1. Conținut de aluminiu și vanadiu
Principalele elemente de aliere ale aliajului de titan de gradul 5 sunt aluminiul (Al) ca stabilizator alfa și vanadiul (V) ca stabilizator beta. Intervalele lor de compoziție specificate sunt:
Aluminiu (Al): 5,5% – 6,75% din greutate
Vanadiu (V): 3,5% – 4,5% în greutate
Aluminiul îmbunătățește rezistența la tracțiune, rezistența la fluaj și modulul de elasticitate, în timp ce vanadiul îmbunătățește ductilitatea, tenacitatea și forjabilitatea. Titanul este elementul de echilibru.
2. Cerințe privind conținutul de oxigen, azot și hidrogen
Elementele interstițiale precum oxigenul, azotul și hidrogenul afectează puternic proprietățile mecanice, în special ductilitatea și duritatea la rupere. Sunt specificate limite superioare stricte:
Oxigen (O): mai mic sau egal cu 0,20% din greutate
Azot (N): mai mic sau egal cu 0,05% din greutate
Hidrogen (H): mai mic sau egal cu 0,015% în greutate
Oxigenul și azotul cresc rezistența și duritatea, dar reduc ductilitatea. Hidrogenul trebuie controlat strâns pentru a preveni fragilizarea hidrogenului, care poate duce la crăpare în funcțiune.
3. Conținut maxim de fier
Fierul este un element comun de impurități de stabilizare beta în aliajele de titan. Pentru aliajul standard de titan de gradul 5:
Fier (Fe): mai mic sau egal cu 0,40% din greutate
Fierul în exces poate cauza neomogenitate microstructurală și poate afecta consistența proprietăților mecanice.
4. Niveluri cu oxigen scăzut/puritate ridicată
Da, aliajul de titan de gradul 5 are clase bine stabilite cu conținut scăzut de oxigen și puritate ridicată, denumite cel mai frecvent ELI de gradul 5 (Interstitial foarte scăzut).
ELI de grad 5 este conceput pentru aplicații care necesită duritate, rezistență la oboseală și fiabilitate extrem de ridicate, cum ar fi implanturi biomedicale și componente aerospațiale critice. În comparație cu gradul 5 standard, are controale mult mai stricte asupra elementelor interstițiale și impurităților:
Oxigen (O): mai mic sau egal cu 0,13% (semnificativ mai mic decât standardul de 0,20%)
Fier (Fe): mai mic sau egal cu 0,25%
Azotul și hidrogenul sunt, de asemenea, controlate pentru a scădea nivelurile maxime
În rezumat, standardul de grad 5 (Ti-6Al-4V) a definit intervale pentru Al, V, O, N, H și Fe, în timp ce gradul 5 ELI oferă o opțiune cu oxigen scăzut, de înaltă puritate pentru aplicații de înaltă performanță și de înaltă fiabilitate.
