Barra tonda in titanio commercialmente puro di grado 4 (UNS R50700), fornita secondo le norme ASTM B348/B348M-25 e AMS 4921 con certificati di collaudo di fabbrica EN 10204 3.1 — il grado di titanio CP con la massima resistenza per applicazioni nei settori della lavorazione chimica, navale e medico.
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La barra tonda in titanio commercialmente puro di grado 4 è il grado di titanio CP con la massima resistenza, fornita in conformità alle norme ASTM B348/B348M-25 e AMS 4921 con certificati di collaudo in fabbrica tracciabili secondo la norma EN 10204 3.1. La gamma di diametri va da 6 a 300 mm, in condizioni di forgiato, tornito o rettificato. Le applicazioni standard includono apparecchiature per processi chimici, componenti strutturali navali e la produzione di dispositivi medici, dove gli ambienti soggetti a corrosione ossidante richiedono una resistenza comprovata senza aggiunte di leghe.
| Parametro | Valore |
|---|---|
| Materiale | Titanio commercialmente puro, grado 4 |
| Designazione UNS | UNS R50700 |
| Standard primario | ASTM B348/B348M-25 / AMS 4921 / ASTM F67 |
| Resistenza alla trazione minima | 550 MPa (80 ksi) |
| Resistenza allo snervamento minima | 480 MPa (70 ksi) |
| Allungamento minimo | 15% |
| Gamma di diametri | 6–300 mm |
| Lunghezza | Fino a 6.000 mm |
| Condizioni della superficie | All’uscita dalla forgiatura, tornito e lucidato, rettificato |
| Certificato di prova in fabbrica | EN 10204 3.1 |
| MOQ | Contatto per richieste di preventivo |
Il titanio di grado 4 (UNS R50700) è il più resistente dei quattro gradi di titanio commercialmente puro (CP) e raggiunge la sua elevata resistenza principalmente grazie a un maggiore contenuto di ossigeno consentito — fino allo 0,40% in peso rispetto allo 0,25% in peso del grado 2. Tutti i limiti di composizione riportati di seguito sono conformi alla norma ASTM B348/B348M-25.
| Elemento | Max (wt%) |
|---|---|
| Azoto (N) | 0.05 |
| Carbonio © | 0.08 |
| Idrogeno (H) | 0.015 |
| Ferro (Fe) | 0.50 |
| Ossigeno (O) | 0.40 |
| Titanio (Ti) | Equilibrio |
L'ossigeno è il principale elemento di rinforzo in soluzione solida nel titanio commercialmente puro. Il limite più elevato di ossigeno nel Grado 4 costituisce il principale elemento di differenziazione rispetto ai Gradi 1–3, nonché il meccanismo alla base della sua elevata resistenza allo snervamento.
| Proprietà | Minimo | Tipico |
|---|---|---|
| Resistenza alla trazione massima | 550 MPa (80 ksi) | 620–700 MPa |
| 0,21 TP3T Limite di snervamento | 480 MPa (70 ksi) | 520–590 MPa |
| Allungamento (misuratore 4D) | 15% | 18–22% |
| Riduzione dell'area | 25% | 30–40% |
| Durezza Brinell | — | 200–265 HB |
| Modulo di elasticità | — | 105 GPa (15.200 ksi) |
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| Densità | 4,51 g/cm³ (0,163 lb/in³) |
| Intervallo di fusione | 1.660 °C (3.020 °F) |
| Conduttività termica | 17,2 W/m·K |
| Espansione termica (20–100 °C) | 8,6 × 10⁻⁶ /°C |
| Resistività elettrica | 0,60 µΩ·m |
La barra tonda in titanio di grado 4 è prodotta e certificata secondo diverse norme internazionali, il che consente un riferimento incrociato diretto da parte dei responsabili degli acquisti nei settori aerospaziale, medico e industriale di tutto il mondo.
| Standard | Ambito di applicazione |
|---|---|
| ASTM B348/B348M-25 | Barre e billette — specifiche per l'approvvigionamento primario |
| ASME SB-348 | Identico alla norma ASTM B348; utilizzato per l'approvvigionamento di recipienti a pressione e tubazioni |
| AMS 4921 (AMS4921S) | Barre, fili metallici, pezzi forgiati e anelli saldati a bava per applicazioni aerospaziali |
| AMS-T-9047 Gr.4 | Specifiche tecniche delle barre di titanio dell'esercito statunitense — ANNULLATO febbraio 2005; sostituito dalla norma AMS 4921 |
| ASTM F67 Gr.4 | Titanio CP di grado implantare chirurgico (applicazioni mediche) |
| ISO 5832-2 | Materiali metallici per impianti chirurgici — Titanio CP |
| DIN/EN 3.7065 | Codice materiale tedesco/europeo equivalente al Grado 4 (UNS R50700) |
| EN 10204 3.1 | Standard del certificato di collaudo in fabbrica — ispezione da parte di un rappresentante del produttore |
Ogni spedizione è accompagnata da un certificato di collaudo di fabbrica (MTC) conforme alla norma EN 10204 3.1 che attesta:
Su richiesta, in fase di ordine, sono disponibili ispezioni da parte di enti terzi (SGS, Bureau Veritas, Intertek) e documentazione aggiuntiva (dichiarazioni di conformità DFARS, dichiarazioni di origine).
La barra tonda in titanio di grado 4 è disponibile a magazzino e viene prodotta in un'ampia gamma di dimensioni per soddisfare sia le esigenze di prototipazione che quelle di produzione in serie.
| Parametro | Gamma standard | Esteso / Personalizzato |
|---|---|---|
| Diametro | 6–150 mm | Fino a 300 mm |
| Lunghezza | 1.000–6.000 mm | Fino a 11.000 mm |
| Rettilineità | ≤ 3 mm/m (ASTM B348) | Più stretto su richiesta |
| Condizione | Descrizione | Uso tipico |
|---|---|---|
| Al grezzo / Al laminato | Superficie graduata, tolleranze minime | Materiale grezzo per la sgrossatura |
| Sottaceto | Rimuovendo la patina di ossido, argento opaco | Uso industriale generico |
| Tornito e lucidato | Superficie brillante, tolleranza h9–h11 | Lavorazioni meccaniche di precisione, settore medico |
| Rettifica a terra (senza centri) | Tolleranza di diametro ristretta ±0,1 mm | Componenti ad alta precisione |
| Sbucciato | Una via di mezzo tra tornitura e rettifica | Barre per tornitura CNC |
Le tolleranze dimensionali sono conformi di default ai requisiti della norma ASTM B348. Per i pezzi rettificati e torniti sono disponibili tolleranze più strette h9/h11 secondo la norma ISO 286-2. Le tolleranze personalizzate per applicazioni aerospaziali e mediche vengono confermate in fase di revisione dell'ordine.
Il titanio di grado 4 combina la massima resistenza tra i gradi di titanio commercialmente puro con la caratteristica resistenza alla corrosione del materiale, la bassa densità (4,51 g/cm³) e la biocompatibilità. Queste caratteristiche lo rendono il grado di titanio commercialmente puro (CP) preferito nei casi in cui il grado 2 non offra un margine strutturale sufficiente e il grado 5 legato risulti troppo costoso o clinicamente sconsigliabile.
Trasformazione chimica e petrolchimica
Barra tonda per alberi di pompe, componenti di agitatori, corpi valvola ed elementi di fissaggio in ambienti in cui sono presenti cloruri, acido solforico, acido nitrico e acidi organici. Il grado 4 garantisce prestazioni affidabili in condizioni ossidanti in cui l’acciaio inossidabile 316L è soggetto a corrosione puntiforme o interstiziale.
Ingegneria marina e offshore
Elementi di fissaggio strutturali, componenti dell’albero di trasmissione, componenti sottomarini e parti dei sistemi di raffreddamento ad acqua di mare. La resistenza del titanio alla corrosione accelerata dal biofouling in acqua di mare clorata lo rende il materiale ideale per le installazioni offshore destinate a una lunga durata.
Dispositivi medici e strumenti chirurgici
Viti ossee, abutment dentali, manici per strumenti e componenti adiacenti agli impianti realizzati secondo le norme ASTM F67 e ISO 5832-2. Il grado 4 è specificato nei casi in cui sia richiesta una resistenza allo snervamento superiore a quella fornita dal grado 2, senza l’aggiunta di elementi di lega.
Strutture aerospaziali e sistemi idraulici
Staffe per cellule, corpi di raccordi idraulici ed elementi di fissaggio strutturali in cui la riduzione del peso rispetto all’acciaio è fondamentale e le condizioni operative precludono l’uso di leghe di alluminio. Coperte dalla norma AMS 4921 per l’approvvigionamento di barre e pezzi forgiati.
Apparecchiature elettrochimiche e per la produzione di cloro-alcali
Substrati per elettrodi, telai per celle e collettori di corrente negli impianti di produzione del cloro e di galvanoplastica. In questo settore si sfruttano ampiamente la passività del titanio negli elettroliti fortemente ossidanti e la sua conduttività elettronica (grazie all’applicazione di rivestimenti a base di metalli del gruppo del platino).
Desalinizzazione e trattamento delle acque
Tubi per scambiatori di calore, giranti per pompe e componenti interni delle valvole negli impianti di desalinizzazione a flash multistadio (MSF) e a osmosi inversa (RO). La resistenza all’acqua salina, all’ipoclorito e alla salamoia a temperature elevate è il criterio principale di selezione.
Tra i quattro tipi di titanio commercialmente puro definiti nella norma ASTM B348, i tipi 2 e 4 rappresentano la maggior parte degli acquisti di barre industriali. La scelta tra i due dipende dal margine di resistenza richiesto e dal grado di formabilità a freddo necessario durante la lavorazione.
| Proprietà | Grado 1 | Grado 2 | Grado 3 | Grado 4 |
|---|---|---|---|---|
| UNS | R50250 | R50400 | R50550 | R50700 |
| Max O (wt%) | 0.18 | 0.25 | 0.35 | 0.40 |
| Max Fe (wt%) | 0.20 | 0.30 | 0.30 | 0.50 |
| UTS minimo (MPa) | 240 | 345 | 450 | 550 |
| Min YS 0,2% (MPa) | 170 | 275 | 380 | 483 |
| Allungamento minimo | 24% | 20% | 18% | 15% |
| Uso tipico | Massima duttilità; imbutitura profonda | Uso generale più comune | Forza moderata | Massima resistenza del CP |
Il titanio di grado 4 CP è lavorabile in modo soddisfacente con attrezzature convenzionali, purché si rispettino le prassi standard di taglio del titanio. Il suo indice di lavorabilità è pari a circa 28% rispetto all’acciaio a taglio libero (AISI B1112 = 100%) — inferiore a quello del grado 2 (~40%) a causa del maggiore contenuto di ossigeno e ferro. Linee guida principali:
Rispetto al grado 5 (Ti-6Al-4V), il titanio CP di grado 4 si lavora in modo leggermente più agevole grazie all’assenza di elementi di lega indurenti, sebbene entrambi i gradi richiedano la stessa attenzione nella scelta degli utensili e nelle modalità di raffreddamento.
Il titanio di grado 4 è facilmente saldabile mediante saldatura ad arco con elettrodo di tungsteno in atmosfera inerte (GTAW/TIG), che rappresenta il processo di giunzione standard per gli assemblaggi CP tra barre e raccordi o tra barre e piastre.
Qual è la differenza tra il titanio di grado 2 e quello di grado 4?
Entrambi sono titanio commercialmente puro (CP) senza aggiunte intenzionali di leghe. Il Grado 4 (UNS R50700) presenta un contenuto massimo consentito di ossigeno e ferro più elevato, garantendo una resistenza alla trazione minima di 550 MPa rispetto ai 345 MPa minimi del Grado 2. Il compromesso consiste in un allungamento ridotto (minimo 15% rispetto a 20%) e in una formabilità leggermente inferiore. Il grado 2 è prevalentemente utilizzato nelle applicazioni relative a tubi a parete sottile e lamiere; il grado 4 viene scelto quando il margine strutturale è il fattore determinante.
Quali sono i valori minimi delle proprietà meccaniche previsti dalla norma ASTM B348, Grado 4?
Ai sensi della norma ASTM B348/B348M-25, le barre ricotte di grado 4 devono soddisfare i seguenti requisiti: resistenza alla trazione massima ≥ 550 MPa (80 ksi), limite di snervamento 0,2% ≥ 480 MPa (70 ksi), allungamento ≥ 15% su una lunghezza di misura di 4D e riduzione di sezione ≥ 25%. Tali valori sono verificati e riportati nel certificato di collaudo di fabbrica EN 10204 3.1 che accompagna ogni spedizione.
Il titanio di grado 4 è adatto agli impianti medici?
Sì. Il titanio CP di grado 4 è espressamente contemplato dalla norma ASTM F67 (Specifiche standard per il titanio non legato destinato alle applicazioni di impianti chirurgici) e dalla norma ISO 5832-2. La sua biocompatibilità e il suo comportamento di osteointegrazione sono ben consolidati nelle applicazioni ortopediche e odontoiatriche. Laddove sia richiesta una maggiore resistenza alla fatica (ad esempio, negli impianti ortopedici portanti), si preferisce in genere il Ti-6Al-4V ELI (Grado 23, ASTM F136).
È possibile saldare una barra tonda in titanio di grado 4?
Il titanio di grado 4 è classificato come facilmente saldabile. La saldatura ad arco con elettrodo di tungsteno in atmosfera inerte (GTAW/TIG) con filo d'apporto ERTi-4 (AWS A5.16) è il processo standard. È obbligatoria un'adeguata protezione con gas inerte (99,995% Ar) sia sul lato della torcia che sul lato di spurgo: l'ingresso di ossigeno superiore a ~50 ppm provoca infragilimento. La saldatura a fascio di elettroni (EBW) e la saldatura ad arco al plasma (PAW) sono utilizzate nella produzione aerospaziale ad alta precisione.
Quali certificati di collaudo in fabbrica vengono forniti con la spedizione?
Tutto il materiale viene fornito con un certificato di collaudo di fabbrica (MTC) conforme alla norma EN 10204 3.1, tracciabile fino alla colata di produzione. Il certificato attesta la composizione chimica, i risultati delle prove meccaniche e il controllo dimensionale in conformità ai requisiti della norma ASTM B348. Su richiesta sono disponibili ispezioni effettuate da organismi indipendenti (SGS, Bureau Veritas, Intertek) e documentazione supplementare (DFARS, paese di origine).
Qual è il quantitativo minimo d'ordine (MOQ) e i tempi di consegna standard?
Le quantità minime d'ordine e i tempi di consegna variano in base al diametro, alle condizioni e alla disponibilità a magazzino. I diametri standard disponibili a magazzino (in genere 10–80 mm, laminati a freddo/decapati) possono essere spediti entro 3–7 giorni lavorativi. Le dimensioni personalizzate, le tolleranze più strette o le finiture specifiche (rettificate, tornite) comportano in genere un tempo di produzione di 3–6 settimane. Contattate il team commerciale indicando diametro, lunghezza, quantità e standard richiesto per ricevere un preventivo definitivo.
Quali tolleranze di diametro e lunghezza sono disponibili?
Le tolleranze standard sono conformi ai requisiti della norma ASTM B348 relativi al diametro e alla rettilineità. Le barre rettificate e tornite sono disponibili con tolleranze h9/h11 secondo la norma ISO 286-2. Sono disponibili tolleranze più strette per lavorazioni di precisione o applicazioni mediche, che vengono confermate in fase di revisione dell’ordine.
Come si comporta il titanio di grado 4 rispetto all’acciaio inossidabile 316L negli impianti chimici?
Il titanio di grado 4 offre una resistenza alla corrosione significativamente superiore rispetto all’acciaio inossidabile 316L in ambienti contenenti cloruri, acidi ossidanti (nitrico, cromico) e in presenza di acidi misti. È immune alla corrosione puntiforme e interstiziale in acqua di mare e salamoie, dove invece il 316L è suscettibile. La densità è pari a circa il 57% di quella del 316L (4,51 contro 7,99 g/cm³), consentendo una riduzione di peso nei componenti rotanti o sottoposti a sollecitazioni elevate. Il costo del materiale al chilogrammo è più elevato, ma la differenza in termini di durata in ambienti aggressivi comporta in genere un costo totale di proprietà vantaggioso. Per impieghi in acqua dolce moderatamente corrosiva o a temperatura ambiente, il 316L rimane la scelta più economica.
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