Grado 5 Barra de titanio plana (Ti-6Al-4V)

Grado 5 Barra de titanio plana (Ti-6Al-4V)

Grado 5 barra plana de titanio (Ti-6Al-4V / UNS R56400) según ASTM B348 y AMS 4928, suministrada en condición de recocido con certificado de ensayo de fábrica EN 10204 3.1 como estándar. Condición STA (AMS 4965 / AMS 4967) disponible bajo pedido.

  • Material: Ti-6Al-4V (Grado 5), UNS R56400 / DIN 3.7165 / TC4
  • Normas: ASTM B348 / AMS 4928; ASTM F1472 (médico); ISO 5832-3 disponible
  • Grosor: 3–80 mm | Ancho: 20–200 mm | Longitud: hasta 6.000 mm
  • Estado: Recocido (estándar); STA 140–170 ksi bajo pedido
  • Tolerancia: ASTM B348 Tabla 10 (laminación en caliente); acabado en frío ±0,05 mm disponible
  • MTC: EN 10204 3.1 incluido | Inspección UT / PT disponible

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Ti-6Al-4V (UNS R56400, DIN 3.7165) es la aleación de titanio más ampliamente especificada, representando aproximadamente el 50% del consumo mundial de titanio. La barra plana Grado 5 en condición de recocido ofrece un mínimo resistencia a la tracción de 130 ksi (895 MPa) y una relación resistencia-peso aproximadamente 3× la del acero estructural, lo que la convierte en el material de referencia para soportes estructurales aeroespaciales, preformas de implantes médicos, componentes para procesamiento químico y elementos estructurales marinos.

El material se suministra según ASTM B348 (barras y palanquillas) o AMS 4928 (barras recocidas y forjas), con certificado de ensayo de fábrica EN 10204 3.1 incluido como estándar. Las condiciones de recocido y de solubilización y envejecimiento (STA) están ambas disponibles.

Características técnicas resumidas

La barra plana de titanio Grado 5 (Ti-6Al-4V) cumple con los parámetros de la tabla a continuación; todos los valores son mínimos o rangos según la norma de referencia salvo que se indique lo contrario.

Parámetro Valor
Calidad del material Grado 5 / Ti-6Al-4V / UNS R56400 / DIN 3.7165 / TC4
Normas principales ASTM B348 (barra y palanquilla); AMS 4928 (recocido); AMS 4965 / AMS 4967 (STA)
Normas adicionales ASTM F1472 (médico); ISO 5832-3 (implante quirúrgico); MIL-T-9047 / AMS-T-9047
Condición Recocido (estándar); STA disponible bajo pedido
Rango de espesor 3 mm – 80 mm (0.118″ – 3.15″)
Rango de ancho 20 mm – 200 mm (0.787″ – 7.87″)
Longitud Hasta 6.000 mm; posibilidad de corte a medida
Tolerancia Según la tabla 10 de ASTM B348 (laminación en caliente); tolerancias más estrictas de acabado en frío disponibles bajo pedido
Acabado superficial Decapado (estándar); pulido, anodizado, granallado bajo pedido
MOQ 1 pieza (stock estándar); corte personalizado aceptado
Plazos de entrega 3–5 días hábiles (tallas en stock); 7–20 días hábiles (personalizado)
Certificado de ensayo de fábrica EN 10204 3.1 incluida de serie
Sistema de calidad Cadena de suministro ISO 9001 / AS9100

Composición química

Composición química de Grado 5 (Ti-6Al-4V) según ASTM B348 y AMS 4928 (límites más estrictos de AMS 4928 indicados donde difieren):

Elemento Símbolo Mínimo (%) Máx (%) Máx. de AMS 4928
Aluminio Al 5.50 6.75 6.75
Vanadio V 3.50 4.50 4.50
Hierro Fe 0.40 0.30
Oxígeno O 0.20 0.20
Carbono C 0.08 0.08
Nitrógeno N 0.05 0.05
Hidrógeno H 0.015 0.0125
Itrio Y 0.005
Otros, cada uno 0.10 0.10
Otros, total 0.40 0.40
Titanio Ti Bal. Bal. Bal.

Nota: AMS 4928 impone límites más estrictos en Fe (0.30% máx. frente a 0.40%) y H (0.0125% frente a 0.015%). Las aplicaciones aeroespaciales suelen especificar AMS 4928 por estas razones.

Propiedades mecánicas

Condición de recocido (según AMS 4928)

Las propiedades mecánicas varían con el tamaño de la sección transversal debido a los gradientes microestructurales en el espesor en secciones de mayor tamaño.

Sección transversal (espesor) resistencia a la tracción Mín límite elástico (0.2% de desfase) Mín Elongación (2″, mín) Reducción de área (mín)
≤ 2.000 in. (≤ 50.8 mm) 135 ksi / 931 MPa 125 ksi / 862 MPa 10% 25%
> 2.000 – 4.000 in. (50.8–101.6 mm) 130 ksi / 896 MPa 120 ksi / 827 MPa 10% 25%
> 4.000 – 6.000 in. (101.6–152.4 mm) 130 ksi / 896 MPa 120 ksi / 827 MPa 10% 20%

Tratada en solución y envejecida — STA (según AMS 4965 / AMS 4967)

El tratamiento en solución y envejecimiento eleva significativamente la resistencia con una modesta reducción en ductilidad. Propiedades STA típicas para secciones de barra plana ≤ 2″:

Propiedad Rango STA típico
Resistencia a la tracción 140–170 ksi (965–1,172 MPa)
Límite elástico (0,2% offset) 130–150 ksi (896–1,034 MPa)
Alargamiento 8–10% mín
Reducción de superficie 20–25% mín

La condición STA es tratable térmicamente; la resistencia máxima alcanzada depende del espesor de la sección y del ciclo de tratamiento térmico. Comuníquese con el equipo técnico para especificar la condición requerida.

Propiedades físicas adicionales

Propiedad Valor Referencia
Densidad 4.43 g/cm³ (0.160 lb/in³) ASTM B311
Módulo elástico 114 GPa (16,500 ksi)
Coeficiente de Poisson 0.31
Conductividad térmica 6.7–7.2 W/(m·K) a 20°C
Coeficiente de dilatación térmica 8.8 µm/(m·°C) (0–100°C)
Intervalo de fusión 1,604–1,660°C (2,920–3,020°F)
Capacidad calorífica específica 526 J/(kg·K)

Descripción técnica

Grado 5 titanio (Ti-6Al-4V) es una aleación alfa-beta (α+β) en la que el aluminio estabiliza la fase alfa y el vanadio estabiliza la fase beta, produciendo una microestructura de doble fase que equilibra la resistencia, ductilidad y la estabilidad térmica hasta 315°C (600°F).

La resistencia a la corrosión de la aleación deriva de una película pasiva de óxido de titanio (TiO₂) que se forma espontáneamente y es autocicatrizante. Esta película proporciona una resistencia excepcional al agua de mar, ácidos oxidantes, medios clorados (acuosos) y entornos alcalinos. La degradación se limita a ácidos reductores de alta concentración (HCl concentrado, H₂SO₄ por encima de concentraciones umbral) y gas de cloro anhidro. El riesgo de corrosión bajo tensión (SCC) es bajo en servicio acuoso; la fragilización por hidrógeno requiere que el contenido de hidrógeno se mantenga ≤ 150 ppm durante el procesamiento y el tratamiento térmico.

La barra plana se produce principalmente mediante laminación en caliente o forja a partir de lingotes fundidos por refusión por arco al vacío (VAR) o por haz de electrones (EB). La barra plana laminada en caliente presenta una excelente plasticidad y es adecuada para conformado, estampado o soldadura posteriores. La barra plana acabada en frío logra tolerancias dimensionales más estrechas (±0.05–0.10 mm de espesor) y un acabado superficial mejorado para aplicaciones de mecanizado de precisión. La aleación es soldable mediante GTAW (TIG) y soldadura por haz de electrones con protección de gas inerte; se recomienda el alivio de tensiones posterior a la soldadura. La maquinabilidad es comparable a la del acero inoxidable austenítico 304/316: se requieren velocidades de corte lentas, avances elevados y fluido de corte no clorado para controlar el endurecimiento por deformación y el desgaste de herramientas.

Nota de piroforicidad: Las virutas finas, chips y polvo de rectificado de titanio pueden inflamarse por encima de 480°F (250°C). Los residuos de mecanizado deben recogerse en recipientes metálicos cerrados; se requieren agentes extintores de Clase D.

Tolerancias dimensionales Tolerance

Barra plana laminada en caliente (según ASTM B348 Tabla 10)

Anchura (in.) Anchura (mm) Tolerancia Tolerancia de espesor ≤ 0.500″ Tolerancia Tolerancia de espesor > 0.500–1.000″ Espesor Tolerancia > 1.000–2.000″
≤ 1.000 ≤ 25.4 ±0.008″ (±0.20 mm) ±0.010″ (±0.25 mm)
> 1.000 – 2.000 25.4 – 50.8 ±0.012″ (±0.30 mm) ±0.015″ (±0.38 mm) ±0.031″ (±0.79 mm)
> 2.000 – 4.000 50.8 – 101.6 ±0.015″ (±0.38 mm) ±0.020″ (±0.51 mm) ±0.031″ (±0.79 mm)
> 4.000 – 6.000 101.6 – 152.4 ±0.015″ (±0.38 mm) ±0.020″ (±0.51 mm) ±0.031″ (±0.79 mm)

Barra plana acabada en frío (según ASTM B348)

Rango de ancho (in.) Rango de ancho (mm) Espesor Tolerancia
> 0.375 – 1.000 9.5 – 25.4 ±0,002″ (±0,05 mm)
> 1.000 – 2.000 25.4 – 50.8 ±0,003″ (±0,08 mm)
> 2,000 – 3,000 50.8 – 76.2 ±0,004″ (±0,10 mm)
> 3,000 – 4,500 76.2 – 114.3 ±0,005″ (±0,13 mm)

Formas de producto disponibles

Grado 5 (Ti-6Al-4V) la barra plana está disponible en cuatro rutas de producción, cada una optimizada para diferentes requisitos posteriores:

Formulario Espesor típico Ancho típico Ventaja clave
Barra plana laminada en caliente 6,35–50 mm 25–150 mm Formabilidad plástica; adecuada para soldadura, estampado, conformado en caliente
Barra plana forjada 10–80 mm 30–200 mm Microestructura densa de grano fino; resistencia a la tracción 950–1,000 MPa típica; estructuras críticas para la industria aeroespacial
Barra plana extruida 5–25 mm Hasta 100 mm Sección transversal uniforme; longitudes de hasta 6,000 mm; aplicaciones de perfil OEM
Barra plana acabada en frío 2.0–25 mm 20–100 mm Tolerancia ajustada (±0.05–0.10 mm); superficie lisa para mecanizado CNC de precisión, componentes médicos

Resistencia a la corrosión

La barra plana de Ti-6Al-4V mantiene tasas de corrosión casi nulas en agua de mar y en muchos medios industriales gracias a la estabilidad de su película de óxido pasiva.

resistencia a la corrosión por medio

Medio corrosivo Grado Notas
Agua de mar Excelente Tasa de corrosión ≈ nula a temperatura ambiente
Ácido acético Excelente Estable en un amplio rango de concentración
Niebla salina de NaCl Excelente Película pasiva estable
Humedad / condensación Excelente No se observó picadura
Sulfuric acid (dilute, <5%) Moderado Concentration- and temperature-dependent
Sodium hydroxide (25%) Moderado Rate ≈ 0.046–0.051 mm/yr at 65.6°C
Hydrochloric acid (2%) Bajo 0.03 mm/yr at 37.8°C
Dry chlorine gas Unacceptable Passive film breakdown — avoid
Concentrated HF Unacceptable Rapid dissolution — avoid

Aplicaciones

Grado 5 titanium flat bar is specified across six primary industries where the combination of high specific strength, resistencia a la corrosión, and bio-compatibility is required:

  • Estructuras aeroespaciales — Airframe brackets, wing spars, fuselage frames, bulkhead fittings, fastener blanks (ASTM B348 / AMS 4928; Boeing BMS 7-269 available on request)
  • Productos sanitarios — Orthopedic implant blanks, spinal instrumentation, prosthetic components (ASTM F1472; ISO 5832-3; BAJO CONTENIDO INTERSTICIAL Grado 23 available for fatigue-critical implants)
  • Procesado químico — Heat exchanger baffles, reaction vessel liners, pump components where chloride resistance is required (ASTM B348)
  • Marine & Offshore — Subsea structural hardware, clamp bodies, fasteners, hulls (seawater-grade corrosion performance)
  • Defense & Space — Pressure vessel components, rocket motor casings, missile guidance housings, satellite structural elements (MIL-T-9047 / AMS-T-9047)
  • Motorsport & High-Performance Engineering — Suspension components, connecting rod blanks, roll cage structures where mass reduction is the primary driver

Grado 5 vs. Grado 23 (Ti-6Al-4V BAJO CONTENIDO INTERSTICIAL)

Grado 5 and Grado 23 share the same nominal alloy chemistry (Ti-6Al-4V) but differ in interstitial element limits. Grado 23 (Extra Low Interstitial — BAJO CONTENIDO INTERSTICIAL) specifies lower oxygen, nitrogen, and carbon maxima to improve fracture toughness and fatigue performance in cryogenic and medical applications.

Propiedad Grado 5 (ASTM B348) Grado 23 BAJO CONTENIDO INTERSTICIAL (ASTM F136)
Oxygen max 0.20% 0.13%
Nitrogen max 0.05% 0.03%
Iron max 0.40% 0.25%
Resistencia a la tracción min 895 MPa (130 ksi) 860 MPa (125 ksi)
Fracture toughness Estándar Superior (lower interstitials)
Primary use Aerospace, industrial, marine Medical implants, cryogenic, fracture-critical
Estándar ASTM B348 / AMS 4928 ASTM F136 (surgical implants); ASTM B348 Grado 23 (bar form)

Grado 23 BAJO CONTENIDO INTERSTICIAL flat bar is available; specify ASTM F136 (surgical implant applications) or ASTM B348 Grado 23 (industrial bar form) at time of inquiry.

Quality Assurance & Certifications

All Grado 5 titanium flat bar is tested and documented prior to shipment. Standard inspection package includes:

  • Chemical composition analysis per ASTM E1456 / ASTM E2371 (ICP-OES), verifying compliance with ASTM B348 or AMS 4928 element limits
  • Mechanical properties testing per ASTM E8 (tensile), ASTM E517 (elongation), confirming minimum tensile, yield, and elongation requirements
  • Pruebas ultrasónicas (UT) per AMS 2631 for aerospace-grade flat bar detecting internal voids, cracks, or inclusions
  • Dye penetrant testing (PT) per ASTM E165 for surface crack detection
  • Inspección dimensional with calibrated instruments, traceable to NIST standards
  • EN 10204 3.1 Certificado de ensayo de laminación issued with every shipment; includes heat number, chemical analysis, mechanical test results, and standard compliance declaration

Quality systems: ISO 9001:2015; AS9100 mill supply chain available on request.

Value-Added Processing

The following processing services are available prior to shipment to reduce downstream machining lead time:

  • Saw cutting / shearing to specified length, tolerancia ±0.5 mm
  • Waterjet cutting for complex profiles and heat-sensitive applications
  • CNC milling / face milling to near-net thickness
  • Thread tapping and drilling (M3–M20, through-holes, countersinks)
  • Surface treatments: pickling, mechanical polishing, anodizing, sandblasting
  • Ultrasonic inspection on request for aerospace qualification lots

PREGUNTAS FRECUENTES

What standard covers Grado 5 titanium flat bar?

Grado 5 titanium flat bar conforms to ASTM B348, which covers titanium and titanium alloy bars and billets. AMS 4928 specifies additional requirements for the annealed condition and is the primary aerospace procurement standard. ASTM B265 covers strip, sheet, and plate — not bar products. Specifying ASTM B348 or AMS 4928 ensures the correct chemical composition limits and mechanical property requirements are applied to flat bar.

What is the resistencia a la tracción of Grado 5 (Ti-6Al-4V) titanium flat bar?

In the annealed condition per AMS 4928, Grado 5 titanium flat bar achieves a minimum resistencia a la tracción of 135 ksi (931 MPa) for sections ≤ 2″ thick, and 130 ksi (896 MPa) for sections 2–6″ thick. Solution-treated and aged (STA) flat bar per AMS 4965/4967 reaches typical tensile strengths of 140–170 ksi (965–1,172 MPa), depending on section size and heat treatment cycle.

What is the difference between Grado 5 and Grado 23 titanium?

Grado 5 (Ti-6Al-4V, ASTM B348) and Grado 23 (Ti-6Al-4V BAJO CONTENIDO INTERSTICIAL, ASTM F136) share the same base alloy composition but differ in interstitial limits. Grado 23 specifies lower oxygen (0.13% max vs 0.20%), lower nitrogen (0.03% vs 0.05%), and lower iron (0.25% vs 0.40%). These tighter limits improve fracture toughness and fatigue life, making Grado 23 the standard choice for medical implants and cryogenic structures. Grado 5 is preferred for aerospace, industrial, and marine applications where maximum strength at lower cost is the priority.

Can Ti-6Al-4V flat bar be welded?

Ti-6Al-4V flat bar is weldable by gas tungsten arc welding (GTAW / TIG) and electron beam welding when inert-gas shielding (argon or helium) is maintained. Atmospheric contamination above 260°C (500°F) causes embrittlement; full inert-gas back-purging is required. Post-weld stress relief at 538–649°C (1,000–1,200°F) for 1–4 hours, air cool, is recommended. Chlorinated cutting fluids and cleaning agents must be avoided prior to and during welding.

What does STA condition mean for titanium flat bar?

STA stands for Solution Treated and Aged, a two-step heat treatment process. The material is first solution-treated above the beta transus temperature, then aged at a lower temperature to precipitate strengthening phases. For Ti-6Al-4V flat bar, STA per AMS 4965 or AMS 4967 produces typical tensile strengths of 140–170 ksi compared to 130–135 ksi in the annealed condition, with a modest reduction in ductilidad. STA material is used where maximum strength is the design driver, such as aerospace fasteners and structural forgings.

What is the density and strength-to-weight ratio of Grado 5 titanium?

Grado 5 titanium has a density of 4.43 g/cm³ (0.160 lb/in³), approximately 56% of the density of steel (7.85 g/cm³) — roughly 45% lighter than structural steel — and 60% of nickel alloys. With a minimum resistencia a la tracción of 895 MPa (annealed), Ti-6Al-4V delivers a specific strength (strength-to-density ratio) of approximately 202 kN·m/kg, more than three times that of structural carbon steel (A36) and roughly comparable to high-strength aluminum alloys at significantly higher service temperature capability.

What industries specify Grado 5 titanium flat bar?

Grado 5 titanium flat bar is specified in aerospace (airframe structures, engine components), medical device manufacturing (implant blanks, spinal hardware), chemical processing (corrosion-resistant hardware), marine and offshore engineering (subsea structural components), defense and space (pressure vessels, rocket structures), and high-performance motorsport (lightweight structural members). The alloy accounts for approximately 50% of total global titanium consumption due to its combination of strength, low density, and resistencia a la corrosión.

What certifications and documentation come with each order?

Every shipment of Grado 5 titanium flat bar includes an EN 10204 3.1 Certificado de ensayo de laminación with chemical composition results, mechanical test data, heat number, and standard compliance declaration (ASTM B348 or AMS 4928 as specified). Ultrasonic test reports, dye penetrant records, and dimensional inspection reports are available on request. Material is traceable from ingot heat to finished product.

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