Titanium Alloy Grade 5, komerčně známá jako Ti-6Al-4V, je nejrozšířenější alfa-beta titanová slitina v průmyslových odvětvích včetně letectví, lékařských zařízení, offshore strojírenství a automobilových komponent. Je dobře známý pro svou vynikající kombinaci vysoké měrné pevnosti, vynikající odolnosti proti korozi, dobrého únavového výkonu a příznivé obrobitelnosti a svařitelnosti. Jeho chemické složení je jasně definováno hlavními mezinárodními normami, jako jsou ASTM B265, ASTM B348 a specifikace AMS, které přísně regulují jak záměrné legovací prvky, tak obsah zbytkových nečistot.
Primární chemické složky titanové slitiny třídy 5 sestávají z titanu jako základního prvkus kontrolovaným přidáváním hliníku a vanadu jako hlavních legujících prvků. Hliník působí jako stabilizátor alfa fáze, účinně zvyšuje pevnost slitiny, modul pružnosti a odolnost proti tečení při mírně zvýšených teplotách. Vanad slouží jako beta-fázový stabilizátor, zlepšuje tažnost při pokojové teplotě, houževnatost a tepelně zpracovatelnou odezvu. Podle standardních specifikací je obsah hliníku řízen v rozmezí 5,50 % až 6,75 % hmotnostních, zatímco obsah vanadu se pohybuje od 3,50 % do 4,50 % hmotnostních.
Zbytek tvoří titan, který obvykle tvoří více než 90 % celkového složení, přičemž si slitina zachovává vlastní lehkost a odolnost vůči korozi.
Kromě hlavních legujících prvků,přísná omezení jsou kladena na nečistoty, aby byla zaručena mechanická výkonnost, strukturální stabilita a spolehlivost zpracování. Nadměrné nečistoty mohou vést ke křehnutí, snížené tažnosti, zhoršené únavové životnosti a zvýšenému riziku praskání během tváření nebo svařování. Mezi klíčové nečistoty patří železo, kyslík, uhlík, dusík, vodík a další zbytkové prvky.
Mezi tytoželezoje omezena na maximálně 0,40 %, protože vyšší obsah železa může způsobit segregaci fází a snížit odolnost proti korozi.
Kyslík,jako intersticiální prvek je omezen na maximum 0,20 %; zvýšené hladiny kyslíku výrazně zvyšují tvrdost, ale drasticky snižují tažnost a lomovou houževnatost.
Uhlíkje řízena maximálně na 0,08 %, aby se zabránilo tvorbě křehkých částic karbidu titanu, které mohou iniciovat mikrotrhliny.
Dusík,podobně jako kyslík ve svém vytvrzovacím účinku, je omezena na maximum 0,05 %, aby byla zachována tažnost a svařitelnost.
Vodíkje přísně omezeno na maximum 0,015 %, protože i malá množství mohou způsobit vodíkovou křehkost, která je zvláště nebezpečná v konstrukčních a nosných aplikacích.
Ostatní jednotlivé zbytkové prvky jsou obecně omezeny na 0,10 % každý, s celkovým limitem 0,40 % pro všechny nespecifikované zbytkové prvky dohromady.
Tyto požadavky na složení zajišťují, že slitina titanu třídy 5 dosahuje stabilního a předvídatelného výkonu v různých výrobních procesech a servisních prostředích. Ať už se používá v kovaných tyčích, válcovaných deskách, vytlačovaných profilech nebo odlévaných součástech, dodržování specifikovaného chemického složení a limitů nečistot je zásadní pro splnění průmyslových standardů a požadavků na výkon koncového použití.
