Do you know how many types of titanium alloys are there?
Pure Titanium, From Grade 1 to Grade 4
1ª série
É o primeiro de quatro tipos de titânio industrialmente puro. É o mais macio e maleável desses graus. Oferece máxima conformabilidade, excelente resistência à corrosão e alta tenacidade ao impacto. Grau 1 é o material de escolha para qualquer aplicação que exija facilidade de conformabilidade e é comumente usado como placa de titânio e tubulação de titânio.
Grau 2
Devido à sua disponibilidade diversificada e ampla, o titânio Grau 2 é conhecido como o “burro de carga” da indústria comercial de titânio puro. Possui muitas das mesmas qualidades do titânio Grau 1, mas é um pouco mais forte. Ambos são igualmente resistentes à corrosão. Esta classe oferece boa soldabilidade, resistência, ductilidade e conformabilidade. Isso torna as hastes e placas de titânio Grau 2 a primeira escolha para muitas aplicações, como construção, geração de energia e indústria médica.
3ª série
Este tipo é o menos utilizado entre os tipos de titânio comercialmente puro, mas isso não o torna menos valioso. O Grau 3 é mais forte que os Graus 1 e 2, semelhante em ductilidade e apenas um pouco menos moldável – mas possui uma mecânica superior à de seus antecessores. O grau 3 é usado em aplicações que exigem resistência moderada e resistência à corrosão primária, como aeroespacial, processamento químico, indústrias marítimas, etc.
4ª série
É considerado o mais forte dos quatro tipos de titânio comercialmente puro. Também é conhecido por sua excelente resistência à corrosão, boa conformabilidade e soldabilidade. Utilizado em alguns componentes de fuselagem, vasos criogênicos, trocadores de calor e outras aplicações que requerem alta definição.
Common Titanium Alloys
At room temperature, titanium alloys have three matrix structures, andtitanium alloys are divided into the following three categories: Alpha Alloys, Alpha-Beta Alloys, and Beta Alloys.
1. α Titanium Alloys
Commercially pure titanium and alpha alloys of titanium are non-heat treatable and have very good welding characteristics.
Forms Available:
Bar, Forgings, Plate, Sheet Extrusions
It is a single-phase alloy composed of α-phase solid solution. Whether it is at room temperature or at a higher practical application temperature, it is α-phase, with a stable structure, higher wear resistance than pure titanium, and strong oxidation resistance.
At a temperature of 500 ℃ ~ 600 ℃, it still maintains its strength and creep resistance, but can not be strengthened by heat treatment, and the strength at room temperature is not high.
2. β Titanium Alloys
Titanium Beta or near Beta Alloys are:
Fully heat treatable Generally weldable
Capable of high strengths Possess good creep resistance up to intermediate temperatures
In the solution-treated condition, excellent formability can be expected from Beta Alloys
Common Titanium Beta Alloys include:
5ª série – 6Al-4V
Titanium Grade 5 is the most commercially available of all titanium alloys. It offers an excellent combination of high strength and toughness. Grade 5 titanium has good welding and fabrication characteristics.
- High Strength Titanium
- Heat Treatable
- Good Ductility
- Good Fabricability
- Good Weldability
Grade 5 accounts for 50% of the world’s total titanium consumption. Its usability lies in its many benefits. Ti6Al-4V can be heat treated to increase its strength. It can be used in welded structures at service temperatures up to 600°F. The alloy combines high strength with light weight, useful formability and high corrosion resistance. The availability of Ti6AI-4V makes it the best alloy for use in multiple industries such as aerospace, medical, marine and chemical processing industries.
9ª série – 3Al-2.5V
É feito de titânio puro com cerca de 3% de alumínio e cerca de 2,5% de vanádio adicionado. Esta liga geralmente possui excelente resistência à corrosão, alta resistência e boas propriedades de soldagem. A liga de titânio Gr9 é amplamente utilizada na indústria aeroespacial, construção naval, equipamentos químicos e outros campos, especialmente onde materiais de alto desempenho são necessários em ambientes corrosivos e de alta temperatura. As propriedades da liga de titânio Gr9 tornam-na um material estrutural ideal que pode ser usado para fabricar uma variedade de peças e componentes.
23ª série – 6Al-4V ELI
Ti 6AL-4V ELI or Grade 5 ELI grade is a higher purity form of Ti 6Al-4V. It can be made into coils, strands, wires or flat wires. It is the first choice for any situation where high strength, light weight, good corrosion resistance and high toughness are required. It has excellent damage tolerance to other alloys. These advantages make Ti 6Al-4V ELI grade the ultimate dental and medical titanium grade. Due to its biocompatibility, good fatigue strength and low modulus, it can be used in biomedical applications such as implantable components.
It is a single-phase alloy composed of a β-phase solid solution, which already has high strength before heat treatment. After quenching and aging, the alloy is further strengthened, and the room temperature strength can reach 1372 ～ 1666 MPa. However, its thermal stability is poor, so it is not suitable for use at high temperatures.
3. （ α + β）Titanium Alloys
Titanium Alpha Beta alloys are heat treatable and most of them are also weldable. The typical properties of Titanium Alpha Beta Alloys are:
Medium to high strength levels;
High temperature creep strength is not as less than most alpha alloys;
Limited cold forming but hot forming qualities are normally good;
The most commonly used Titanium Alpha Beta Alloy is Ti 6Al-4V. Titanium 6Al-4V has been developed in many variations of the basic formulation for numerous and widely differing applications.
Nota 7
Grade 7 Titanium contains 0.12 to 0.25%palladium. The small quantity of palladium added gives it enhanced crevice corrosion resistance at low temperatures and high pH.
Mecanicamente e fisicamente igual ao Grau 2, exceto que o elemento intersticial paládio foi adicionado para torná-lo uma liga. O Grau 7 oferece excelente soldabilidade e trabalhabilidade e é a mais resistente à corrosão de todas as ligas de titânio. Portanto, é utilizado principalmente como componentes em processos químicos e equipamentos de produção.
Grau 12 – Ti-0.3-Mo-0.8Ni
Titanium Grade 12 alloy is similar to Titanium Grades 2 and 3 except that Titanium Grade 12 has 0.3% molybdenum and 0.8% nickel. This offers enhanced corrosion resistance.
Applications:
Chemical processing, Desalination, Power generation, Industrial Standards
Forms Available
Tube, ASME SB-338
Grau 11 – Ti-0.15Pd
Muito semelhante ao Grau 1, exceto que uma pequena quantidade de paládio é adicionada para aumentar a resistência à corrosão, tornando-o uma liga. Esta resistência à corrosão pode ser usada para prevenir a corrosão em frestas e reduzir ácidos em ambientes com cloreto. Outras propriedades úteis incluem ductilidade ideal, conformabilidade a frio, resistência útil, resistência ao impacto e excelente soldabilidade. Esta liga pode ser usada nas mesmas aplicações de titânio do Grau 1, especialmente onde a corrosão é necessária.
Titanium Grade 11 has similar physical and mechanical properties to Titanium CP Grade 2.
- Excellent Weldability Titanium
- Excellent Fabricability
- Physical Properties Similar to CP Grade 2
- Mechanical Properties Similar to CP Grade 2
- Highly resistant to corrosion
It is a two-phase alloy with good comprehensive properties, good structural stability, good toughness, good plasticity, and high-temperature deformation properties, which can be processed by hot pressure, quenched, and aged to strengthen the alloy.
The strength after heat treatment is about 50% to 100% higher than that of the annealed state. This alloy has high high-temperature strength and can work for a long time at a temperature of 400 ° C to 500 ° C, and its thermal stability is inferior to that of alpha titanium alloy.
Among the3 types of titanium alloys we mentioned above, the most commonly used are alpha titanium alloy and alpha+beta titanium alloy; alpha titanium alloy has the best machinability, followed by alpha+beta titanium alloy, and beta titanium alloy is the worst.