Сравнение прочности титанового сплава класса 5 и других титановых сплавов
Марка 5 (Ti‑6Al‑4V) является наиболее широко используемым титановым сплавом, и его прочность четко отличается от технически чистого титана и других специальных титановых сплавов.
По сравнению с технически чистым титаном (от класса 1 до класса 4), класс 5 имеет значительно более высокую прочность.
Чистый титан обладает превосходной пластичностью и коррозионной стойкостью, но относительно низкой прочностью на разрыв, обычно от 240 до 550 МПа. Марка 5 в отожженном состоянии обеспечивает прочность на разрыв не менее 860 МПа, что почти вдвое превышает прочность стандартного чистого титана. При обработке раствором и старением (STA) его прочность на растяжение может превышать 1100 МПа, что делает его намного превосходящим для конструкций, несущих нагрузки.
По сравнению с высокопластичными и низкопрочными титановыми сплавами (такими как Ti‑3Al‑2,5V марки 9), марка 5 также прочнее.
Класс 9 рассчитан на умеренную прочность и хорошую формуемость, в основном используется в трубах и гидравлических линиях, с пределом прочности на разрыв около 620–860 МПа, что ниже, чем у класса 5.
По сравнению с почти альфа-высокотемпературными титановыми сплавами (такими как Ti-6242, IMI 834), класс 5 имеет меньшую прочность при повышенных температурах выше 400 градусов.
Эти специализированные сплавы разработаны для обеспечения сопротивления ползучести и высокотемпературной стабильности в аэрокосмических двигателях, но они более дороги, менее поддаются механической обработке и не нужны для большинства применений при комнатной температуре.
По сравнению с бета-титановыми сплавами (такими как Beta‑C, Ti‑15V‑3Cr‑3Sn‑3Al)
Марка 5 имеет более низкий предел прочности, чем бета-сплавы пикового старения, который может достигать 1200–1400 МПа. Бета-сплавы обеспечивают лучшую прокаливаемость и усталостные характеристики для высоконагруженных компонентов аэрокосмической промышленности, но они намного дороже и не широко используются в общей промышленности.
В итоге
Класс 5 обеспечивает выдающийся баланс: прочнее, чем технически чистый титан и сплавы средней прочности, более экономичный и простой в обработке, чем высокотемпературные бета-сплавы. Такое сочетание прочности, ударной вязкости, коррозионной стойкости и доступности делает Grade 5 универсальным стандартным титановым сплавом для аэрокосмической, автомобильной, медицинской и общепромышленной промышленности.
