1. ความต้านทานการเกิดออกซิเดชันของโลหะผสมไทเทเนียมเกรด 5 ที่อุณหภูมิสูง
โลหะผสมไทเทเนียมเกรด 5 มีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ดีที่อุณหภูมิปานกลาง แต่ประสิทธิภาพจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
ที่อุณหภูมิสูงถึง 300 องศา – 350 องศา โลหะผสมจะก่อตัวเป็นชั้นออกไซด์ที่บาง หนาแน่น และเกาะติดกัน ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วย TiO₂ ชั้นป้องกันนี้ป้องกันการแพร่กระจายของออกซิเจนไปยังซับสเตรต ส่งผลให้จลนศาสตร์ออกซิเดชันช้าและประสิทธิภาพที่เสถียรในระหว่างการให้บริการระยะยาว
เมื่ออุณหภูมิสูงเกิน 400 องศา ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นจะเร่งขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ชั้นออกไซด์จะหนาขึ้น มีความสม่ำเสมอน้อยลง และอาจสูญเสียการยึดเกาะ ส่งผลให้ออกซิเจนละลายในไททาเนียมเมทริกซ์เพิ่มขึ้น เหนือ 450 องศา – 500 องศา การแทรกซึมของออกซิเจนทำให้เกิดการแตกตัวของออกซิเจน: อะตอมของออกซิเจนละลายเป็นคั่นกลางในโครงตาข่ายไทเทเนียม เพิ่มความแข็งแต่ลดความเหนียวและความเหนียวของแรงกระแทกลงอย่างมาก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการยุบตัวของสิ่งของคั่นระหว่างหน้า
ดังนั้นจึงไม่แนะนำให้ใช้เกรด 5 สำหรับการใช้งานต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูงกว่า 400 องศา หากจำเป็นต้องมีความสมบูรณ์ของโครงสร้างและความเหนียว สำหรับการใช้งานที่สูงกว่า 400 องศา แนะนำให้ใช้สารเคลือบต้านทานออกซิเดชันหรือโลหะผสมไทเทเนียมที่มีอุณหภูมิสูงกว่า เช่น IMI 834 หรือ Ti-6242
2. การบริการระยะยาว: การเสื่อมสภาพของความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อน
(1) การลดความแข็งแกร่งในระยะยาว
ในระหว่างการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงในระยะยาว โลหะผสมไททาเนียมเกรด 5 จะมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างระดับจุลภาคซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติทางกล
ในช่วง 300 องศา – 350 องศา ความต้านทานแรงดึงและความแข็งแรงของผลผลิตยังคงค่อนข้างคงที่เป็นเวลาหลายพันชั่วโมง
การยึดถือเป็นเวลานานระหว่าง 400 องศา - 550 องศา ทำให้เกิดการหยาบของเฟสอัลฟาและการผ่อนคลายจากความร้อน ส่งผลให้ความต้านทานแรงดึงและความล้าลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป
การแพร่กระจายของออกซิเจนและการเปราะของช่องว่างระหว่างหน้าจะช่วยลดความเหนียวและความเหนียวของการแตกหักอีกด้วย
เพื่อประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในระยะยาว โดยทั่วไปอุตสาหกรรมยอมรับขีดจำกัดการบริการต่อเนื่องที่ 315 องศาสำหรับเกรด 5 นอกเหนือจากอุณหภูมินี้ ความแข็งแรงจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญและจำกัดอายุการใช้งานของส่วนประกอบ
(2) ความต้านทานการกัดกร่อนในระยะยาว
ในสภาพแวดล้อมส่วนใหญ่ รวมถึงทางทะเล บรรยากาศที่เป็นกลาง และสารเคมีที่ไม่รุนแรง เกรด 5 จะรักษาความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมหลังการใช้งานในระยะยาว
ชั้นป้องกัน TiO₂ จะปฏิรูปตามธรรมชาติหากได้รับความเสียหาย ทำให้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ยาวนาน
อย่างไรก็ตาม มีปัจจัยสองประการที่อาจลดประสิทธิภาพ:
การเปราะออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง:ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การแทรกซึมของออกซิเจนในระดับลึกจะลดความเหนียวของพื้นผิวลง และสามารถส่งเสริมให้เกิดรอยแตกร้าวภายใต้ความเครียดได้
ปฏิกิริยาต่อการกัดกร่อนจากการคืบคลาน:ที่อุณหภูมิสูงและความเครียดอย่างต่อเนื่อง การเสียรูปของการคืบอาจทำให้ฟิล์มพาสซีฟแตกร้าวในพื้นที่ ซึ่งเร่งให้เกิดการกัดกร่อนเฉพาะที่ในตัวกลางที่มีฤทธิ์รุนแรง
ภายใต้สภาวะการบริการปกติที่ต่ำกว่า 300 องศา จะไม่เกิดการย่อยสลายอย่างมีนัยสำคัญในความต้านทานการกัดกร่อนที่เกิดขึ้นในระยะเวลานาน
สรุป
โลหะผสมไททาเนียมเกรด 5 มีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่น่าพอใจสูงถึง 350 องศา - 400 องศา อุณหภูมิสูงกว่า 400 องศา การเกิดออกซิเดชันและการเปราะของออกซิเจนกลายเป็นปัจจัยจำกัด
การสัมผัสกับอุณหภูมิสูงในระยะยาวจะส่งผลให้ความแข็งแรงลดลงทีละน้อยเนื่องจากการแข็งตัวของโครงสร้างจุลภาคและการเปราะของช่องว่าง ในขณะที่ความต้านทานการกัดกร่อนยังคงมีเสถียรภาพในสภาพแวดล้อมการบริการทั่วไป เพื่อความน่าเชื่อถือสูงสุด ควรจำกัดอุณหภูมิการทำงานต่อเนื่องไว้ที่ประมาณ 315 องศา
