1. 5. klassi titaanisulami kulumiskindlus ja pinnatöötluse vajadus
Töötlemata seisukorras näitab 5. klassi titaanisulam vaid mõõdukat kulumiskindlust. Kuivades libisemis-, abrasiivsetes või murenevates tingimustes kipub see kogema liimikulumist ja abrasiivset kulumist selle suhteliselt madala kõvaduse ja kõrge hõõrdeteguri tõttu metallide või keraamika suhtes. Teiste metallmaterjalidega kokkupuutel võib titaanisulam kergesti sapitada, kinni kiiluda või saada pinnakahjustusi. Seetõttu on suhtelise liikumise, hõõrdumise, korduva kokkupuute või abrasiivse keskkonnaga seotud rakenduste puhul pinnatöötlus tungivalt soovitatav või isegi vajalik.
Levinud pinnatöötlused kulumiskindluse parandamiseks on järgmised:
Anodeerimine: suurendab pinna kõvadust ja korrosioonikindlust.
Gaas- või plasmanitridimine: moodustab kõva kulumiskindla kihi, mis vähendab oluliselt hõõrdumist ja kulumist.
Füüsikalise aurustamise-sadestamise (PVD) katted, nagu TiN, DLC või CrN: tagavad äärmiselt kõrge pinna kõvaduse ja madala hõõrdeteguri.
Termiline oksüdatsioon: parandab kõvadust ja kulumisaega.
Nõuetekohase pinna modifitseerimisega saab 5. klassi kulumiskindlust parandada mitu korda või isegi suurusjärgu võrra. Seega on selliste komponentide puhul nagu laagrid, hammasrattad, võllid, kinnitusdetailid ja libisevad osad vastuvõetava kasutusea saavutamiseks hädavajalik pinnatöötlus.
2. Jõudlus dünaamilise koormuse, vibratsiooni ja väsimuse tingimustes
5. klassi titaanisulam sobib suurepäraselt dünaamilise koormuse, vibratsiooni ja väsimuskriitiliste rakenduste jaoks ning on tegelikult üks enim kasutatavaid materjale sellistes töötingimustes kogu maailmas.
Esiteks on sellel suurepärane -tsükliväsimuse jõudlus, eriti kuumtöödeldud-seisundis (lahustega töödeldud ja vanandatud). Selle väsimustugevus on stabiilne ja püsib hästi töötemperatuuril kuni 315 kraadi. Teiseks on sellel kõrge sitkus ja hea vastupidavus pragude tekkele, mis võimaldab tal taluda korduvat vibratsiooni, lööki ja vahelduvaid koormusi ilma äkilise rikketa. Kolmandaks aitavad selle madal elastsusmoodul ja kõrge tugevus neelata vibratsioonienergiat ja vähendada pingekontsentratsiooni võrreldes paljude ülitugevate terastega.
Tüüpilised rakendused hõlmavad järgmist:
Lennuki konstruktsioonikomponendid, telikud ja mootorialused pikaajalise vibratsiooni- ja väsimuskoormuse all.
Autode klapid, ühendusvardad ja vedrustuse osad.
Meditsiinilised implantaadid, mis taluvad inimese korduvaid liikumiskoormusi.
Mere- ja avamerekonstruktsioonid, mis on avatud lainete poolt põhjustatud vibratsioonile ja tsüklilisele koormusele.
Disain peab siiski vältima teravaid sälkusid, kareda pinnavigu või liigset närbumist, kuna need tegurid võivad vähendada väsimuse kasutusiga. Õige geomeetria, pinnakvaliteedi ja valikulise pinnatöötlusega toimib klass 5 usaldusväärselt rasketes dünaamilistes ja väsimustingimustes.
Kokkuvõte
5. klassi titaanisulamil on mõõdukas kulumiskindlus ja see nõuab hõõrdumise ja kulumise korral tavaliselt pinnatöötlust. Samal ajal on sellel suurepärane jõudlus dünaamilise koormuse, vibratsiooni ja väsimuse tingimustes ning see on laialdaselt tunnustatud kui esmaklassiline materjal tsüklilise koormuse konstruktsioonirakendustes.
