Trong quá trình cắt và gia công, một trong những khuyết tật điển hình nhất là độ cứng của phôi.
Do Ti‑6Al‑4V bị biến dạng dẻo nghiêm trọng trong quá trình cắt nên lớp bề mặt trở nên cực kỳ cứng, điều này làm tăng tốc độ mài mòn của dụng cụ và gây rách, lõm và trầy xước trên bề mặt gia công. Một vấn đề phổ biến khác là nhiệt độ cắt cao do độ dẫn nhiệt thấp. Hầu hết nhiệt sinh ra trong quá trình gia công tập trung ở vùng cắt thay vì tiêu tán vào phôi hoặc phoi. Nhiệt độ cao này dẫn đến bám dính dụng cụ, mài mòn khuếch tán và tạo mép (BUE), dẫn đến độ nhám bề mặt kém, sai lệch kích thước và thậm chí là các vết nứt nhỏ. Ngoài ra, do mô đun đàn hồi thấp của hợp kim titan nên hiện tượng đàn hồi và rung động dễ xảy ra trong quá trình tiện hoặc phay, gây ra sự mất ổn định về kích thước, độ côn, vết mẻ trên bề mặt.
Trong các quy trình gia công nóng như rèn và cán, các khuyết tật có liên quan chặt chẽ đến việc kiểm soát nhiệt độ và độ đồng đều của biến dạng.
Nứt là một khuyết tật nghiêm trọng, đặc biệt là ở bề mặt hoặc các cạnh. Độ giòn của vỏ alpha ở nhiệt độ cao, gia nhiệt không đều hoặc tốc độ biến dạng quá mức có thể dẫn đến nứt cạnh, nứt bề mặt hoặc nứt giữa các hạt bên trong. Một khiếm khuyết điển hình khác là sự hình thành vỏ alpha, một lớp giàu oxy cứng và giòn được tạo ra khi hợp kim được nung nóng trong không khí mà không có môi trường bảo vệ. Vỏ alpha này làm giảm độ dẻo, hiệu suất mỏi và khả năng chống va đập. Ngoài ra, việc rèn không đúng cách có thể dẫn đến cấu trúc hạt thô, làm giảm độ bền và độ dẻo dai. Biến dạng không đồng đều cũng có thể gây xáo trộn dòng chảy, làm giảm đáng kể tuổi thọ mỏi ở các bộ phận kết cấu chính.
Trong quá trình xử lý nhiệt, các thông số không phù hợp có thể gây ra hiện tượng quá nhiệt, quá tải hoặc tập trung ứng suất dư.
Quá nóng dẫn đến sự phát triển hạt bất thường và cấu trúc vi mô giòn. Quá trình gia công quá mức trong quy trình STA làm giảm đáng kể độ bền và độ cứng. Làm mát không đủ hoặc gia nhiệt không đều gây ra ứng suất dư, có thể dẫn đến biến dạng, cong vênh hoặc thậm chí gây nứt chậm sau khi gia công. Đối với các bộ phận hàn, việc xử lý nhiệt sau hàn không đúng cách dễ gây ra ứng suất dư và biến dạng mối hàn, ảnh hưởng đến độ ổn định kích thước.
Trong quá trình hàn, các khuyết tật phổ biến bao gồm độ xốp, phản ứng tổng hợp không hoàn toàn và nứt mối hàn.
Titan có ái lực hóa học cao với oxy, nitơ và hydro ở nhiệt độ cao. Nếu không khí bảo vệ không đủ, sự hấp thụ khí sẽ xảy ra, dẫn đến độ xốp và độ giòn tăng lên. Sự hấp thụ hydro đặc biệt có hại và có thể gây ra hiện tượng nứt hydro chậm. Ngoài ra, quá trình gia nhiệt và làm nguội nhanh trong quá trình hàn tạo ra ứng suất dư lớn, dẫn đến biến dạng mối hàn và nứt nóng. Mối hàn và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt thường bị cứng và mất độ dẻo, làm giảm tính toàn vẹn của cấu trúc tổng thể.
Trong quá trình đúc, các khuyết tật điển hình bao gồm khoang co ngót, độ xốp co ngót, tạp chất và sự phân tách.
Titan có điểm nóng chảy cao và khả năng phản ứng hóa học cao nên nó phải được nấu chảy trong chân không hoặc môi trường bảo vệ. Nhiệt độ đổ và đổ khuôn không đúng dễ dẫn đến hiện tượng co ngót, xốp. Các tạp chất phi kim loại làm giảm đáng kể độ bền mỏi. Sự phân tách hóa học có thể gây ra cấu trúc vi mô và hiệu suất không đồng đều.
Tóm lại, do đặc tính vật lý và hóa học vốn có của nó, hợp kim titan loại 5 dễ bị cứng lại, bề mặt bị lõm, mài mòn dụng cụ ở nhiệt độ cao, vỏ alpha, vết nứt, ứng suất dư, độ xốp và biến dạng trong quá trình xử lý..
Những khiếm khuyết này có thể được giảm thiểu hoặc tránh một cách hiệu quả bằng cách kiểm soát chặt chẽ các thông số xử lý, sử dụng các công cụ đặc biệt, áp dụng môi trường bảo vệ, tối ưu hóa quy trình gia nhiệt và làm mát cũng như thực hiện các biện pháp xử lý nhiệt sau xử lý hợp lý. Hiểu được những khiếm khuyết phổ biến này và cơ chế hình thành của chúng là điều cần thiết để cải thiện tỷ lệ chất lượng sản phẩm, đảm bảo hiệu suất cơ học và kéo dài tuổi thọ sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp.
