Titan Grade 5 (W.Nr. 3.7165, UNS R56400) je slitina titanu s přídavkem 6 % hliníku a 4 % vanadu a nejrozšířenější titanovou slitinou vůbec. Disponuje dobrou korozní odolností, vysokou pevností a relativně nižší tažností oproti komerčně čistým titanům. Hlavní aplikace této slitiny spočívají v konstrukčních prvcích pro letecký, kosmický a automobilový průmysl; slitina je použitelná do teplot cca 400 °C, je svařitelná a lze ji tepelně vytvrzovat.
| Prvek | Obsah (% hmotnosti) |
|---|---|
| Hliník (Al) | 5.5 – 6.75 % |
| Vanad (V) | 3.5 – 4.5 % |
| Kyslík (O) | Max. 0.20 % |
| Železo (Fe) | Max. 0.40 % |
| Dusík (N) | Max. 0.05 % |
| Uhlík (C) | Max. 0.08 % |
| Vodík (H) | Max. 0.015 % |
| Titan (Ti) | Zbytek |
| Rezidua (celkem) | Max. 0.4 % |
| Vlastnost | Minimální hodnota | Typická hodnota |
|---|---|---|
| Mez kluzu (Rp0,2) | 825 MPa | 910 MPa |
| Mez pevnosti v tahu (Rm) | 895 MPa | 1000 MPa |
| Tažnost (A5, 50 mm) | 10 % | 18 % |
| Redukce plochy | 20 % | – |
| Tvrdost | – | 330 – 390 HV |
| Modul pružnosti (E) | – | 114 GPa |
| Vrubová houževnatost Charpy | – | 20 – 27 J |
| Typ vzorku | Součinitel vrubu (Kt) | Ohyb za rotace | Limit přímého (axiálního) zatížení |
|---|---|---|---|
| Hladký | 1 | 430 – 520 MPa | 376 MPa |
| Vrubový | 3 | – | 270 MPa |
| Postup | Teplota | Doba |
|---|---|---|
| Žíhání v roztoku (rozpouštěcí) | 950 – 970 °C | 1 h |
| Vytvrzování (stárnutí) | 480 – 595 °C | 4 – 8 h |
| Žíhání | 710 – 790 °C | 1 – 4 h |
| Odstranění vnitřního pnutí | 480 – 650 °C | 1 – 4 h |
Příklad postupu žíhání: výdrž při 732 °C mezi 1/4 a 4 hodinami, chlazení v peci na 566 °C a následně na vzduchu (chlazení v peci není nutné pro výkovky a tyče). Příklad postupu vytvrzování: výdrž při 538 °C cca 4 hodiny, chlazení na vzduchu. Kování: hrubé kování při 982 °C (1800 °F), dokončování při 968 °C (1750 °F).
| Veličina | Hodnota |
|---|---|
| Bod tání | 1650 °C (± 15 °C) |
| Hustota | 4.43 g/cm3 |
| Teplota beta transformace | 995 °C (± 15 °C) |
| Teplotní roztažnost (20 – 100 °C) | 9.0 × 10-6 K-1 |
| Teplotní roztažnost (0 – 300 °C) | 9.5 × 10-6 K-1 |
| Tepelná vodivost (20 °C) | 6.6 W/m·K |
| Tepelná vodivost (400 °C) | 13 W/m·K |
| Měrné teplo (20 °C) | 0.57 J/g·K |
| Měrné teplo (400 °C) | 0.65 J/g·K |
| Elektrický odpor (20 °C) | 171 µΩ·cm |
| Poissonovo číslo | 0.30 – 0.33 |
Svařování: Titan Grade 5 je dobře svařitelný. Dvoufázová mikrostruktura alfa-beta titanových slitin reaguje na tepelné úpravy, takže teploty dosažené při svařování mohou ovlivnit vlastnosti svařovaného materiálu.
Obrábění: Charakteristikou obrábění je Titan Grade 5 srovnatelný s nerezovou ocelí AISI 316. Doporučený postup zahrnuje vysoký přísun chladicího média za účelem kompenzace nízké tepelné vodivosti materiálu, nízké otáčky a relativně vysoké rychlosti posuvu. Vhodné jsou nástroje z wolframkarbidu pod označením C1–C4 nebo rychlořezné nástroje na bázi kobaltu.
Tváření: Lze tvářet za tepla i za studena pomocí hydraulického, ohraňovacího a přetahovacího lisu nebo bucharu; materiál se chová podobně jako nerezové oceli třídy AISI 300. Tváření za tepla redukuje odpružení i potřebné tvářecí síly a zvyšuje celkovou tažnost materiálu. Při vícenásobných operacích tváření za studena se doporučuje mezi jednotlivými kroky odstranění vnitřního pnutí a mechanického zpevnění materiálu, aby nedocházelo k defektům či trhání; po dokončení tváření je vhodné provést následné žíhání k obnovení optimálních vlastností.
Dostupné polotovary: tyč, bilet, deska, plech, pásek, drát, výkovek, extrudované produkty.
Typické aplikace: lopatky kompresoru, turbíny, disky a prstence pro letecké motory, další letecké komponenty, tlakové nádoby, kryty raketových motorů, automobilový průmysl.
Obecná označení: ASTM Grade 5, ST-A140, AMS 4911D, MIL-T-9047G, 6Al-4V.
| Forma polotovaru | Norma |
|---|---|
| Plech a deska | ASTM B265 Gr5, AMS 4911 |
| Tyč a bilet | ASTM B348 Gr5 |
| Tyč, bilet a výkovek (vč. kruhového výkovku) | AMS 4928, AMS 4965, AMS 4967 |
| Extrudované produkty | AMS 4935 |
| Odlitky | ASTM B367 Gr5 |
Tento technický list má výhradně informativní charakter a vychází z podkladů výrobců titanových polotovarů. Poskytnutá data jsou bez záruky – konkrétní hodnoty je vždy třeba ověřit v aktuálním atestu dodávaného materiálu.