Selama operasi pemotongan dan pemesinan, salah satu cacat yang paling umum terjadi adalah pengerasan kerja.
Karena Ti‑6Al‑4V mengalami deformasi plastis yang parah selama pemotongan, lapisan permukaan menjadi sangat keras, sehingga mempercepat keausan pahat dan menyebabkan permukaan mesin robek, lecet, dan tergores. Masalah umum lainnya adalah suhu pemotongan yang tinggi yang disebabkan oleh konduktivitas termal yang rendah. Sebagian besar panas yang dihasilkan selama pemesinan terkonsentrasi di zona pemotongan dan bukannya dibuang ke benda kerja atau chip. Temperatur yang tinggi ini menyebabkan adhesi pahat, keausan difusi, dan tepi bawaan (BUE), yang mengakibatkan kekasaran permukaan yang buruk, deviasi dimensi, dan bahkan retakan mikro. Selain itu, karena modulus elastisitas paduan titanium yang rendah, pegas dan getaran mudah terjadi selama pembubutan atau penggilingan, menyebabkan ketidakstabilan dimensi, lancip, dan bekas obrolan di permukaan.
Dalam proses pengerjaan panas seperti penempaan dan penggulungan, cacat berkaitan erat dengan kontrol suhu dan keseragaman deformasi.
Retak merupakan cacat kritis, terutama pada permukaan atau tepinya. Penggetasan casing alfa suhu tinggi, pemanasan yang tidak merata, atau laju deformasi yang berlebihan dapat menyebabkan retakan tepi, retakan permukaan, atau retakan intergranular internal. Cacat umum lainnya adalah pembentukan kotak alfa, yaitu lapisan keras dan rapuh yang diperkaya oksigen yang dihasilkan ketika paduan dipanaskan di udara tanpa atmosfer pelindung. Casing alfa ini mengurangi keuletan, kinerja kelelahan, dan ketahanan benturan. Selain itu, penempaan yang tidak tepat dapat menyebabkan struktur butiran menjadi kasar, sehingga mengurangi kekuatan dan ketangguhan. Deformasi yang tidak merata juga dapat menyebabkan gangguan garis aliran, yang secara signifikan mengurangi umur kelelahan pada komponen struktural utama.
Selama perlakuan panas, parameter yang tidak tepat dapat menyebabkan panas berlebih, penuaan berlebihan, atau konsentrasi tegangan sisa.
Panas berlebih menyebabkan pertumbuhan butir tidak normal dan struktur mikro menjadi rapuh. Proses STA yang berlebihan mengurangi kekuatan dan kekerasan secara signifikan. Pendinginan yang tidak memadai atau pemanasan yang tidak merata menyebabkan tegangan sisa, yang dapat mengakibatkan deformasi, lengkungan, atau bahkan keretakan tertunda setelah pemesinan. Untuk komponen yang dilas, perlakuan panas pasca pengelasan yang tidak tepat dapat dengan mudah menyebabkan tegangan sisa las dan distorsi, sehingga mempengaruhi stabilitas dimensi.
Dalam proses pengelasan, cacat yang umum terjadi meliputi porositas, fusi tidak sempurna, dan retak las.
Titanium memiliki afinitas kimia yang tinggi terhadap oksigen, nitrogen, dan hidrogen pada suhu tinggi. Jika atmosfir pelindung tidak mencukupi, terjadi penyerapan gas, menyebabkan porositas dan peningkatan kerapuhan. Penyerapan hidrogen sangat berbahaya dan dapat menyebabkan perengkahan hidrogen yang tertunda. Selain itu, pemanasan dan pendinginan yang cepat selama pengelasan menghasilkan tegangan sisa yang besar, sehingga mengakibatkan distorsi las dan keretakan panas. Zona las dan yang terkena panas sering kali menunjukkan pengerasan dan hilangnya keuletan, sehingga mengurangi integritas struktural secara keseluruhan.
Selama pengecoran, cacat yang umum terjadi meliputi rongga penyusutan, porositas penyusutan, inklusi, dan segregasi.
Titanium memiliki titik leleh yang tinggi dan reaktivitas kimia yang tinggi, sehingga harus dicairkan dalam kondisi vakum atau atmosfer pelindung. Temperatur penuangan yang tidak tepat dan pengisian cetakan mudah menyebabkan penyusutan dan porositas. Inklusi bukan logam mengurangi kekuatan lelah secara signifikan. Pemisahan kimia dapat menyebabkan struktur mikro dan kinerja tidak merata.
Singkatnya, karena sifat fisik dan kimia yang melekat, paduan titanium Kelas 5 rentan terhadap pengerasan kerja, kerusakan permukaan, keausan perkakas suhu tinggi, kotak alfa, retak, tegangan sisa, porositas, dan distorsi selama pemrosesan..
Cacat ini dapat dikurangi atau dihindari secara efektif dengan mengontrol parameter pemrosesan secara ketat, menggunakan alat khusus, menerapkan atmosfer pelindung, mengoptimalkan prosedur pemanasan dan pendinginan, dan menerapkan perlakuan panas pasca-pemrosesan yang wajar. Memahami cacat umum ini dan mekanisme pembentukannya sangat penting untuk meningkatkan tingkat kualifikasi produk, memastikan kinerja mekanis, dan memperpanjang masa pakai dalam aplikasi industri.
