Struktura a únavové vlastnosti vybrané titanové slitiny

Abstract

Hlavním cílem této diplomové práce bylo zhodnocení únavových vlastností titanové slitiny Ti-Al3-V2,5, označované dle ASTM jako Grade 9. Pozornost byla zaměřena na únavové chování slitiny v oblasti vysokocyklové únavy. Pro zjištění vlastností byly provedeny únavové zkoušky, z jejichž výsledků byly sestaveny Wöhlerovy křivky a následně také Haighův diagram. Dále byla u zadané slitiny provedena tahová zkouška a zkouška ohybem. Přehled o vlastnostech také doplňuje metalografická analýza a fraktografická analýza únavového lomu provedená s využitím REM.Experimentální část této práce byla podpořena literární rešerší, která ve své první polovině stručně shrnuje základní informace o titanu a jeho slitinách. Nalézají se zde kapitoly věnované historii, vlastnostem titanu a způsobu jeho výroby, včetně základního rozdělení titanových slitin a jejich nejpoužívanějšího tepelného zpracování. Ve druhé polovině této rešerše byla podrobněji rozebrána únava materiálu. Zde jsou uvedeny informace o únavovém procesu, jeho stádiích, únavové životnosti a také nejdůležitějších znacích únavového lomu. Závěrečné kapitoly jsou pak věnovány slitině Ti-Al3-V2,5, která je zkoumána v experimentální části a také jejím únavovým vlastnostem. Hlavním přínosem této práce je doplnění informací o únavovém chování zadané slitiny, kterých, jak ukázala literární rešerše, není dostupné příliš velké množství.

Main topic of the thesis was to evaluate fatigue properties of the titanium alloy Ti-A13-V2,5, labelled by ASTM as Grade 9. Most attention was focused on fatigue behaviour of the alloy in the range of high cycle fatigue. Fatigue testing was realised to detect the fatigue properties and consequently to generate the Wöhler curve and the Haigh diagram. In addition to this, tension and bending tests were performed. Metallographic and fractographic analyses of fatigue fracture form part of the overview about material properties, which was accomplished by use of REM. Experimental part of the thesis was backed by the literature research. The first half of it contains a short summary of basic information about the titanium and its alloys, so as some chapters about the history and properties of titanium, the way of its production, classification of titanium alloys and its thermic treatment. The fatigue is thoroughly scrutinised in the second half of the background research. Here can also be found the information about the fatigue process, its stages, the fatigue life and the most significant attributes of the fatigue fracture. The last chapters of the thesis are dedicated to the alloy Ti-A13-V2,5 - being examined in the experimental part - so as to its fatigue properties. The main benefit of this thesis is the completion of the missing information concerning the fatigue behaviour of the alloy, which is – according to the literature research - generally not available.