1. Vsebnost aluminija in vanadija
Glavna legirna elementa titanove zlitine stopnje 5 sta aluminij (Al) kot alfa stabilizator in vanadij (V) kot beta stabilizator. Njihovi določeni obsegi sestave so:
Aluminij (Al): 5,5 % – 6,75 % teže
Vanadij (V): 3,5 % – 4,5 % teže
Aluminij izboljša natezno trdnost, odpornost proti lezenju in modul elastičnosti, medtem ko vanadij izboljša duktilnost, žilavost in kovljivost. Titan je element ravnotežja.
2. Zahteve glede vsebnosti kisika, dušika in vodika
Intersticijski elementi, kot so kisik, dušik in vodik, močno vplivajo na mehanske lastnosti, zlasti na duktilnost in lomno žilavost. Določene so stroge zgornje meje:
Kisik (O): manj kot ali enako 0,20 mas. %
Dušik (N): manj kot ali enako 0,05 mas. %
Vodik (H): manj kot ali enako 0,015 mas. %
Kisik in dušik povečata trdnost in trdoto, zmanjšata pa duktilnost. Vodik je treba strogo nadzorovati, da se prepreči vodikova krhkost, ki lahko povzroči razpoke med delovanjem.
3. Največja vsebnost železa
Železo je v titanovih zlitinah pogost beta-stabilizirajoči nečistotni element. Za standardno titanovo zlitino stopnje 5:
Železo (Fe): Manj ali enako 0,40 mas. %
Prekomerna količina železa lahko povzroči mikrostrukturne nehomogenosti in vpliva na doslednost mehanskih lastnosti.
4. Stopnje nizke vsebnosti kisika/visoke čistosti
Da, titanova zlitina stopnje 5 ima dobro uveljavljene stopnje z nizko vsebnostjo kisika in visoko čistostjo, ki se najpogosteje imenujejo stopnja 5 ELI (Extra Low Interstitial).
Stopnja 5 ELI je zasnovana za aplikacije, ki zahtevajo izjemno visoko žilavost, odpornost proti utrujenosti in zanesljivost, kot so biomedicinski vsadki in kritične letalske komponente. V primerjavi s standardno stopnjo 5 ima veliko strožji nadzor intersticijskih in nečistoč elementov:
Kisik (O): Manj ali enako 0,13 % (precej nižje od standardnih 0,20 %)
Železo (Fe): manj kot ali enako 0,25 %
Dušik in vodik sta prav tako nadzorovana za nižje najvišje vrednosti
Če povzamemo, standardni razred 5 (Ti‑6Al‑4V) ima opredeljene razpone za Al, V, O, N, H in Fe, medtem ko razred 5 ELI zagotavlja možnost z nizko vsebnostjo kisika in visoko čistostjo za visoko zmogljive in visoko zanesljive aplikacije.
