TC4'ün ısıl işlemi (Ti-6Al-4V)
TC4 (Ti-6Al-4V), yüksek mukavemet, yüksek tokluk ve korozyon direnci gibi mükemmel mekanik özelliklere sahip, yaygın olarak kullanılan bir titanyum alaşımıdır. TC4, benzersiz özellikleri nedeniyle havacılık, denizcilik ve biyomedikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. TC4'e ısıl işlem uygulanırken ısıl işlemin mikro yapısına, mekanik özelliklerine ve korozyon direncine etkisi dikkate alınmalıdır.
TC4'ün ısıl işlemi tavlama, çözelti işlemi, yaşlandırma işlemi ve gerilim giderme işlemini içerir. Tavlama, artık gerilimi ortadan kaldırmak ve TC4'ün sünekliğini arttırmak için yapılır. Solüsyon işlemi, ikinci fazı çözerek ve tek fazlı bir matris oluşturarak TC4'ün mikro yapısını homojenleştirir. Yaşlandırma tedavisinin amacı ikinci faz fazını hızlandırmak ve böylece TC4'ün gücünü arttırmaktır. Gerilim giderme işlemi, ısıl işlem veya mekanik işlem sırasında oluşan artık gerilimi ortadan kaldırmaktır.
Tavlama işlemi, TC4'ü 1 ila 2 saat boyunca 650 derece ila 850 derece arasındaki bir sıcaklığa ısıtmak ve ardından fırında soğutmak veya havayla soğutmaktır. Tavlama işlemi malzemeyi yumuşatır, sünekliğini arttırır ve artık gerilmeleri azaltır.
TC4 için en kritik ısıl işlem adımlarından biri çözelti işlemidir. TC4, dört saate kadar 900 ila 950 derece arasındaki sıcaklıklara ısıtılır ve ardından suyla söndürülür. Solüsyon işlemi tek fazlı bir alfa matrisi elde eder, böylece malzemenin dayanıklılığını ve sünekliğini arttırır.
Yaşlandırma tedavisi 450 dereceden 550 dereceye kadar değişen sıcaklıkta maksimum 24 saat süreyle gerçekleştirilir. Yaşlanma süreci beta fazını hızlandırır, böylece malzemenin mukavemeti artar. Yaşlandırma tedavisinden sonra TC4'ün gücü yaklaşık yüzde 20 artar.
Stres giderme tedavisi 500 derece ila 650 derece arasındaki sıcaklıklarda 2 saate kadar gerçekleştirilir. Gerilim giderme işlemi, ısıl işlem veya işleme sırasında oluşan artık gerilimleri ortadan kaldırır, böylece malzemenin yorulma direncini artırır.
TC4'ün ısıl işleminin tavlama, çözelti işlemi, yaşlandırma, gerilim giderme işlemi vb. içeren karmaşık bir süreç olduğuna dikkat edilmelidir. Isıl işlem süreci TC4'ün mikro yapısını, mekanik özelliklerini ve korozyon direncini önemli ölçüde etkileyebilir. Bu nedenle TC4 uygulamasına göre uygun ısıl işlem prosesinin seçilmesi çok önemlidir. Doğru ısıl işlemle TC4 mükemmel mekanik özellikler ve korozyon direnci elde edebilir; bu da onu havacılık, denizcilik ve biyomedikal uygulamalar için ideal bir malzeme haline getirir.
