1. Obsah hliníka a vanádu
Hlavnými legovacími prvkami zliatiny titánu triedy 5 sú hliník (Al) ako alfa stabilizátor a vanád (V) ako beta stabilizátor. Ich špecifikované rozsahy zloženia sú:
Hliník (Al): 5,5 % – 6,75 % hmotnosti
Vanád (V): 3,5 % – 4,5 % hmotnosti
Hliník zlepšuje pevnosť v ťahu, odolnosť proti tečeniu a modul pružnosti, zatiaľ čo vanád zvyšuje ťažnosť, húževnatosť a kujnosť. Titán je prvok rovnováhy.
2. Požiadavky na obsah kyslíka, dusíka a vodíka
Intersticiálne prvky ako kyslík, dusík a vodík silne ovplyvňujú mechanické vlastnosti, najmä ťažnosť a lomovú húževnatosť. Sú stanovené prísne horné limity:
Kyslík (O): menej alebo rovný 0,20 % hmotnosti
Dusík (N): menej alebo rovný 0,05 % hmotnosti
Vodík (H): menej alebo rovný 0,015 % hmotn
Kyslík a dusík zvyšujú pevnosť a tvrdosť, ale znižujú ťažnosť. Vodík musí byť prísne kontrolovaný, aby sa zabránilo vodíkovému krehnutiu, ktoré môže viesť k praskaniu počas prevádzky.
3. Maximálny obsah železa
Železo je bežný beta-stabilizujúci nečistotový prvok v zliatinách titánu. Pre štandardnú zliatinu titánu triedy 5:
Železo (Fe): menej alebo rovné 0,40 % hmotnosti
Nadmerné množstvo železa môže spôsobiť mikroštrukturálnu nehomogenitu a ovplyvniť konzistenciu mechanických vlastností.
4. Stupne s nízkym obsahom kyslíka / s vysokou čistotou
Áno, zliatina titánu triedy 5 má osvedčené triedy s nízkym obsahom kyslíka a vysokou čistotou, najčastejšie označované ako ELI triedy 5 (Extra Low Interstitial).
ELI triedy 5 je navrhnutý pre aplikácie vyžadujúce extrémne vysokú húževnatosť, odolnosť proti únave a spoľahlivosť, ako sú biomedicínske implantáty a kritické komponenty pre letectvo a kozmonautiku. V porovnaní so štandardnou triedou 5 má oveľa prísnejšie kontroly intersticiálnych prvkov a prvkov nečistôt:
Kyslík (O): menej alebo rovný 0,13 % (výrazne nižší ako štandardných 0,20 %)
Železo (Fe): menej alebo rovné 0,25 %
Dusík a vodík sú tiež kontrolované na nižšie maximálne hladiny
Stručne povedané, štandardný stupeň 5 (Ti-6Al-4V) má definované rozsahy pre Al, V, O, N, H a Fe, zatiaľ čo ELI stupňa 5 poskytuje možnosť s nízkym obsahom kyslíka a vysokou čistotou pre vysokovýkonné a vysoko spoľahlivé aplikácie.
