Tytan i stopy tytanu

Ti-6Al-4V - Tytan gatunku Grade 5 - 3.7164

Poproś o wycenę

Opis

Tytan Grade 5 (Ti-6Al-4V / TA6V / 3.7164) jest najczęściej stosowanym stopem tytanu na świecie i odpowiada za około 50% światowego zużycia tytanu. Nazywany „uniwersalnym stopem roboczym” (workhorse alloy), łączy wysoką wytrzymałość mechaniczną (wytrzymałość na rozciąganie ≥ 895 MPa), niską gęstość (4,43 g/cm³) oraz doskonałą odporność na korozję, dzięki czemu stanowi standardowy materiał do konstrukcji lotniczych, narzędzi i aparatury medycznej, elementów morskich oraz wymagających zastosowań przemysłowych.

Stop Grade 5 różni się od Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI / TA6V ELI) wyższą zawartością pierwiastków międzywęzłowych, przede wszystkim tlenu (maks. 0,20% w porównaniu z 0,13% dla odmiany ELI). Dzięki temu Grade 5 charakteryzuje się wyższą wytrzymałością na rozciąganie, natomiast Grade 23 zapewnia większą odporność na pękanie oraz lepszą plastyczność, co jest szczególnie istotne w przypadku implantów medycznych.

Firma STAINLESS utrzymuje zapasy tytanu Grade 5 pochodzącego od wielu kwalifikowanych i zatwierdzonych producentów, oferując szeroki wybór średnic i wymiarów spełniających wymagania dotyczące obróbki skrawaniem i przetwórstwa. Z naszych centrów serwisowych dostępne są materiały cięte na wymiar, krążki (slugs) oraz elementy wykonywane zgodnie z wymaganymi wymiarami.

Każda dostawa jest wyposażona w certyfikat pochodzenia producenta, pełne raporty z badań chemicznych i mechanicznych oraz pełną identyfikowalność wytopu, spełniając wymagania dokumentacyjne światowego przemysłu lotniczego, medycznego i obronnego.

Główne zastosowania

Stop Ti-6Al-4V jest stosowany przede wszystkim do produkcji elementów konstrukcyjnych i części silników, a także lotniczych elementów złącznych. TA6V4 wykazuje bardzo wysoką odporność na korozję, dzięki czemu nadaje się do zastosowań w środowisku morskim, w przemyśle obróbki powierzchniowej oraz przy produkcji osprzętu pokładowego. Materiał jest dostępny głównie w stanie wyżarzonym, jednak może być również poddawany obróbce cieplnej typu STA (przesycanie i starzenie), uzyskując odporność na pracę w temperaturach dochodzących do około 350°C.

Metalurgia

Tytan Grade 5 może być wytwarzany z zastosowaniem jednego lub kilku przetopień metodą VAR (Vacuum Arc Remelting – przetop łukowy w próżni), w zależności od wymagań stawianych danemu zastosowaniu. Odpowiednio dobrane procesy metalurgiczne i technologiczne umożliwiają uzyskanie jednorodnej mikrostruktury typu alfa-beta o klasie struktury od A1 do A9.
Patrz mikrofotografia poniżej.

Ti-6Al-4V - Tytan gatunku Grade 5 – 3.7164

Skrawalność

Podatność na kucie / Obróbka.

Stop ten może być kuty na gorąco w temperaturze poniżej temperatury przemiany β (beta transus), tj. poniżej 950°C. Obróbka skrawaniem tego stopu wymaga stosowania odpowiedniej ilości chłodziwa w celu ograniczenia nagrzewania materiału. Obróbka na zimno jest utrudniona ze względu na dużą skłonność materiału do zacierania i przywierania do narzędzi.

Podatność na polerowanie.

Wysoka czystość metalurgiczna oraz jednorodna mikrostruktura tego stopu umożliwiają uzyskanie bardzo dobrych efektów polerowania, zwłaszcza gdy mikrostruktura jest drobnoziarnista.

Obróbka cieplna.

Po kuciu można przeprowadzić wyżarzanie w temperaturze od 700°C. Proces ten musi być jednak ściśle kontrolowany, aby nie pogorszyć jakości mikrostruktury materiału. Po wyżarzaniu utleniona warstwa powierzchniowa jest usuwana mechanicznie lub chemicznie w celu wyeliminowania warstwy zanieczyszczonej, tzw. alpha case (warstwy alfa).
W zależności od wymiarów elementu stop ten może być poddany obróbce cieplnej polegającej na przesycaniu i starzeniu (STA), co pozwala zwiększyć wytrzymałość mechaniczną do około 1100 MPa.

Odporność na korozję

Stop Ti-6Al-4V (Grade 5 Titanium) wykazuje bardzo wysoką odporność zarówno na korozję ogólną, jak i wżerową. Należy unikać stosowania rozpuszczalników chlorowanych. Tytan jest również podatny na kruchość wodorową, dlatego podczas obróbki cieplnej oraz procesów trawienia chemicznego należy ograniczać możliwość przenikania wodoru do materiału.

Standardowe wymiary i formy dostawy

Pręty okrągłe o długości 3 m w stanie wyżarzonym – szlifowane lub obdzierane.
Płaskowniki wykonywane na wymiar lub bloki kute w stanie wyżarzonym (na zapytanie).
Proszki – Blachy – Druty.

Tytan Grade 5 – Najczęściej zadawane pytania.

Skontaktuj się z nami

  • Czym jest tytan Grade 5?

    Tytan Grade 5, znany również jako Ti-6Al-4V, TA6V lub UNS R56400, jest najczęściej stosowanym stopem tytanu na świecie i odpowiada za około 50% światowego zużycia tego metalu. Jest to stop typu alfa-beta, zawierający 6% aluminium i 4% wanadu, łączący wysoką wytrzymałość mechaniczną (wytrzymałość na rozciąganie ≥ 895 MPa w stanie wyżarzonym), niską gęstość (4,43 g/cm³), doskonałą odporność na korozję oraz dobrą spawalność. Jest to standardowy materiał stosowany do produkcji konstrukcji lotniczych, narzędzi medycznych oraz elementów wykorzystywanych w zaawansowanych zastosowaniach inżynieryjnych.

  • Jaka jest różnica pomiędzy tytanem Grade 5 a Grade 23?

    Oba gatunki mają ten sam podstawowy skład Ti-6Al-4V, jednak różnią się dopuszczalną zawartością pierwiastków międzywęzłowych. Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI – Extra Low Interstitials) zawiera mniej tlenu (maks. 0,13% zamiast 0,20%), a także niższą zawartość żelaza i azotu, co przekłada się na większą odporność na pękanie oraz lepszą plastyczność, przy nieznacznie niższej wytrzymałości na rozciąganie. Grade 23 jest wymagany do produkcji implantów medycznych (ASTM F136, ISO 5832-3 ELI) oraz konstrukcji lotniczych o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa. Grade 5 jest preferowany tam, gdzie najważniejsza jest maksymalna wytrzymałość oraz dobra obrabialność, np. w lotniczych elementach złącznych, narzędziach chirurgicznych, sporcie motorowym oraz komponentach przemysłowych.

  • Co oznacza oznaczenie Ti-6Al-4V?

    Ti-6Al-4V jest skróconym zapisem składu chemicznego stopu: Ti = tytan (metal podstawowy), 6Al = 6% aluminium (stabilizator fazy α), 4V = 4% wanadu (stabilizator fazy β). Uzyskana dwufazowa mikrostruktura alfa-beta zapewnia charakterystyczne połączenie wysokiej wytrzymałości, odporności na pękanie oraz dobrych właściwości technologicznych. Stop ten występuje również pod oznaczeniami Grade 5 (ASTM), TA6V (oznaczenie francuskie/europejskie), TiAl6V4, 3.7165 (Werkstoffnummer) oraz UNS R56400.

  • Jakie specyfikacje AMS dotyczą tytanu Grade 5?

    Podstawowe specyfikacje AMS dotyczące tytanu Grade 5 obejmują: AMS 4928 (pręty, kęsy i wałki w stanie wyżarzonym – najczęściej stosowana specyfikacja w przemyśle lotniczym), AMS 4965 (pręty i kęsy po przesycaniu i starzeniu) oraz AMS 4963 (drut). Inne obowiązujące normy to ASTM B348 (pręty i kęsy), ASTM F1472 (zastosowania w implantach chirurgicznych), ISO 5832-3 oraz EN 3311. Firma STAINLESS dostarcza materiał certyfikowany zgodnie z tymi specyfikacjami wraz z oryginalnymi świadectwami odbioru i raportami z badań producenta.

  • Jaka jest wytrzymałość na rozciąganie tytanu Grade 5?

    W standardowym stanie wyżarzonym (mill annealed) tytan Grade 5 charakteryzuje się minimalną wytrzymałością na rozciąganie Rm = 895 MPa, minimalną granicą plastyczności Rp0,2 = 828 MPa oraz wydłużeniem przy zerwaniu A ≥ 10%. Po obróbce cieplnej obejmującej przesycanie i starzenie (STA) wytrzymałość na rozciąganie wzrasta do co najmniej 1100 MPa, a granica plastyczności do co najmniej 1000 MPa. Obróbka STA znajduje zastosowanie dla przekrojów o grubości do około 25 mm i pozwala uzyskać znacznie wyższe właściwości mechaniczne wymagane w najbardziej odpowiedzialnych konstrukcjach lotniczych i elementach nośnych.

  • Czy tytan Grade 5 jest biokompatybilny i nadaje się do implantów medycznych?

    Tytan Grade 5 (Ti-6Al-4V) jest materiałem biokompatybilnym i znajduje szerokie zastosowanie w produkcji narzędzi chirurgicznych, śrub ortopedycznych, łączników implantów stomatologicznych oraz wyrobów medycznych nieprzeznaczonych do trwałej implantacji. Jednak w przypadku zastosowań wymagających bezpośredniego kontaktu z kością lub tkankami – takich jak endoprotezy biodra i kolana, płytki kostne, implanty sercowo-naczyniowe czy implanty kręgosłupa – wymaganym materiałem jest Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI, ASTM F136, ISO 5832-3 ELI), ponieważ niższa zawartość pierwiastków międzywęzłowych zapewnia większą odporność na pękanie i zmęczenie materiału w środowisku fizjologicznym. Firma STAINLESS utrzymuje w magazynie oba gatunki materiału przeznaczone dla rynku medycznego, dostarczając je z pełną dokumentacją jakościową.

  • W jakich postaciach dostępny jest tytan Grade 5?

    Firma STAINLESS oferuje tytan Grade 5 w postaci prętów okrągłych (szlifowanych lub obdzieranych) o długości 3 m, płaskowników, bloków kutych, kęsów, blach, płyt, drutów oraz proszków metalicznych przeznaczonych do technologii przyrostowych (druk 3D). Dostępne są również materiały cięte na wymiar oraz wykonywane zgodnie z indywidualnymi wymaganiami klienta. Każda dostawa obejmuje certyfikat pochodzenia producenta, pełne wyniki badań chemicznych i mechanicznych oraz pełną identyfikowalność wytopu.

  • Jak tytan Grade 5 wypada w porównaniu ze stalą nierdzewną?

    Tytan Grade 5 oferuje znacznie korzystniejszy stosunek wytrzymałości do masy niż stal nierdzewna. Jego gęstość (4,43 g/cm³) jest o około 43% niższa od gęstości stali nierdzewnej 316L (7,98 g/cm³), przy czym wytrzymałość na rozciąganie jest porównywalna lub nawet wyższa. Ponadto wykazuje lepszą odporność na korozję w środowiskach zawierających chlorki i w wodzie morskiej oraz pełną biokompatybilność. Wadami tego materiału są wyższy koszt, trudniejsza obróbka skrawaniem (wymagająca małych prędkości skrawania i intensywnego chłodzenia) oraz niższa przewodność cieplna. W zastosowaniach, w których kluczowe znaczenie mają redukcja masy i odporność na korozję – takich jak lotnictwo, implanty medyczne czy przemysł morski – tytan Grade 5 jest materiałem preferowanym w stosunku do stali nierdzewnej.