilinu frá650 MPa til 750 MPa, allt eftir vinnsluskilyrðum. Fyrir algjörlega kaldar-unnar (kuldaminnkun sem er meira en eða jafnt og 50%) vörur, getur uppskeruþolið jafnvel farið yfir 750 MPa.
Lykilþættir sem hafa áhrif á afrakstursstyrk:
Súrefnisinnihald: Súrefni er áhrifamesti styrkjandi þátturinn fyrir 4. stigs títan. Hámarks súrefnismörk þess eru 0,40% (hærra en 0,35% gráðu 3) eykur uppskeruþol verulega með styrkingu á fastri-lausn, sem takmarkar hreyfingu í kristalbyggingu.
Gráða í kalda vinnu: Kaldavinnsla (td kaldvalsing, teikning) veldur uppsöfnun úr liðfæringum í málminum, sem eykur álagsstyrk. Til dæmis hefur fullhart 4. stigs títan (mikil kalt vinna) uppskeruþol sem er yfir 750 MPa, en glæðað gráðu 4 (hitað við 500–600 gráður í 1–2 klukkustundir til að létta álagi) hefur uppskeruþol um 650 MPa.
Hitastig: Við lágt hitastig (-200 gráður upp í stofuhita) eykst uppskerustyrkur örlítið á meðan góð sveigjanleiki er viðhaldið. Við hærra hitastig (yfir 300 gráður) minnkar afrakstursstyrkur með hækkandi hitastigi-við 400 gráður, það lækkar í um það bil 60% af stofuhitagildi (400–450 MPa), sem gerir það óhentugt fyrir langtíma burðarþol við háan hita.
