Tytan klasy 5 – najszerzej stosowany stop tytanu na świecie – znany jest z wyjątkowego połączenia wysokiej wytrzymałości, niskiej wagi, odporności na korozję i dobrej spawalności. Jest on stosowany w niemal wszystkich gałęziach przemysłu, w których wymagana jest wysoka wydajność, od lotnictwa i medycyny po przemysł offshore, wyścigowy i zaawansowany.
Zalecanym materiałem wypełniającym do spawania jest tytan AWS A5.16-90 ERTi-5.
Ogólny opis materiału:
Typ: stop tytanu α + β (~6% aluminium, ~4% wanadu)
Struktura: struktura mieszana – alfa + beta, z doskonałą równowagą między wytrzymałością a wytrzymałością
Opracowany dla: wysokiej wytrzymałości przy niskiej wadze, przy zachowaniu odkształcalności i odporności na korozję
Alternatywne nazwy: Tytan klasy 5, Ti-6Al-4V, UNS R56400, Werkstoffnr 3.7165, ASTM B348, AMS 4911
Główne zalety:
Bardzo wysoka wytrzymałość (do 1100 MPa)
Niska gęstość – około O 45% lżejszy od stali
Doskonała odporność na korozję w wielu środowiskach
Dobra biokompatybilność – często stosowany w implantach
Dobra spawalność i stabilność wymiarowa podczas obróbki
Zachowuje wytrzymałość do ~400°C
Wady / ograniczenia:
Droższy od stali nierdzewnych i klas 1–4
Ograniczona formowalność na zimno – wymaga obróbki na gorąco w przypadku skomplikowanych kształtów
Nieoptymalny w przypadku roztworów o wysokiej zawartości chlorków (ryzyko korozji szczelinowej/wżerowej)
Ryzyko kruchości wywołanej wodorem w przypadku niewłaściwej obsługi
Zastosowania według branży i wartości:
Lotnictwo / Kosmos: Części konstrukcyjne, elementy turbin, elementy złączne – wytrzymałość + niska waga
Technologia medyczna: Implanty, śruby ortopedyczne – biokompatybilność + nośność
Offshore / Morskie: Elementy złączne, rurociągi – odporność na korozję + wytrzymałość
Energetyka: Łopatki turbin, sprężarki – stabilność termiczna
Sport / Wyścigi / Przemysł: Części rowerowe, bloki silników, narzędzia – wytrzymałość + lekkość
Ogólny opis korozji:
Tworzy gęstą i samonaprawiającą się warstwę tlenkową, która chroni w większości środowisk
Doskonała odporność na wodę morską, chlorki, kwasy organiczne
Odporny na umiarkowane kwasy i zasady
Środowiska korozyjne, w których materiał dobrze się sprawdza:
Woda morska i środowiska morskie (szczególnie w ruchu)
Kwasy utleniające (kwas azotowy, kwas chromowy)
Kwasy organiczne, roztwory alkaliczne
Środowiska biologiczne / płyny ustrojowe
Środowiska korozyjne, w których należy unikać materiału:
Kwas fluorowodorowy (HF)
Silne środowisko chlorkowe w stojącej cieczy (ryzyko wżerów/szczelin korozja)
Kwasy redukujące (stęż. HCl, H₂SO₄ w gorącym środowisku)
Właściwości techniczne materiału (stan po obróbce roztworem + starzenie):
Właściwość (wartość typowa)
Granica plastyczności (0,2%): ~825–950 MPa
Wytrzymałość na rozciąganie: ~900–1100 MPa
Wydłużenie przy zerwaniu: ~10–15%
Gęstość: ~4,43–4,50 g/cm³
Moduł sprężystości: ~114 GPa
Przewodność cieplna: ~6,7 W/m·K
Temperatura użytkowania: Zalecana ≤ 400°C (krótkotrwale do ~540°C)
Spawalność: Bardzo dobra – ale wymaga gazu osłonowego (argon)
Obróbka skrawaniem: Dobra – ale wymaga narzędzi o wysokiej odporności na zużycie