Aliatge de titani GR5 (Ti-6Al-4V): composició, propietats i aplicacions
Jan 20, 2026
Què és l'aliatge de titani GR5?
L'aliatge de titani GR5, denominat Ti-6Al-4V, és un aliatge de titani alfa-beta bifàsic. L'alumini actua com un estabilitzador alfa que augmenta la força i la resistència a la calor, mentre que el vanadi actua com un estabilitzador beta que millora la ductilitat i la duresa. Els elements d'impuresa com el ferro, l'oxigen, el nitrogen, el carboni i l'hidrogen estan estrictament controlats per garantir un rendiment mecànic constant.
Composició química
| Element | Contingut (%) |
|---|---|
| Titani | Balanç |
| Alumini | 5.5 - 6.75 |
| Vanadi | 3.5 - 4.5 |
| Ferro | 0,40 màx |
| Oxigen | 0,20 màx |
| Carboni | 0,08 màx |
| Nitrogen | 0,05 màx |
| Hidrogen | 0,015 màx |
Propietats físiques
Densitat: aproximadament 4,43 g/cm3, lleugerament inferior al titani comercialment pur a 4,51 g/cm3.
Punt de fusió: aproximadament 1650 graus centígrads, adequat per a aplicacions d'-alta temperatura.
Propietats magnètiques: completament no-magnètiques, que elimina la interferència magnètica en instruments aeroespacials i equips d'imatge mèdica.
Propietats mecàniques
En condicions de recuit segons ASTM B265, GR5 proporciona una resistència a la tracció mínima de 895 MPa i una resistència a la fluència mínima de 828 MPa. La resistència a la tracció recoberta típica oscil·la entre 895 i 1000 MPa depenent de la mida de la secció i de l'historial de processament. L'allargament és del 10 per cent mínim i l'aliatge conserva una bona duresa fins a les temperatures criogèniques. Presenta un excel·lent rendiment a la fatiga sota càrregues alternes d'alta-freqüència i una forta resistència a la fluència en servei per sota d'aproximadament 400 graus centígrads.
Resistència a la corrosió
GR5 forma una pel·lícula d'òxid densa i auto--curativa que proporciona una forta protecció a l'atmosfera, l'aigua de mar i molts medis àcids i alcalins. Resisteix a la picadura induïda per clorur-i a l'esquerda per corrosió per tensió millor que la majoria dels acers inoxidables, motiu pel qual s'utilitza àmpliament en equips d'enginyeria marina i de processament químic.
Camps d'aplicació
Aeroespacial
El GR5 s'utilitza per a components de motors d'avions, estructures de fusteria, peces de trens d'aterratge i elements de subjecció, on la relació resistència-a-pes millora directament la càrrega útil i l'eficiència del combustible.
Mèdic
GR5 s'utilitza per a instruments quirúrgics i implants de càrrega-. Per als implants permanents, es prefereix la variant ELI Grau 23 per ASTM F136 per la seva major duresa i biocompatibilitat.
Automoció i Motorsport
Els sistemes d'escapament, les molles de suspensió i els elements de fixació fets amb GR5 redueixen la massa no suspendida i milloren el rendiment i l'economia de combustible.
Indústria Marina i Química
Els equips de dessalinització d'aigua de mar, les plataformes en alta mar, les canonades resistents a la corrosió-, les vàlvules i els dipòsits d'emmagatzematge es beneficien de la resistència de l'aliatge a l'aigua de mar i als productes químics agressius.
Equipament esportiu
Els quadres de bicicletes, els caps de pals de golf i les raquetes de tennis utilitzen GR5 per la seva combinació de pes lleuger, força i durabilitat.
Preguntes freqüents
GR5 és el mateix que Ti-6Al-4V?
Sí. GR5 és la designació de grau xinesa per a l'aliatge que es coneix internacionalment com a Ti-6Al-4V i com a titani Grau 5 al sistema ASTM.
Quina és la densitat de l'aliatge de titani GR5?
La densitat és d'aproximadament 4,43 g/cm3, aproximadament el 56 per cent de la densitat de l'acer al carboni.
Es pot soldar el titani GR5?
Sí, GR5 es pot soldar amb processos TIG, MIG, plasma i feix d'electrons, sempre que la junta estigui protegida amb un blindatge d'argó d'alta-puresa.
GR5 és adequat per a implants mèdics?
GR5 s'utilitza per a instruments quirúrgics, però per als implants permanents s'especifica la variant intersticial extra baixa Ti-6Al-4V ELI, o Grau 23, per complir amb ASTM F136.
Quina és la temperatura màxima de servei del GR5?
GR5 es classifica generalment per a un servei continu fins a aproximadament 400 graus centígrads, per sobre dels quals s'ha de revisar la resistència a la fluència i el comportament a l'oxidació per a l'aplicació específica.
Com es compara GR5 amb el titani comercialment pur?
El GR5 ofereix aproximadament el doble de la resistència que els graus de titani pur amb una petita reducció de la conformabilitat i la soldabilitat, cosa que el converteix en l'opció preferida per a aplicacions estructurals de càrrega-.
