Titanio Grado 5 y Grado 23 (ELI) - Ti-6Al-4V - Propiedades, Aplicaciones y Datos Técnicos
El titanio grado 5 (Ti-6Al-4V) es la aleación de titanio más utilizada en el mundo y representa aproximadamente el 50 % del titanio empleado a nivel global. Combina una resistencia muy alta con un peso reducido, buena resistencia a la corrosión y excelentes propiedades mecánicas en un amplio rango de temperaturas. Para aplicaciones con mayores requisitos de tenacidad, resistencia a la fatiga y biocompatibilidad, se utiliza la variante ELI, titanio grado 23 (Ti-6Al-4V ELI).
En conjunto, los grados 5 y 23 abarcan una amplia gama de aplicaciones en los sectores aeroespacial, médico, naval y offshore, energético y otras aplicaciones industriales de alto rendimiento.
Propiedades
Tanto el titanio de grado 5 como el de grado 23 son aleaciones alfa+beta, donde el aluminio estabiliza la fase alfa y el vanadio la fase beta. La diferencia radica principalmente en el contenido de elementos intersticiales.
La variante ELI (Grado 23) tiene un menor contenido de oxígeno y hierro, lo que proporciona mayor tenacidad, ductilidad y resistencia a la fatiga.
- Tipo: Aleación de titanio (alfa+beta)
- Aleación: Ti-6Al-4V / Ti-6Al-4V ELI
- Estructura: Alfa+beta (hexagonal + cúbica)
- Designaciones: Titanio Grado 5, Titanio Gr5, Titanio Grado 23, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI, UNS R56400 / R56401, Werkstoffnr 3.7165 / 3.7164
- Normas comunes: ASTM B265, ASTM B348, ASTM B381, ASTM B367, AMS 4911, AMS 4928, AMS 4930, ASTM F136, ISO 5832-3
Diferencia entre Grado 5 y Grado 23 (ELI)
- Grado 5: Aleación estándar para aplicaciones estructurales e industriales
- Grado 23 (ELI): Contenido intersticial extra bajo para una mayor tenacidad y biocompatibilidad
- El Grado 23 se utiliza frecuentemente en aplicaciones médicas y de seguridad crítica
Ventajas
- Muy alta relación resistencia-peso
- Excelente resistencia a la fatiga
- Buena resistencia a la corrosión en entornos marinos e industriales
- Puede someterse a tratamiento térmico para aumentar su resistencia Rendimiento mecánico
- El grado 23 ofrece una tenacidad y biocompatibilidad superiores
Limitaciones
- Menor resistencia a la corrosión que los grados de titanio comercialmente puro en algunos entornos químicos
- Mecanizado más exigente en comparación con el titanio CP
- Mayor costo del material que los grados de titanio inferiores
Aplicaciones típicas
Aeroespacial
Componentes estructurales, sujetadores, piezas de motor y tren de aterrizaje donde el bajo peso y la alta resistencia son esenciales.
Tecnología médica e implantes
Implantes, prótesis e instrumental quirúrgico, especialmente grado 23 (ELI).
Marino y plataformas marinas
Componentes sometidos a altas tensiones en entornos de agua de mar donde tanto la resistencia mecánica como la biocompatibilidad son esenciales. Se requiere resistencia a la corrosión.
Energía e Industria
Componentes para turbinas, recipientes a presión y piezas de maquinaria avanzada en entornos operativos exigentes.
Titanio Grado 5 - Datos técnicos (estado recocido)
| Límite elástico (0,2%): |
830-880 MPa |
| Resistencia a la tracción: |
900-950 MPa |
| Alargamiento a la rotura: |
10-14 % |
| Densidad: |
4,43 g/cm³ |
| Módulo de elasticidad: |
110 GPa |
| Conductividad térmica: |
6,7 W/mK |
| Temperatura máxima: |
350 °C |
| Soldabilidad: |
Buena - AWS A5.16 ERTi-5 |
Titan Grado 23 ELI - Datos técnicos (estado recocido)
| Límite elástico (0,2%): |
795-860 MPa |
| Resistencia a la tracción: |
860-930 MPa |
| Alargamiento a la rotura: |
10-15 % |
| Densidad: |
4,43 g/cm³ |
| Módulo de elasticidad: |
110 GPa |
| Conductividad térmica: |
6,7 W/mK |
| Temperatura máxima: |
350 °C (hasta 400 °C a corto plazo) |
| Soldabilidad: |
Buena - AWS A5.16 ERTi-23 |
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