Obróbka cieplna TC4 (Ti-6Al-4V)
TC4 (Ti-6Al-4V) to szeroko stosowany stop tytanu o doskonałych właściwościach mechanicznych, takich jak wysoka wytrzymałość, wysoka wytrzymałość i odporność na korozję. TC4 jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym, morskim i biomedycznym ze względu na swoje unikalne właściwości. Wykonując obróbkę cieplną TC4 należy uwzględnić wpływ obróbki cieplnej na jego mikrostrukturę, właściwości mechaniczne i odporność na korozję.
Obróbka cieplna TC4 obejmuje wyżarzanie, obróbkę przesycającą, obróbkę starzeniową i obróbkę odprężającą. Wyżarzanie ma na celu wyeliminowanie naprężeń szczątkowych i poprawę plastyczności TC4. Obróbka roztworowa homogenizuje mikrostrukturę TC4 poprzez rozpuszczenie drugiej fazy i utworzenie jednofazowej matrycy. Obróbka starzenia ma na celu wytrącenie drugiej fazy fazy, zwiększając w ten sposób wytrzymałość TC4. Obróbka odprężająca ma na celu wyeliminowanie naprężeń szczątkowych powstałych podczas obróbki cieplnej lub obróbki mechanicznej.
Proces wyżarzania polega na podgrzaniu TC4 do temperatury od 650 stopni do 850 stopni przez 1 do 2 godzin, a następnie ochłodzeniu w piecu lub ochłodzeniu powietrzem. Proces wyżarzania zmiękcza materiał, zwiększa jego ciągliwość i zmniejsza naprężenia własne.
Jednym z najważniejszych etapów obróbki cieplnej TC4 jest obróbka roztworowa. TC4 jest podgrzewany do temperatur od 900 do 950 stopni przez maksymalnie cztery godziny, a następnie hartowany wodą. Obróbka roztworowa pozwala uzyskać jednofazową matrycę alfa, zwiększając w ten sposób wytrzymałość i plastyczność materiału.
Obróbkę starzenia przeprowadza się w temperaturze od 450 stopni do 550 stopni przez maksymalnie 24 godziny. Proces starzenia wytrąca fazę beta, zwiększając w ten sposób wytrzymałość materiału. Wytrzymałość TC4 wzrasta o około 20 procent po obróbce starzenia.
Zabieg odprężający przeprowadza się w temperaturach od 500 stopni do 650 stopni przez maksymalnie 2 godziny. Proces odprężania eliminuje naprężenia szczątkowe powstające podczas obróbki cieplnej lub obróbki skrawaniem, zwiększając w ten sposób odporność zmęczeniową materiału.
Należy podkreślić, że obróbka cieplna TC4 jest złożonym procesem obejmującym wyżarzanie, obróbkę przesycającą, starzenie, obróbkę odprężającą itp. Proces obróbki cieplnej może znacząco wpłynąć na mikrostrukturę, właściwości mechaniczne i odporność na korozję TC4. Dlatego bardzo ważny jest wybór odpowiedniego procesu obróbki cieplnej w zależności od zastosowania TC4. Dzięki odpowiedniej obróbce cieplnej TC4 może osiągnąć doskonałe właściwości mechaniczne i odporność na korozję, co czyni go idealnym materiałem do zastosowań lotniczych, morskich i biomedycznych.
