1. Περιεκτικότητα σε αλουμίνιο και βανάδιο
Τα κύρια στοιχεία κράματος του κράματος τιτανίου 5 είναι το αλουμίνιο (Al) ως σταθεροποιητής άλφα και το βανάδιο (V) ως σταθεροποιητής βήτα. Οι καθορισμένες σειρές σύνθεσής τους είναι:
Αλουμίνιο (Al): 5,5% – 6,75% κατά βάρος
Βανάδιο (V): 3,5% – 4,5% κατά βάρος
Το αλουμίνιο βελτιώνει την αντοχή σε εφελκυσμό, την αντίσταση ερπυσμού και το μέτρο ελαστικότητας, ενώ το βανάδιο ενισχύει την ολκιμότητα, την ανθεκτικότητα και τη σφυρηλάτηση. Το τιτάνιο είναι το στοιχείο ισορροπίας.
2. Απαιτήσεις περιεκτικότητας σε οξυγόνο, άζωτο και υδρογόνο
Τα ενδιάμεσα στοιχεία όπως το οξυγόνο, το άζωτο και το υδρογόνο επηρεάζουν έντονα τις μηχανικές ιδιότητες, ιδιαίτερα την ολκιμότητα και την αντοχή σε θραύση. Καθορίζονται αυστηρά ανώτερα όρια:
Οξυγόνο (Ο): Μικρότερο ή ίσο με 0,20% κατά βάρος
Άζωτο (Ν): Μικρότερο ή ίσο με 0,05% κατά βάρος
Υδρογόνο (Η): Μικρότερο ή ίσο με 0,015% κατά βάρος
Το οξυγόνο και το άζωτο αυξάνουν την αντοχή και τη σκληρότητα αλλά μειώνουν την ολκιμότητα. Το υδρογόνο πρέπει να ελέγχεται αυστηρά για να αποφευχθεί η ευθραυστότητα του υδρογόνου, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές κατά τη λειτουργία.
3. Μέγιστη περιεκτικότητα σε σίδηρο
Ο σίδηρος είναι ένα κοινό στοιχείο ακαθαρσίας που σταθεροποιεί τα βήτα στα κράματα τιτανίου. Για τυπικό κράμα τιτανίου κατηγορίας 5:
Σίδηρος (Fe): Λιγότερο ή ίσο με 0,40% κατά βάρος
Ο υπερβολικός σίδηρος μπορεί να προκαλέσει μικροδομική ανομοιογένεια και να επηρεάσει τη συνέπεια στις μηχανικές ιδιότητες.
4. Βαθμοί χαμηλού οξυγόνου / υψηλής καθαρότητας
Ναι, το κράμα τιτανίου κατηγορίας 5 έχει καλά καθιερωμένους βαθμούς χαμηλής περιεκτικότητας σε οξυγόνο και υψηλής καθαρότητας, που συνήθως αναφέρεται ως ELI βαθμού 5 (Εξαιρετικά Χαμηλή Ενδιάμεση Έκθεση).
Το Grade 5 ELI έχει σχεδιαστεί για εφαρμογές που απαιτούν εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα, αντοχή στην κόπωση και αξιοπιστία, όπως βιοϊατρικά εμφυτεύματα και κρίσιμα εξαρτήματα αεροδιαστημικής. Σε σύγκριση με τον τυπικό βαθμό 5, έχει πολύ αυστηρότερους ελέγχους στα ενδιάμεσα στοιχεία και τα στοιχεία ακαθαρσίας:
Οξυγόνο (O): Λιγότερο ή ίσο με 0,13% (σημαντικά χαμηλότερο από το τυπικό 0,20%)
Σίδηρος (Fe): Λιγότερο ή ίσο με 0,25%
Το άζωτο και το υδρογόνο ελέγχονται επίσης σε χαμηλότερα μέγιστα επίπεδα
Συνοπτικά, ο τυπικός βαθμός 5 (Ti‑6Al‑4V) έχει ορίσει εύρη για Al, V, O, N, H και Fe, ενώ το Grade 5 ELI παρέχει μια επιλογή χαμηλού οξυγόνου και υψηλής καθαρότητας για εφαρμογές υψηλής απόδοσης και υψηλής αξιοπιστίας.
