Stupeň 9 (Ti-3Al-2,5V) vs. Stupeň 5 (Ti-6Al-4V) Titan: Porovnání
Jan 19, 2026
Zavedení
Titan třídy 5 (Ti-6Al-4V) je nejznámější- slitina titanu na světě, která je určena všude tam, kde je vyžadována maximální pevnost. Titan třídy 9 (Ti-3Al-2,5V) je méně legovaná třída alfa-beta, která vyměňuje určitou sílu za tvárnost za studena a hospodárnost výroby. Obě jsou slitiny alfa-beta s hliníkem a vanadem jako primárními přísadami, ale rozdíly ve složení mění způsob jejich zpracování, jaké formy jsou k dispozici a kolik stojí výroba. Tento článek porovnává tyto dva na technických datech podle ASTM B265 a na chování při výrobě.
Složení
| Živel | Stupeň 5 (Ti-6Al-4V) | Stupeň 9 (Ti-3Al-2,5V) |
|---|---|---|
| Hliník | 5.5-6.75% | 2.5-3.5% |
| Vanadium | 3.5-4.5% | 2.0-3.0% |
| Železo | Max 0,40 % | Max 0,25 % |
| Kyslík | Max 0,20 % | Max 0,15 % |
| Titan | Váhy | Váhy |
Označení UNS je R56400 pro třídu 5 a R56320 pro třídu 9. Obě třídy reagují na žíhání a mohou být dále zpevněny tepelným zpracováním ve specifických formách výrobků.
Mechanické vlastnosti
| Vlastnost (min, žíhaná) | 5. třída | 9. třída |
|---|---|---|
| Pevnost v tahu | 895 MPa | 620 MPa |
| Mez kluzu | 828 MPa | 483 MPa |
| Prodloužení | 10% | 15% |
| Hustota | 4,43 g/cm³ | 4,48 g/cm³ |
Stupeň 5 nabízí zhruba o 45 procent vyšší minimální pevnost v tahu. Stupeň 9 nabízí o 50 procent vyšší minimální prodloužení, což se přímo promítá do lepšího chování při ohýbání, tažení a válcování.
Tvařitelnost: Definující rozdíl
Stupeň 9 je navržen pro tváření za studena. Lze jej lisovat, kreslit, válcovat{2}}a ohýbat při pokojové teplotě a je k dispozici ve svitcích, pásech, drátech a fóliích až po velmi tenké rozměry. Díky tomu je přirozenou volbou pro přesné součásti vyráběné ve velkém: hydraulické potrubí, vzduchotechnické potrubí, voštinové jádro, měchy a lékařské přístroje. Stupeň 5 nelze spolehlivě tvarovat za studena; musí být tvarován za tepla s kontaktním ohřevem, což vyžaduje speciální nástroje a pomalejší doby cyklu. Pokud lze součást vyrobit z třídy 9, jsou obvykle rozhodující úspory na nástrojích, energii a době cyklu.
Svařitelnost a zpracování
Oba druhy svařují GTAW, plazmovým obloukem nebo elektronovým paprskem pod inertním stíněním a oba vyžadují ochranu svarové zóny nad zhruba 250 stupni, aby se zabránilo nasávání kyslíku a dusíku. Stupeň 9 je poněkud shovívavější při svařování tenkých-rozměrů, protože jeho nižší pevnost snižuje omezení a deformaci. Výběr plniva by měl odpovídat základní třídě a kvalifikace postupu svařování se řídí normami, jako je AWS D17.1 pro letecké aplikace.
Odolnost proti korozi
Obě slitiny odolávají mořské vodě, chloridům a průmyslové atmosféře prostřednictvím stejného samoopravného filmu TiO₂. Ve většině námořních a chemických provozů je jejich korozní výkon srovnatelný a oba jsou mnohem odolnější než hliník a většina ocelí. Tam, kde je společně požadována vysoká pevnost a odolnost proti korozi, dominuje stupeň 5; tam, kde je k požadavku přidána tvárnost, je praktickou odpovědí stupeň 9.
Aplikace
| Stupeň 5 (Ti-6Al-4V) | Stupeň 9 (Ti-3Al-2,5V) |
|---|---|
| Letecké konstrukční díly a součásti motorů | Hydraulické a pneumatické potrubí |
| Ortopedické implantáty (s variantou ELI Grade 23) | Letecké potrubí a voština |
| Spojovací materiál a kování v náročném provozu | Pouzdra na lékařské přístroje a kardiostimulátory |
| Vysoce{0}}výkonné díly pro automobily a motorsport | Rámy jízdních kol, golfové shafty, tenisové rakety |
| Námořní a chemická zařízení vyžadující maximální pevnost | Vlnovce, dilatační spáry, tenké-proužky |
Ekonomika nákladů a výroby
Stupeň 5 je nákladnější na zpracování v každém kroku: vakuové tavení, tvarování za tepla, obrábění a vyšší hodnota vázaných-zásob zvyšují náklady na hotový díl. Šrot z obrábění, který se mísí s brusným médiem, nelze přetavit ekonomicky-, což zvyšuje ztrátu výnosu. Stupeň 9, dodávaný jako svitek nebo pás, podporuje nepřetržité zpracování za studena a včasné-objednání{7}}, což omezuje skladování a zmetkovitost. U součásti, jejíž zatížení je v rámci možností stupně 9, jsou celkové náklady na přistání obvykle výrazně nižší než ekvivalent stupně 5.
Často kladené otázky
Co je silnější, titan 5. nebo 9. třídy?
Stupeň 5 (Ti-6Al-4V) s minimální pevností v tahu 895 MPa je výrazně pevnější než u stupně 9 620 MPa. Tam, kde to zatížení vyžaduje, je vyžadován stupeň 5.
Může být titan třídy 9 tvářen za studena?
Ano, to je jeho určující výhoda. Stupeň 9 lze lisovat, táhnout, válcovat{2}}a ohýbat za studena a je k dispozici ve svitcích, pásech, drátech a tenké fólii.
Proč je tak těžké vytvořit 5. ročník?
Jeho vysoká pevnost při pokojové teplotě činí tváření za studena nepraktickým; musí být tvarován za tepla pomocí speciálních nástrojů, což zvyšuje náklady a dobu cyklu.
Je stupeň 9 levnější než stupeň 5?
Třída 9 je obvykle levnější na kilogram než třída 5 a výhoda nákladů na zpracování je ještě větší, protože tváření za studena nahrazuje tváření za tepla a slitina je k dispozici ve svitcích pro kontinuální výrobu.
Jsou tyto dvě třídy svařitelné?
Oba se dobře svařují pod inertním stíněním s odpovídajícím plnivem. Stupeň 9 vykazuje menší zkreslení při práci na tenkém-rozchodu; oba potřebují ochranu nad zhruba 250 stupňů během svařování.
Jakou třídu bych si měl vybrat pro hydraulické potrubí?
Stupeň 9 je standardní volbou pro letecké a průmyslové hydraulické potrubí: tvaruje se za studena do těsných ohybů, svařuje se čistě a díky své minimální pevnosti v tahu 620 MPa splňuje jmenovité tlaky.
