Grau 23 Barra Hexagonal de Titânio

A Grau 23 barra hexagonal de titânio (Ti-6Al-4V BAIXO TEOR INTERSTICIAL) é a variante de baixo teor intersticial do Ti-6Al-4V, fornecida conforme ASTM B348/B348M-25 (UNS R56407) e ASTM F136-26 (UNS R56401) com limites mais rígidos de oxigênio, nitrogênio e ferro do que o Grau 5 padrão. A seção transversal hexagonal reduz a remoção de material de usinagem para blanks de fixadores, hastes de válvulas e corpos de conectores em comparação com barra redonda. Disponível na condição recozida conforme AMS 4930M ou na condição duplex recozida conforme AMS 4931H para aplicações críticas à fratura, com Certificados de Teste de Usina EN 10204 3.1 incluídos em cada remessa.

Especificações Rápidas

Composição química

O titânio Grau 23 (Ti-6Al-4V BAIXO TEOR INTERSTICIAL) contém 5,50–6,50% de alumínio e 3,50–4,50% de vanádio como principais elementos de liga, com limites de elementos intersticiais definidos abaixo do Grau 5 para melhorar a tenacidade à fratura e o desempenho à fadiga.

Fonte: Requisitos de composição da ASTM F136-26 para Ti-6Al-4V BAIXO TEOR INTERSTICIAL (UNS R56401); ASTM B348/B348M-25 Grau 23 (UNS R56407) especifica o intervalo de composição equivalente na norma comercial de barra e tarugo.

Propriedades mecânicas

A Grau 23 barra hexagonal de titânio na condição recozida na usina atende a um mínimo de resistência à tração de 860 MPa (125 ksi) e mínimo de limite de escoamento de 795 MPa (115 ksi) conforme ASTM F136-26, verificado por ensaio de tração conforme ASTM E8/E8M.

Condição Recozida na Usina — Mínimos ASTM F136-26 / AMS 4930M

Condição de Duplo Recozimento — AMS 4931H (Aplicações com Criticidade de Fratura)

A AMS 4931H especifica uma rota de tratamento térmico de duplo recozimento para Grau 23 barra de titânio limitado a 152,4 mm (6,000 pol.) de diâmetro, aplicada onde é necessária tenacidade à fratura aprimorada além da condição de recozimento de laminação da AMS 4930M. Os valores mecânicos representativos para a condição de duplo recozimento dependem do tamanho da seção e são confirmados em relação à especificação solicitada no momento da cotação.

Propriedades Físicas (Típicas)

Os valores de propriedades físicas são referências típicas de acordo com os dados da ASM International; não são mínimos especificados pela ASTM B348 ou pela ASTM F136.

Visão Geral Técnica: Liga de Titânio com Baixo Teor Intersticial

O titânio Grau 23 (Ti-6Al-4V BAIXO TEOR INTERSTICIAL) alcança maior tenacidade à fratura e resistência ao crescimento de trinca por fadiga do que o Grau 5 padrão ao restringir os elementos intersticiais — teor de oxigênio máximo de 0,13 % versus 0,20 % máximo no Grau 5, com reduções correspondentes em ferro e nitrogênio. Os átomos intersticiais ocupam posições na rede cristalina dentro da microestrutura alfa-beta e governam diretamente o ductilidade e a resistência à propagação de trincas; a redução de sua concentração diminui a suscetibilidade da liga à iniciação de fratura frágil sob carregamento cíclico. Isso torna o Grau 23 a liga preferida para aplicações onde a vida em fadiga e a tolerância aos danos superam a marginal vantagem de resistência do Grau 5.

O perfil de seção transversal hexagonal oferece vantagens específicas de usinagem e montagem em relação ao estoque de barra redonda. A geometria plano a plano permite fixação direta sem operações secundárias para produção de blanks de fixadores, reduz o desperdício de material na produção de componentes de soquete hexagonal e hastes de válvula, e fornece geometria anti-rotação positiva em aplicações de montagem. As dimensões em estoque entre as faces planas cobrem blanks de fixadores até conectores estruturais de médio porte e componentes de instrumentos ortopédicos; seções personalizadas maiores são cotadas conforme os requisitos do desenho.

A Resistência à corrosão deriva de uma camada de óxido TiO₂ passiva e autocurável que se forma espontaneamente no ar, em fluidos corporais e em ambientes aquosos. O Grau 23 resiste ao ataque de meios clorados, água do mar e solução salina fisiológica — a base para seu uso tanto em equipamentos náuticos quanto em implantes cirúrgicos permanentes sob a ASTM F136.

Comparação de Normas: ASTM B348 vs ASTM F136 vs AMS 4930 vs AMS 4931

A ASTM B348/B348M-25 para Grau 23 e a ASTM F136-26 especificam a mesma composição de Ti-6Al-4V BAIXO TEOR INTERSTICIAL e os mesmos mínimos mecânicos, mas regem rotas de aquisição e requisitos de certificação diferentes — a norma aplicável é determinada pelo uso final, e não pela composição química da liga isoladamente.

ASTM F136 impõe requisitos adicionais além de ASTM B348 Grau 23, incluindo avaliação de biocompatibilidade com referência à ASTM F981 (compatibilidade com implantes musculares e ósseos) e controles de microestrutura específicos para material de grau implantável; a aquisição para implantes permanentes deve citar explicitamente ASTM F136, em vez de “Grau 23” isoladamente. Para barras em estoque aeroespacial, a AMS 4930M (recozimento de laminação) é o caminho padrão; a AMS 4931H aplica-se somente quando o desenho técnico especifica expressamente a tenacidade à fratura com recozimento duplo dentro do limite de tamanho de 152,4 mm. Os compradores devem confirmar a designação exata da norma na ordem de compra, pois “Grau 23” por si só não especifica qual caminho de certificação o material deve seguir.

Tamanhos e tolerâncias disponíveis

A barra sextavada Grau 23 Ti-6Al-4V BAIXO TEOR INTERSTICIAL é fornecida em dimensões entre faces (AF) de 6 mm a 25 mm como tamanhos em estoque regular, com dimensões AF maiores disponíveis sob consulta, sujeitas ao prazo de produção para material de grau BAIXO TEOR INTERSTICIAL.

Tamanhos acima de 25 mm AF e comprimentos personalizados superiores a 3.000 mm são confirmados conforme os requisitos do desenho técnico e a capacidade de produção no momento da cotação.

• h9 tolerância: Acabamento retificado; controle dimensional mais rigoroso para blanks de fixadores e estoque de usinagem de tolerância reduzida, conforme a convenção de barra brilhante EN 10278 tolerância
• Tolerância h11: Acabamento trefilado ou de laminação; padrão para estoque estrutural e de usinagem geral, conforme a convenção de barra brilhante EN 10278 tolerância

Aplicações

A barra sextavada Grau 23 de titânio é especificada em diversos setores onde o controle de baixo teor intersticial, a resistência à fadiga e a geometria sextavada de usinagem se combinam para oferecer valor de engenharia mensurável.

Dispositivos Médicos e Implantes Permanentes
A barra sextavada Grau 23 conforme ASTM F136 é usinada em parafusos ortopédicos para osso, blanks de pilares dentários e componentes de instrumentos cirúrgicos que requerem contato direto com tecidos. O menor teor de oxigênio melhora o desempenho à fadiga em aplicações de implantes com suporte de carga em comparação com o Grau 5 padrão.

Fixadores Aeroespaciais e Conectores Estruturais
A barra hexagonal de Ti-6Al-4V BAIXO TEOR INTERSTICIAL conforme AMS 4930M ou AMS 4931H é utilizada para blanks de fixadores críticos à fratura e conectores estruturais onde os requisitos de tolerância a danos excedem as especificações padrão Grau 5. A seção transversal hexagonal reduz a remoção de material de usinagem na produção de cabeças de parafusos e corpos de porcas.

Hardware Marinho e Subsea
A barra hexagonal Grau 23 resiste à corrosão pela água do mar e à fissuração por corrosão sob tensão induzida por cloretos em corpos de conectores subsea, componentes estruturais de ROVs e aplicações de fixadores offshore onde a vida em fadiga em ambiente salino é um fator de projeto determinante.

Hastes de Válvulas e Eixos de Bombas para Processamento Químico
A resistência à corrosão da liga em ambientes clorados e com gás ácido, combinada com melhor resistência à fadiga em relação ao Grau 5 padrão, suporta aplicações de hastes de válvulas e eixos de bombas sujeitos a carregamento cíclico em meios de processo agressivos.

Vasos para Temperaturas Criogênicas e Baixas Temperaturas
A barra Grau 23 mantém a ductilidade em temperaturas criogênicas onde o titânio Grau 5 padrão torna-se suscetível à fragilização, apoiando seu uso em componentes de sistemas de combustível líquido e hardware de vasos de pressão para baixas temperaturas.

Fixadores para Motorsport e Alto Desempenho
A barra hexagonal de Ti-6Al-4V BAIXO TEOR INTERSTICIAL é usinada em fixadores de suspensão e hardware de conectores críticos à segurança em aplicações de motorsport onde o desempenho em fadiga sob ciclos de carga repetidos é uma consideração de projeto primária.

Qualidade e Certificação

Cada remessa de barra hexagonal de titânio Grau 23 inclui um Certificado de Ensaio de Usina conforme EN 10204 3.1, documentando a composição química e os resultados dos ensaios mecânicos rastreáveis ao lote de produção.

Compradores que adquirem material para produção aeroespacial qualificada pela AS9100D ou para fabricação de dispositivos médicos regulamentada pela ISO 13485 devem especificar o nível de documentação exigido e a norma aplicável (AMS 4930M, AMS 4931H ou ASTM F136) no momento da submissão do RFQ.

Perguntas mais frequentes

O que é o titânio Grau 23 (Ti-6Al-4V BAIXO TEOR INTERSTICIAL)?

O titânio Grau 23 é a variante de baixo teor intersticial (BAIXO TEOR INTERSTICIAL) do Ti-6Al-4V, distinguida por limites mais rígidos de teor de oxigênio, nitrogênio e ferro em comparação com o Grau 5 padrão. É fornecido conforme ASTM B348/B348M-25 (UNS R56407) para uso comercial geral e ASTM F136-26 (UNS R56401) para aplicações em implantes cirúrgicos.

Qual é a diferença entre o titânio Grau 23 e o Grau 5?

O Grau 23 limita o teor de oxigênio a 0,13% máximo em comparação com 0,20% máximo no Grau 5, com reduções correspondentes no teor de ferro e nitrogênio. Isso reduz ligeiramente a resistência à tração e o limite de escoamento limite de escoamento (860 MPa vs. 895 MPa mínimo resistência à tração), mas melhora a tenacidade à fratura, a resistência ao crescimento de trincas por fadiga e a ductilidade em baixas temperaturas.

Is ASTM B348 Grau 23 the same as ASTM F136?

ASTM B348 Grau 23 and ASTM F136 specify the same Ti-6Al-4V BAIXO TEOR INTERSTICIAL alloy composition but govern different certification paths. ASTM B348/B348M-25 is the general commercial bar and billet specification; ASTM F136-26 adds biocompatibility and microstructure requirements specific to surgical implant applications. Material for permanent implants should be ordered to ASTM F136 explicitly.

What is the difference between AMS 4930 and AMS 4931?

AMS 4930M covers mill-annealed Ti-6Al-4V BAIXO TEOR INTERSTICIAL bar and stock through 254 mm (10.000 in) diameter for general aerospace use. AMS 4931H specifies a duplex-annealed heat treatment route limited to 152.4 mm (6.000 in) diameter, applied when a drawing requires enhanced fracture toughness beyond the mill-annealed condition.

What are the mechanical properties of Grau 23 titanium hex bar?

In the mill-annealed condition per ASTM F136-26 and AMS 4930M, Grau 23 titanium hex bar meets a minimum resistência à tração of 860 MPa (125,000 psi) and minimum limite de escoamento of 795 MPa (115,000 psi), with at least 10% elongation.

Why is hex bar geometry specified instead of round bar?

The hexagonal cross-section provides flat clamping surfaces for direct torque transfer and anti-rotation assembly, reducing machining stock removal in fastener blank, valve stem, and hex socket component production compared to machining a hexagonal profile from round bar stock.

Is Grau 23 titanium suitable for permanent medical implants?

Grau 23 titanium per ASTM F136 is the standard alloy for permanent load-bearing implants, including orthopedic bone screws and dental abutments, due to its lower teor de oxigênio and improved fatigue performance relative to standard Grau 5. Both grades are biocompatible and non-magnetic for MRI compatibility.

What sizes and tolerances are available for Grau 23 titanium hex bar?

Grau 23 hex bar is regularly stocked in across-flats dimensions from 6 mm to 25 mm, in h9 (ground) tolerância for close-tolerância machining stock or h11 (as-drawn) tolerância for general structural applications. Larger AF sizes and custom dimensions are confirmed against drawing requirements at time of quotation.