Barra forjada de titanio Grado 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) según ASTM B381 y AMS 4928, fabricada para aplicaciones aeroespaciales, médicas, de petróleo y gas, e industriales de alto rendimiento. Certificado de Prueba de Fábrica EN 10204 3.1 incluido con cada lote.
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La barra forjada de titanio Grado 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) es el producto de aleación de titanio más especificado en aplicaciones estructurales y de motor aeroespaciales, fabricado mediante un proceso controlado de forjado en caliente según ASTM B381 y AMS 4928. La aleación combina una densidad de 4.43 g/cm³ con una resistencia a la tracción mínima de 931 MPa (135 ksi) en secciones de hasta Ø50.8 mm, ofreciendo una ventaja de resistencia-peso que ninguna aleación convencional de acero o aluminio puede igualar. Disponible desde Ø20 mm hasta Ø400 mm con Certificados de Prueba de Fábrica EN 10204 3.1 e inspección ultrasónica opcional.
| Parámetro | Detalle |
|---|---|
| Calidad del material | Grado 5 (Ti-6Al-4V), UNS R56400 |
| Normas principales | ASTM B381 / AMS 4928 / ISO 5832-3 |
| Sistema de aleaciones | Titanio Alfa-Beta (α+β) |
| Diámetro Disponible | Ø20 mm – Ø400 mm |
| Longitud Disponible | Hasta 6.000 mm (longitudes personalizadas disponibles) |
| Estado de la superficie | Forjado; torneado; rectificado (Ra ≤ 1,6 µm); pulido |
| Tratamiento térmico | Recocido (estándar); STA disponible bajo pedido |
| Tolerancia | Forjado según ASTM B381; h9–h11 (torneado/rectificado) |
| MOQ | 100 kg |
| Plazos de entrega | 2-4 semanas (tamaños estándar); 4-8 semanas (personalizado) |
| Certificado de ensayo de fábrica | Se incluye la norma EN 10204 3.1 |
La barra forjada de titanio Grado 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) es una barra de aleación de titanio alfa-beta de doble fase producida mediante forjado en caliente controlado, que cumple con ASTM B381 y AMS 4928, con una resistencia a la tracción mínima de 931 MPa (135 ksi) en secciones de hasta Ø50.8 mm, la especificación de referencia para el material de barra de titanio de grado aeroespacial.
El rendimiento mecánico de la aleación se deriva de dos elementos de aleación: el aluminio (5.50–6.75% en peso), que estabiliza la fase α y mantiene la resistencia a temperaturas elevadas de hasta 400 °C; y el vanadio (3.50–4.50% en peso), que estabiliza la fase β, mejora la ductilidad a temperatura ambiente y permite el tratamiento térmico a condición de tratado en solución y envejecido (STA) para resistencias a la tracción de hasta 1,170 MPa (170 ksi). El proceso de forjado, realizado por encima de la temperatura beta transus y terminado en el rango alfa-beta, produce una estructura de grano refinada y controlada direccionalmente que proporciona una resistencia a la fatiga y una uniformidad mecánica superior medibles en toda la sección transversal de la barra en comparación con la barra laminada o estirada de idéntica composición.
| Elemento | Símbolo | Mín. (wt%) | Max (wt%) |
|---|---|---|---|
| Aluminio | Al | 5.50 | 6.75 |
| Vanadio | V | 3.50 | 4.50 |
| Hierro | Fe | — | 0.30 |
| Oxígeno | O | — | 0.20 |
| Carbono | C | — | 0.08 |
| Nitrógeno | N | — | 0.05 |
| Hidrógeno | H | — | 0.0125 |
| Itrio | Y | — | 0.005 |
| Otros elementos, cada uno de ellos | — | — | 0.10 |
| Otros elementos, total | — | — | 0.40 |
| Titanio | Ti | Saldo | — |
Los requisitos mínimos de propiedades mecánicas varían según el tamaño de la sección transversal, según la norma AMS 4928:
| Tamaño de la sección | resistencia a la tracción Mín | Límite elástico mín (0.2% de desfase) | Alargamiento en 50 mm | Reducción de superficie |
|---|---|---|---|---|
| Ø ≤ 50.80 mm (2.000 in) | 931 MPa (135 ksi) | 862 MPa (125 ksi) | 10% mín. | 25% mín. |
| Ø 50.80–101.60 mm (2–4 in) | 896 MPa (130 ksi) | 827 MPa (120 ksi) | 10% mín. | 25% mín. |
| Ø 101.60–152.40 mm (4–6 in) | 896 MPa (130 ksi) | 827 MPa (120 ksi) | 10% mín. | 20% min |
Método de ensayo: ASTM E8 (tensión), ASTM E18 (dureza), temperatura ambiente.
| Propiedad | Valor típico |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | 1,100–1,170 MPa (160–170 ksi) |
| Límite elástico (0,2% offset) | 965–1,035 MPa (140–150 ksi) |
| Alargamiento en 50 mm | 8–10% |
| Reducción de superficie | 15–25% |
STA: tratamiento en solución a 954°C (1,750°F) durante 1 hora, enfriamiento rápido con agua; envejecimiento a 538°C (1,000°F) durante 4 horas, enfriamiento al aire. Las propiedades dependen del tamaño de la sección y de los parámetros específicos del proceso.
| Propiedad | Imperial | Métrica |
|---|---|---|
| Densidad | 0,160 lb/pulg³ | 4,43 g/cm³ |
| Módulo de elasticidad | 16.5 × 10⁶ psi | 114 GPa |
| Coeficiente de Poisson | 0.342 | 0.342 |
| Conductividad térmica | 4.2 BTU/(hr·ft·°F) | 7.2 W/(m·K) |
| Coeficiente de dilatación térmica | 4.9 × 10⁻⁶ /°F | 8.8 × 10⁻⁶ /°C |
| Calor Específico | 0,13 BTU/(lb·°F) | 560 J/(kg·K) |
| Intervalo de fusión | 2.995–3.020°F | 1.646–1.660°C |
| Temperatura de Servicio (continua) | −350°F a 750°F | −210°C a 400°C |
| Densidad vs. Acero al Carbono | ~57% del acero | ~57% del acero |
La barra forjada de titanio Grado 5 logra una resistencia superior a la fatiga y una uniformidad mecánica en la sección transversal en comparación con la barra laminada o estirada, porque el proceso de forja controla el flujo de grano en alineación con el eje de carga principal del componente terminado.
Durante la forja en caliente por encima del transus beta (~995°C), seguida de un procesamiento termomecánico en el rango alfa-beta, la microestructura desarrolla un grano alfa primario fino y equiaxial rodeado por una matriz beta transformada. Esta microestructura bimodal proporciona tres mejoras cuantificables sobre la barra laminada:
Para componentes rotativos, recipientes a presión y estructuras de fuselaje críticas a la fatiga, estas ventajas se traducen directamente en una vida útil más larga y modos de falla más predecibles.
| Parámetro | Gama estándar | Notas |
|---|---|---|
| Diámetro (redondo) | Ø20–Ø400 mm | Grandes diámetros (>Ø200 mm) mediante forja de estampa abierta |
| Longitud | Hasta 6.000 mm | Secciones más cortas disponibles; longitudes personalizadas bajo pedido |
| Barra plana / cuadrada | Dimensiones personalizadas | Disponible bajo petición para aplicaciones estructurales |
| Superficie: forjada | Superficie con escama/óxido según ASTM B381 | Típico para piezas en bruto de componentes mecanizados en desbaste |
| Superficie: torneada | Ra ≤ 3,2 µm | Acabado mecanizado estándar, tolerancia dimensional h11 |
| Superficie: rectificada | Ra ≤ 1,6 µm | Rectificado de precisión, tolerancia h9 |
| Superficie: pulida | Ra ≤ 0,8 µm | Aplicaciones médicas / críticas para la corrosión |
Para programas de alto volumen, están disponibles escalones de diámetro personalizados, longitudes especiales y forjas casi a la medida. Contacte al equipo técnico para requisitos específicos de tolerancia y rugosidad.
La barra forjada de titanio Grado 5 Ti-6Al-4V según ASTM B381 y AMS 4928 se utiliza en seis industrias primarias donde su combinación de alta resistencia, baja densidad, resistencia a la corrosión y biocompatibilidad no puede ser replicada por aleaciones alternativas.
El Grado 23 (Ti-6Al-4V ELI, Extra Low Interstitial, UNS R56401) es la variante biomédica del Grado 5 con límites más estrictos de oxígeno, hierro, nitrógeno y carbono, lo que mejora la tenacidad a la fractura y la resistencia al crecimiento de grietas por fatiga a costa de una resistencia a la tracción mínima ligeramente inferior.
| Propiedad | Grado 5 (Ti-6Al-4V) | Grado 23 ELI (Ti-6Al-4V ELI) |
|---|---|---|
| Número UNS | R56400 | R56401 |
| Nivel de primaria | ASTM B381 / AMS 4928 | ASTM F620 / AMS 4930 |
| Norma médica | ASTM F1472 | ASTM F136 |
| Oxígeno Máx (peso%) | 0.20 | 0.13 |
| Hierro Máx (peso%) | 0.30 | 0.25 |
| Resistencia a la tracción mínima (≤Ø50 mm) | 931 MPa (135 ksi) | 896 MPa (130 ksi) |
| Límite elástico mínimo (≤Ø50 mm) | 862 MPa (125 ksi) | 827 MPa (120 ksi) |
| Tenacidad a la fractura (Kᵢ꜀) | ~55–75 MPa√m | ~65–85 MPa√m |
| Caso de uso principal | Aeroespacial, industrial, estructural general | Implantes ortopédicos de carga, criogénicos |
Guía de especificaciones: Utilice el Grado 5 para aplicaciones aeroespaciales, industriales, de petróleo y gas, y de automovilismo. Especifique el Grado 23 ELI para implantes permanentes de carga (cadera, rodilla, columna vertebral) donde la tenacidad a la fractura bajo carga fisiológica cíclica es el principal factor de diseño.
Cada lote de producción de barra forjada de titanio Grado 5 Ti-6Al-4V se somete a los siguientes pasos de calidad antes del envío:
Certificaciones disponibles: ISO 9001:2015, AS9100D (previa solicitud con documentación de cualificación). Inspección por terceros por SGS, Bureau Veritas y TÜV SÜD disponible a petición del cliente.
| Estándar | Alcance |
|---|---|
| ASTM B381 | Forjas de Titanio y Aleaciones de Titanio — estándar principal para productos de barra forjada |
| AMS 4928 | Barras, alambre, forjas, material para forja, anillos soldados por chispa de Ti-6Al-4V — recocido |
| AMS 4920 | Forjas de Ti-6Al-4V — procesadas alfa-beta o beta, recocidas |
| AMS 4965 | Barras y forjas de Ti-6Al-4V — tratadas en solución y envejecidas |
| ASTM B348 | Barras y Lingotes de Titanio y Aleaciones de Titanio (aplicable a material de forja) |
| ASTM F1472 | Aleación de Ti-6Al-4V forjada para aplicaciones de implantes quirúrgicos |
| ISO 5832-3 | Implantes para cirugía — materiales metálicos — aleación Ti-6Al-4V |
| MIL-T-9047 | Barras y lingotes de aleación de titanio (aplicaciones de defensa) |
| EN 10204 3.1 | Productos metálicos — tipos de documentos de inspección (Certificado de Prueba de Fábrica) |
¿Es el titanio de grado 5 lo mismo que el Ti-6Al-4V?
Sí. El Grado 5 es la designación ASTM para la aleación Ti-6Al-4V (UNS R56400), la aleación de titanio más utilizada a nivel mundial. Las designaciones son intercambiables: Ti 64, TC4 (estándar chino), DIN 3.7165 y SAE Grado 5 se refieren todas a la misma composición de aleación con 5.50–6.75% de aluminio y 3.50–4.50% de vanadio.
¿Cuál es la resistencia a la tracción de la barra forjada de titanio Grado 5?
Según AMS 4928 (condición recocida), la resistencia mínima a la tracción es de 931 MPa (135 ksi) para secciones de hasta Ø50.80 mm, y de 896 MPa (130 ksi) para secciones de Ø50.80–152.40 mm. En condición de tratamiento en solución y envejecido (STA), la resistencia a la tracción típica alcanza los 1,100–1,170 MPa (160–170 ksi), dependiendo del tamaño de la sección y los parámetros del tratamiento térmico.
¿Cuál es la diferencia entre ASTM B381 y AMS 4928 para la barra forjada de titanio?
ASTM B381 es el estándar internacional ASTM que rige específicamente las forjas de titanio y aleaciones de titanio en todos los grados, cubriendo aplicaciones industriales generales, químicas y marinas. AMS 4928 es la especificación de material aeroespacial SAE que cubre barras, forjas y material para forja de Ti-6Al-4V para aplicaciones críticas aeroespaciales; impone controles de proceso y requisitos de trazabilidad más estrictos alineados con los sistemas de calidad AS9100. Los equipos de compras aeroespaciales suelen especificar AMS 4928; los equipos de compras industriales pueden aceptar ASTM B381.
¿Cuáles son las características de maquinabilidad y soldabilidad de la barra forjada de Ti-6Al-4V?
El Ti-6Al-4V se mecaniza aproximadamente al 25–40% del índice de maquinabilidad de los aceros de fácil mecanización. Práctica recomendada: herramientas de carburo o cerámica afiladas, velocidades de corte lentas (15–60 m/min), altas tasas de avance, enfriamiento por inundación con refrigerante no clorado y sujeción rígida de la pieza para minimizar las vibraciones. La aleación es soldable mediante GTAW (TIG), GMAW (MIG con protección inerte) y soldadura por haz de electrones; toda soldadura de titanio requiere una protección de gas inerte del 100% en las superficies frontal y posterior para evitar la fragilización por oxígeno/nitrógeno.
¿Se puede usar la barra forjada de Ti-6Al-4V Grado 5 para implantes médicos?
El Grado 5 está aprobado para aplicaciones de implantes quirúrgicos bajo ASTM F1472 e ISO 5832-3 cuando se produce a los niveles de pureza requeridos. Para implantes permanentes con carga (cadera, rodilla, columna vertebral), muchos cirujanos y diseñadores de equipos originales especifican el Grado 23 ELI (Ti-6Al-4V ELI, ASTM F136) en su lugar, porque sus límites más bajos de oxígeno y hierro (O máx. 0.13%, Fe máx. 0.25%) producen una mayor tenacidad a la fractura bajo carga fisiológica cíclica. El Grado 5 se usa comúnmente para instrumentos quirúrgicos, pilares dentales y componentes de implantes no permanentes.
¿Qué documentación del Certificado de Prueba de Molino (MTC) se proporciona?
Cada lote se suministra con un Certificado de Prueba de Fábrica EN 10204 3.1 que documenta: número de colada, proceso de fusión/forja, composición química según ICP-OES y análisis de combustión, resultados de pruebas mecánicas (tracción, dureza), conformidad con las normas aplicables y firma del inspector. La norma EN 10204 3.1 exige que el certificado sea validado por un representante de inspección autorizado independiente del departamento de fabricación, lo que constituye el estándar reconocido para la adquisición aeroespacial e industrial.
¿Cuál es la resistencia a la corrosión del titanio Grado 5?
El Ti-6Al-4V debe su resistencia a la corrosión a una película pasiva de óxido de TiO₂ estable que se reforma espontáneamente en ambientes oxidantes. La aleación exhibe una excelente resistencia al agua de mar, soluciones cloradas y la mayoría de los ácidos orgánicos, y está clasificada para servicio en cloro húmedo y dióxido de cloro. No se recomienda para condiciones anhidras (cloro seco, ácido nítrico fumante rojo) donde la película pasiva no puede formarse; las normas ASTM B265 y NACE MR0175/ISO 15156 proporcionan una guía de cualificación de corrosión para entornos de servicio agrio.
Nuestros productos de titanio y capacidades de fabricación proporcionan un fuerte valor en múltiples industrias. Estas son las principales ventajas que hacen de HonTitan un socio fiable.
Ofrecemos plazos de entrega rápidos para muestras y pedidos al por mayor. Con un procesamiento eficiente del titanio, que incluye corte, forja y mecanizado CNC, garantizamos precisión y rapidez en cada proyecto.
Desde el complejo mecanizado CNC hasta la soldadura, el conformado y el acabado de superficies, HonTitan puede producir piezas de titanio personalizadas con características como orificios, ranuras, roscas, ranuras y geometrías precisas.
HonTitan fabrica materiales de titanio que son muy fuertes para su peso y resisten muy bien la corrosión. Esto los hace estables para su uso en entornos aeroespaciales, médicos, químicos y marinos.
