1. Prestazioni complessive alle-alte temperature del Ti Grado 5
Mantiene una buona resistenza alla trazione e alla fatica per l'uso a lungo-termine in ambienti con calore moderato (ad es. gondole aerospaziali, componenti di turbine industriali).
La sua resistenza al creep (resistenza alla deformazione lenta e permanente sotto stress e calore costanti) è adeguata per scenari di alta-temperatura da basso{0}}a-medio stress, sebbene sia superata da leghe di titanio resistenti al calore-o da superleghe a base di nichel-a temperature più elevate.
Mantiene inoltre una discreta resistenza alla corrosione a temperature elevate in mezzi corrosivi non-estremi, grazie al suo strato durevole di ossido passivo (TiO₂), che rimane intatto al di sotto dei 400 gradi.
2. Temperatura massima per prestazioni stabili
Servizio a lungo-termine (funzionamento continuo per 10,000+ ore): La temperatura massima per mantenere la piena stabilità meccanica e l'integrità strutturale è315 gradi (600 gradi F). A questa temperatura, la sua microstruttura + rimane invariata e le proprietà chiave (resistenza alla trazione, resistenza allo scorrimento viscoso, durata a fatica) rimangono entro le specifiche di progettazione (ad esempio, la resistenza alla trazione rimane a circa il 75% del valore della temperatura ambiente-e la velocità di deformazione allo scorrimento viscoso è inferiore a 1×10⁻⁸ all'ora con una sollecitazione di 140 MPa).
Uso a breve-termine/intermittente (esposizione limitata, basse-condizioni di stress): Può tollerare temperature fino a400 gradi (750 gradi F)per brevi periodi (ore o giorni). Tuttavia, questo non è consigliato per i componenti critici-portanti, poiché anche una breve esposizione a 400 gradi inizia a incidere sulla stabilità microstrutturale.
3. Degrado delle prestazioni e guasti al di sopra della soglia di temperatura stabile
(1) Degrado microstrutturale
-ingrossamento della fase e -ammorbidimento della fase: Al di sopra dei 315 gradi, le lamelle fini e uniformi della matrice iniziano a crescere e ad aggregarsi, mentre la fase -(struttura cubica centrata sul corpo-) perde la sua forza a causa della diffusione atomica. Ciò interrompe la struttura bilanciata + della lega, che è fondamentale per il suo rapporto resistenza-tenacità.
Trasformazione di fase (sopra 400 gradi): L'esposizione prolungata sopra i 400 gradi accelera il passaggio verso una microstruttura dominata da -più grossolana e meno stabile. Se la temperatura si avvicina al beta-transus (995 gradi), la formazione completa della fase - porta a una grave crescita del grano, rendendo la lega fragile e inadatta a qualsiasi applicazione strutturale.
(2) Collasso della proprietà meccanica
Calo della resistenza alla trazione: A 400 gradi, la sua resistenza alla trazione precipita a<500 MPa (less than 60% of its room-temperature strength of 860–900 MPa). At 500°C, strength further declines to below 400 MPa, leading to plastic deformation under nominal operating loads.
Perdita di resistenza al creep: La velocità di deformazione creep aumenta esponenzialmente sopra i 350 gradi . Ad esempio, a 400 gradi e 100 MPa di sollecitazione, la velocità di deformazione viscosa supera 1×10⁻⁶ all'ora (100 volte superiore rispetto a 315 gradi), con conseguente distorsione dimensionale permanente dei componenti (ad esempio, deformazione degli involucri delle turbine o delle staffe aerospaziali) nel tempo.
Riduzione della vita a fatica: Le alte temperature accelerano l'ossidazione e la formazione di microfessure ai bordi del grano. A 400 gradi, la resistenza alla fatica (10⁷ cicli) scende a<150 MPa (less than 50% of its room-temperature fatigue strength of 300–350 MPa), leading to premature fatigue failure in cyclic load applications.
(3) Danni da ossidazione e corrosione
Al di sopra dei 400 gradi, la pellicola passiva di TiO₂ sulla superficie della lega diventa porosa e non-uniforme, consentendo all'ossigeno di diffondersi nel substrato e formare uno strato fragile di ossido (Ti₂O₃ o TiO). Ciò provoca l'infragilimento della superficie e riduce la resistenza alla corrosione, soprattutto in ambienti contenenti umidità o gas corrosivi (ad esempio, scarichi industriali o atmosfere marine). In casi estremi, l'ossidazione intergranulare porta a fessurazioni e guasti catastrofici ai componenti.
