Study of high temperature mechanical behavior of the thermally oxidized Ti-6Al-4V alloy

The influence of oxidation of a Ti‐6Al‐4V alloy at 800 °C on its tensile properties at 600 °C has been studied. Specimens of this alloy were oxidized at 800 °C for 0.5, 1, 5, 10, 20 and 40 h. Tensile tests at 600 °C were carried out and the fracture surfaces were also examined. Oxidation of the specimens resulted in the formation of an oxide layer that spalled and another oxide layer that adhered to the substrate. Oxide formation increased with increase in duration of oxidation. In this investigation, density curves of the oxide layer as a function of duration of oxidation at 800 °C were used to identify a parabolic oxide growth law. The results of this study revealed coherence between the experimental data and calculations based on the Pilling‐Bedworth law. The mechanical strength of the Ti‐6Al‐4V alloy did not vary significantly with oxidation, but reduction in cross sectional area with increase in oxide layer thickness, as well as the slope of the stress‐strain curve decreased beyond the ultimate tensile strength. Fracture of the tensile tested specimens was predominantly ductile with microcavities. At certain regions of the oxide layer, brittle fracture with radial cracks was observed indicating intergranular fracture. Der Einfluss der Oxidation auf das Zugverhalten der Ti‐6Al‐4V Legierung bei 600 °C wurde untersucht. Proben dieser Legierung wurden bei 800 °C für 0,5, 1, 5, 10, 20 und 40 h oxidiert. Zugversuche wurden bei 600 °C durchgeführt und auch die Bruchflächen wurden untersucht. Die Oxidation der Proben führte zu einer Oxidschicht, die abblätterte, und zu einer Oxidschicht, die auf der Probe haftete. Die Oxidbildung nahm mit der Oxidationsdauer zu. Im Rahmen dieser Untersuchungen wurde Dichtekurven der Oxidschicht als Funktion der Oxidationsdauer bei 800 °C verwendet, um ein parabolisches Wachstumsgestz zu identifizieren. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigten eine Übereinstimmung zwischen den experimentellen Daten und den Berechnungen, die auf dem Pilling‐Bedworth Gesetz basierten. Die mechanische Festigkeit der Ti‐6Al‐4V Legierung änderte sich nicht merklich durch die Oxidation, jedoch reduzierte sich die Querschnittsfläche mit zunehmender Dicke der Oxidationsschicht und die Steigung der Spannungs‐Dehnungs‐Kurve reduzierte sich nach der Maximalspannung. Das Versagen der Zugproben war weitgehend duktil, wobei Mikroporen auftraten. In gewissen Regionen der Oxidschicht wurde Sprödbruch mit radialen Rissen beobachtet und dieses Verhalten lässt