Az 5-ös fokozatú titánötvözet, kereskedelmi nevén Ti-6Al-4V, a legszélesebb körben alkalmazott alfa-béta-titánötvözet olyan iparágakban, mint a repülés, az orvosi eszközök, a tengeri mérnöki ipar és az autóipari alkatrészek. Jól ismert a nagy fajlagos szilárdság, a kiváló korrózióállóság, a jó kifáradási teljesítmény, valamint a kedvező megmunkálhatóság és hegeszthetőség kiemelkedő kombinációja. Kémiai összetételét egyértelműen meghatározzák a főbb nemzetközi szabványok, mint például az ASTM B265, az ASTM B348 és az AMS előírások, amelyek szigorúan szabályozzák mind a szándékos ötvözőelemek, mind a maradék szennyeződések tartalmát.
Az 5. osztályú titánötvözet elsődleges kémiai komponensei titánból állnak, mint alapelem, szabályozott alumínium és vanádium hozzáadásával, mint fő ötvözőelemekkel. Az alumínium alfa-fázisú stabilizátorként működik, mérsékelten magas hőmérsékleten hatékonyan növelve az ötvözet szilárdságát, rugalmassági modulusát és kúszási ellenállását. A vanádium béta-fázisú stabilizátorként szolgál, javítva a szobahőmérsékletű rugalmasságot, szívósságot és hőkezelhető reakciót. A szabványos előírások szerint az alumíniumtartalom 5,50-6,75 tömeg%, míg a vanádiumtartalom 3,50-4,50 tömeg% tartományban van szabályozva.
A titán adja az egyensúlyt, jellemzően a teljes összetétel több mint 90%-át teszi ki, megőrizve az ötvözet eredendő könnyű és korrózióálló tulajdonságait.
A fő ötvöző elemeken kívülszigorú korlátozások vonatkoznak a szennyező elemekre a mechanikai teljesítmény, a szerkezeti stabilitás és a feldolgozási megbízhatóság garantálása érdekében. A túlzott szennyeződések ridegséghez, csökkent rugalmassághoz, csökkent kifáradási élettartamhoz és megnövekedett repedésveszélyhez vezethetnek alakítás vagy hegesztés során. A legfontosabb szennyező elemek közé tartozik a vas, az oxigén, a szén, a nitrogén, a hidrogén és más maradék elemek.
Ezek közöttvaslegfeljebb 0,40%-ra korlátozódik, mivel a magasabb vastartalom fázisszétválasztást okozhat, és csökkenti a korrózióállóságot.
Oxigén,intersticiális elemként legfeljebb 0,20%-ra korlátozódik; az emelkedett oxigénszint jelentősen növeli a keménységet, de drasztikusan csökkenti a hajlékonyságot és a törési szívósságot.
Szénmaximum 0,08%-ra van szabályozva, hogy megakadályozza a törékeny titán-karbid részecskék képződését, amelyek mikrorepedéseket okozhatnak.
Nitrogén,keményítő hatásában hasonló az oxigénhez, maximum 0,05%-ra korlátozódik a hajlékonyság és a hegeszthetőség megőrzése érdekében.
Hidrogénszigorúan 0,015%-ra korlátozódik, mivel már kis mennyiségek is hidrogénridegséget okozhatnak, ami különösen veszélyes szerkezeti és teherhordó alkalmazásoknál.
A többi egyedi maradékelem mennyisége általában egyenként 0,10%-ra korlátozódik, a teljes határérték pedig 0,40% az összes nem meghatározott maradékelemre együtt.
Ezek az összetételi követelmények biztosítják, hogy az 5. fokozatú titánötvözet stabil és kiszámítható teljesítményt érjen el a különböző gyártási folyamatokban és szolgáltatási környezetekben. Legyen szó kovácsolt rudakról, hengerelt lemezekről, extrudált profilokról vagy öntött alkatrészekről, a meghatározott kémiai összetétel és szennyeződési határértékek betartása elengedhetetlen az ipari szabványok és a végfelhasználói teljesítménykövetelmények teljesítéséhez.
