Il titanio grado 5, la lega di titanio più utilizzata al mondo, è noto per la sua eccezionale combinazione di elevata resistenza, peso ridotto, resistenza alla corrosione e buona saldabilità. Viene utilizzato in quasi tutti i settori in cui sono richieste prestazioni elevate, dall'aerospaziale e dalla medicina all'offshore, alle corse e all'industria avanzata.
Il materiale d'apporto consigliato per la saldatura è il titanio AWS A5.16-90 ERTi-5.
Descrizione generale del materiale:
Tipo: lega di titanio α + β (~6% alluminio, ~4% vanadio)
Struttura: struttura mista - alfa + beta, con eccellente equilibrio tra resistenza e tenacità
Sviluppato per: elevata resistenza a basso peso, mantenendo formabilità e resistenza alla corrosione
Nomi alternativi: titanio grado 5, Ti-6Al-4V, UNS R56400, Werkstoffnr 3.7165, ASTM B348, AMS 4911
Vantaggi principali:
Resistenza molto elevata (fino a 1100 MPa)
Bassa densità - circa il 45% più leggero di acciaio
Eccellente resistenza alla corrosione in molti ambienti
Buona biocompatibilità – spesso utilizzato negli impianti
Buona saldabilità e stabilità dimensionale durante la lavorazione
Mantiene la resistenza fino a ~400°C
Svantaggi / Limitazioni:
Più costoso degli acciai inossidabili e di grado 1–4
Formabilità a freddo limitata – richiede lavorazione a caldo per forme complesse
Non ottimale in soluzioni estremamente ricche di cloruri (rischio di corrosione interstiziale/vaiolatura)
Rischio di fragilizzazione indotta da idrogeno se maneggiato in modo improprio
Applicazioni per settore e valore:
Aviazione / Spazio: Parti strutturali, componenti di turbine, elementi di fissaggio – resistenza + peso ridotto
Tecnologia medica: Impianti, viti ortopediche – biocompatibilità + capacità portante
Offshore / Marina: Elementi di fissaggio, tubazioni – resistenza alla corrosione + resistenza
Industria energetica: Pale di turbine, compressori – termico stabilità
Sport / Corse / Industria: Parti di biciclette, blocchi motore, utensili: resistenza + leggerezza
Descrizione generale della corrosione:
Forma una pellicola di ossido densa e auto-riparante che protegge nella maggior parte degli ambienti
Eccellente resistenza all'acqua di mare, ai cloruri, agli acidi organici
Resistente ad acidi moderati e alcali
Ambienti di corrosione in cui il materiale si comporta bene:
Acqua di mare e ambienti marini (soprattutto in movimento)
Acidi ossidanti (acido nitrico, acido cromico)
Acidi organici, soluzioni alcaline
Ambienti biologici / fluidi corporei
Ambienti di corrosione in cui il materiale dovrebbe essere evitato:
Acido fluoridrico (HF)
Ambiente con forte presenza di cloruri in liquidi stagnanti (rischio di corrosione puntiforme/interstiziale)
Acidi riducenti (HCl concentrato, H₂SO₄ in acqua calda) ambiente)
Proprietà tecniche del materiale (trattamento in soluzione + condizione di invecchiamento):
Proprietà (valore tipico)
Limite di snervamento (0,2%): ~825–950 MPa
Resistenza alla trazione: ~900–1100 MPa
Allungamento a rottura: ~10–15%
Densità: ~4,43–4,50 g/cm³
Modulo elastico: ~114 GPa
Conduttività termica: ~6,7 W/m·K
Temperatura di utilizzo: Rec. ≤ 400°C (brevemente fino a ~540°C)
Saldabilità: Molto buona, ma richiede gas di protezione (argon)
Lavorabilità: Buona, ma richiede utensili con elevata resistenza all'usura