Tokom operacija rezanja i strojne obrade, jedan od najtipičnijih nedostataka je otvrdnjavanje.
Budući da Ti‑6Al‑4V prolazi kroz ozbiljnu plastičnu deformaciju tokom rezanja, površinski sloj postaje izuzetno tvrd, što ubrzava habanje alata i uzrokuje kidanje, nagrizanje i grebanje na obrađenoj površini. Drugi uobičajeni problem je visoka temperatura rezanja uzrokovana niskom toplinskom provodljivošću. Većina topline koja se stvara tokom obrade koncentrira se u zoni rezanja umjesto da se raspršuje u radni komad ili strugotinu. Ova visoka temperatura dovodi do prianjanja alata, difuzijskog trošenja i nagomilane ivice (BUE), što rezultira lošom hrapavostom površine, odstupanjem dimenzija, pa čak i mikropukotinama. Osim toga, zbog niskog modula elastičnosti legure titanijuma, prilikom struganja ili glodanja lako dolazi do opruge i vibracija, uzrokujući nestabilnost dimenzija, konus i tragove klepetanja na površini.
U procesima vruće obrade kao što su kovanje i valjanje, defekti su usko povezani s kontrolom temperature i ujednačenošću deformacije.
Pukotine su kritični nedostatak, posebno na površini ili rubovima. Visokotemperaturna alfa krtost kućišta, neravnomjerno zagrijavanje ili pretjerana stopa deformacije mogu dovesti do rubnih pukotina, površinskih pukotina ili unutrašnjih intergranularnih pukotina. Još jedan tipičan nedostatak je formiranje alfa kućišta, tvrdog i krhkog sloja obogaćenog kisikom koji nastaje kada se legura zagrijava na zraku bez zaštitne atmosfere. Ovo alfa kućište smanjuje duktilnost, performanse zamora i otpornost na udar. Osim toga, nepravilno kovanje može dovesti do grube strukture zrna, što smanjuje snagu i žilavost. Neravnomjerna deformacija također može uzrokovati poremećaj protoka, što značajno smanjuje vijek trajanja zamora u ključnim strukturnim komponentama.
Tokom termičke obrade, neodgovarajući parametri mogu izazvati pregrijavanje, starenje ili koncentraciju zaostalog naprezanja.
Pregrijavanje dovodi do abnormalnog rasta zrna i krhke mikrostrukture. Prekomjerno starenje u STA procesu značajno smanjuje snagu i tvrdoću. Nedovoljno hlađenje ili neravnomjerno zagrijavanje uzrokuje zaostalo naprezanje, što može dovesti do deformacije, savijanja ili čak odloženog pucanja nakon obrade. Za zavarene komponente, nepravilna termička obrada nakon zavarivanja lako uzrokuje zaostalo naprezanje i izobličenje zavara, što utiče na stabilnost dimenzija.
U obradi zavarivanja uobičajeni nedostaci uključuju poroznost, nepotpuno spajanje i pucanje zavara.
Titanijum ima visok hemijski afinitet za kiseonik, azot i vodonik 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 odloženo pucanje vodika. Osim toga, brzo zagrijavanje i hlađenje tokom zavarivanja stvaraju veliko zaostalo naprezanje, što rezultira izobličenjem zavara i vrućim pucanjem. Zavar i zona pod utjecajem topline često pokazuju stvrdnjavanje i gubitak duktilnosti, što smanjuje ukupni strukturalni integritet.
Tokom livenja, tipični defekti uključuju šupljinu skupljanja, poroznost skupljanja, inkluzije i segregaciju.
Titanijum ima visoku tačku topljenja i visoku hemijsku reaktivnost, tako da se mora topiti u vakuumu ili zaštitnoj atmosferi. Neodgovarajuća temperatura izlivanja i punjenje kalupa lako dovode do skupljanja i poroznosti. Nemetalne inkluzije značajno smanjuju čvrstoću na zamor. Hemijska segregacija može uzrokovati neujednačenu mikrostrukturu i performanse.
Ukratko, zbog svojih inherentnih fizičkih i hemijskih svojstava, legura titana stepena 5 sklona je radnom očvršćavanju, površinskom kidanju, habanju alata pri visokim temperaturama, alfa kućištu, napuklinama, zaostalom naprezanju, poroznosti i izobličenjima tokom obrade.
Ovi se nedostaci mogu efikasno smanjiti ili izbjeći strogom kontrolom parametara obrade, upotrebom specijalnih alata, primjenom zaštitne atmosfere, optimizacijom postupaka grijanja i hlađenja i primjenom razumnih termičkih tretmana naknadne obrade. Razumijevanje ovih uobičajenih nedostataka i mehanizama njihovog formiranja je od suštinskog značaja za poboljšanje stope kvalifikacije proizvoda, osiguravanje mehaničkih performansi i produženje vijeka trajanja u industrijskim primjenama.
