Barra forjada de titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) conforme ASTM B381 e AMS 4928, fabricada para aplicações aeroespaciais, médicas, de petróleo e gás, e industriais de alto desempenho. Certificado de Teste de Moinho EN 10204 3.1 incluído em cada lote.
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A barra forjada de titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) é o produto de liga de titânio mais amplamente especificado em aplicações estruturais e de motor aeroespaciais, fabricado através de um processo controlado de forjamento a quente, conforme ASTM B381 e AMS 4928. A liga combina uma densidade de 4,43 g/cm³ com uma resistência mínima à tração de 931 MPa (135 ksi) em secções até Ø50,8 mm, proporcionando uma vantagem de resistência-peso que nenhuma liga convencional de aço ou alumínio consegue igualar. Disponível de Ø20 mm a Ø400 mm com Certificados de Teste de Moinho EN 10204 3.1 e inspeção ultrassónica opcional.
| Parâmetro | Detalhe |
|---|---|
| Grau do material | Grau 5 (Ti-6Al-4V), UNS R56400 |
| Normas Primárias | ASTM B381 / AMS 4928 / ISO 5832-3 |
| Sistema de Ligas | Titânio Alfa-Beta (α+β) |
| Diâmetro Disponível | Ø20 mm – Ø400 mm |
| Comprimento Disponível | Até 6.000 mm (comprimentos personalizados disponíveis) |
| Condição da superfície | Como forjado; torneado; retificado (Ra ≤ 1.6 µm); polido |
| Tratamento térmico | Recozido (padrão); STA disponível mediante solicitação |
| Tolerância | Como forjado de acordo com ASTM B381; h9–h11 (torneado/retificado) |
| QUANTIDADE MÁXIMA DE ENCOMENDA | 100 kg |
| Prazo de execução | 2–4 semanas (tamanhos padrão); 4–8 semanas (personalizado) |
| Certificado de ensaio de fábrica | EN 10204 3.1 incluída |
A barra forjada de titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) é uma liga de titânio bifásica alfa-beta produzida através de forjamento a quente controlado, em conformidade com as normas ASTM B381 e AMS 4928, com uma resistência mínima à tração de 931 MPa (135 ksi) em secções até Ø50,8 mm — a especificação de referência para barras de titânio de grau aeroespacial.
O desempenho mecânico da liga deriva de dois elementos de liga: alumínio (5,50–6,75 % em peso), que estabiliza a fase α e mantém a resistência a temperaturas elevadas até 400°C; e vanádio (3,50–4,50 % em peso), que estabiliza a fase β, aumenta a ductilidade à temperatura ambiente e permite o tratamento térmico para a condição tratada em solução e envelhecida (STA) para resistências à tração até 1.170 MPa (170 ksi). O processo de forjamento — realizado acima da temperatura de transus beta e finalizado na gama alfa-beta — produz uma estrutura de grão refinada e direcionalmente controlada que oferece uma resistência à fadiga e uniformidade mecânica mensuravelmente superiores em toda a secção transversal da barra, em comparação com barras laminadas ou estiradas de composição idêntica.
| Elemento | Símbolo | Min (wt%) | Max (wt%) |
|---|---|---|---|
| Alumínio | Al | 5.50 | 6.75 |
| Vanádio | V | 3.50 | 4.50 |
| Ferro | Fe | — | 0.30 |
| Oxigénio | O | — | 0.20 |
| Carbono | C | — | 0.08 |
| Nitrogénio | N | — | 0.05 |
| Hidrogénio | H | — | 0.0125 |
| Ítrio | Y | — | 0.005 |
| Outros elementos, cada um | — | — | 0.10 |
| Outros elementos, total | — | — | 0.40 |
| Titânio | Ti | Equilíbrio | — |
Os requisitos mínimos de propriedades mecânicas variam consoante o tamanho da secção transversal, de acordo com a AMS 4928:
| Tamanho da Secção | resistência à tração Mín | Limite de Elasticidade Mín (0,2% de desvio) | Alongamento em 50 mm | Redução da área |
|---|---|---|---|---|
| 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 ensaio: ASTM E8 (tração), ASTM E18 (dureza), temperatura ambiente.
| Imóveis | Valor típico |
|---|---|
| Resistência à tração | 1,100–1,170 MPa (160–170 ksi) |
| Resistência ao escoamento (0,2% offset) | 965–1,035 MPa (140–150 ksi) |
| Alongamento em 50 mm | 8–10% |
| Redução da área | 15–25% |
STA: tratamento em solução a 954°C (1,750°F) durante 1 hora, têmpera em água; envelhecimento a 538°C (1,000°F) durante 4 horas, arrefecimento ao ar. As propriedades dependem do tamanho da secção e dos parâmetros específicos do processo.
| Imóveis | Imperial | Métrica |
|---|---|---|
| Densidade | 0,160 lb/in³ | 4,43 g/cm³ |
| Módulo de elasticidade | 16.5 × 10⁶ psi | 114 GPa |
| Coeficiente de Poisson | 0.342 | 0.342 |
| Condutividade térmica | 4.2 BTU/(h·ft·°F) | 7.2 W/(m·K) |
| Coeficiente de expansão térmica | 4.9 × 10⁻⁶ /°F | 8.8 × 10⁻⁶ /°C |
| Calor Específico | 0.13 BTU/(lb·°F) | 560 J/(kg·K) |
| Gama de fusão | 2,995–3,020°F | 1,646–1,660°C |
| Temperatura de Serviço (contínua) | −350°F a 750°F | −210°C a 400°C |
| Densidade vs Aço Carbono | ~57% do aço | ~57% do aço |
A barra forjada de Titânio Grau 5 atinge uma resistência superior à fadiga e uniformidade mecânica da secção transversal em comparação com a barra laminada ou estirada, porque o processo de forjagem controla o fluxo dos grãos em alinhamento com o eixo de carga primário do componente acabado.
Durante a forjagem a quente acima da transição beta (~995°C), seguida de processamento termomecânico na gama alfa-beta, a microestrutura desenvolve um grão alfa primário fino e equiaxial rodeado por uma matriz beta transformada. Esta microestrutura bimodal oferece três melhorias quantificáveis em relação à barra laminada:
Para componentes rotativos, vasos de pressão e estruturas de fuselagem críticas à fadiga, estas vantagens traduzem-se diretamente numa maior vida útil em serviço e modos de falha mais previsíveis.
| Parâmetro | Gama padrão | Notas |
|---|---|---|
| Diâmetro (redondo) | Ø20–Ø400 mm | Grandes diâmetros (>Ø200 mm) por forjamento livre |
| Comprimento | Até 6 000 mm | Secções mais curtas disponíveis; comprimentos personalizados por encomenda |
| Barra Chata / Quadrada | Dimensões personalizadas | Disponível a pedido para aplicações estruturais |
| Superfície: forjada | Superfície oxidada/com carepa conforme ASTM B381 | Típico para desbastes de componentes maquinados |
| Superfície: torneada | Ra ≤ 3,2 µm | Acabamento usinado padrão, tolerância dimensional h11 |
| Superfície: retificada | Ra ≤ 1,6 µm | Retificado de precisão, tolerância h9 |
| Superfície: polida | Ra ≤ 0,8 µm | Aplicações médicas / críticas à corrosão |
Passos de diâmetro personalizados, comprimentos especiais e forjados de forma quase acabada estão disponíveis para programas de alto volume. Contacte a equipa técnica para requisitos específicos de tolerância e rugosidade.
A barra forjada de Titânio Grau 5 Ti-6Al-4V, conforme ASTM B381 e AMS 4928, é utilizada em seis indústrias primárias, onde a sua combinação de alta resistência, baixa densidade, resistência à corrosão e biocompatibilidade não pode ser replicada por ligas alternativas.
O Grau 23 (Ti-6Al-4V ELI, Extra Baixo Intersticial, UNS R56401) é a variante biomédica do Grau 5 com limites mais apertados para oxigénio, ferro, nitrogénio e carbono, melhorando a tenacidade à fratura e a resistência à propagação de fendas por fadiga, à custa de uma resistência mínima à tração ligeiramente inferior.
| Imóveis | Grau 5 (Ti-6Al-4V) | Grau 23 ELI (Ti-6Al-4V ELI) |
|---|---|---|
| Número UNS | R56400 | R56401 |
| Nível Básico | ASTM B381 / AMS 4928 | ASTM F620 / AMS 4930 |
| Norma Médica | ASTM F1472 | ASTM F136 |
| Oxigénio Máx. (% em peso) | 0.20 | 0.13 |
| Ferro Máx. (% em peso) | 0.30 | 0.25 |
| Resistência à Tração Mín. (≤Ø50 mm) | 931 MPa (135 ksi) | 896 MPa (130 ksi) |
| Limite Elástico Mín (≤Ø50 mm) | 862 MPa (125 ksi) | 827 MPa (120 ksi) |
| Tenacidade à Fratura (Kᵢ꜀) | ~55–75 MPa√m | ~65–85 MPa√m |
| Caso de utilização principal | Aeronáutico, industrial, estrutural geral | Implantes ortopédicos de carga, criogénicos |
Orientação para especificações: Utilize o Grau 5 para aplicações aeronáuticas, industriais, de petróleo e gás e de desportos motorizados. Especifique o Grau 23 ELI para implantes de carga permanentes (anca, joelho, coluna) onde a tenacidade à fratura sob carga fisiológica cíclica é o principal fator de conceção.
Cada lote de produção de barra forjada de Titânio-6Al-4V Grau 5 passa pelas seguintes etapas de qualidade antes do envio:
Certificações disponíveis: ISO 9001:2015, AS9100D (mediante solicitação com documentação de qualificação). Inspeção por terceiros pela SGS, Bureau Veritas e TÜV SÜD disponível a pedido do cliente.
| Padrão | Âmbito de aplicação |
|---|---|
| ASTM B381 | Forjados de Titânio e Ligas de Titânio — norma primária para produtos de barra forjada |
| AMS 4928 | Barras, arames, forjados, matéria-prima para forjamento, anéis soldados por fusão de Ti-6Al-4V — recozido |
| AMS 4920 | Forjados de Ti-6Al-4V — processados em alfa-beta ou beta, recozidos |
| AMS 4965 | Barras e forjados de Ti-6Al-4V — tratados em solução e envelhecidos |
| ASTM B348 | Barras e Lingotes de Titânio e Ligas de Titânio (aplicável a matéria-prima para forjamento) |
| ASTM F1472 | Liga Ti-6Al-4V forjada para aplicações em implantes cirúrgicos |
| ISO 5832-3 | Implantes para cirurgia — materiais metálicos — liga Ti-6Al-4V |
| MIL-T-9047 | Barras e lingotes de liga de titânio (aplicações de defesa) |
| EN 10204 3.1 | Produtos metálicos — tipos de documentos de inspeção (Certificado de Teste de Fábrica) |
O titânio de grau 5 é o mesmo que o Ti-6Al-4V?
Sim. O Grau 5 é a designação ASTM para a liga Ti-6Al-4V (UNS R56400), a liga de titânio mais utilizada globalmente. As designações são intermutáveis: Ti 64, TC4 (norma chinesa), DIN 3.7165 e SAE Grau 5 referem-se todas à mesma composição da liga com 5.50–6.75% de alumínio e 3.50–4.50% de vanádio.
Qual é a resistência à tração da barra forjada de titânio Grau 5?
De acordo com a AMS 4928 (condição recozida), a resistência mínima à tração é de 931 MPa (135 ksi) para secções até Ø50.80 mm, e 896 MPa (130 ksi) para secções de Ø50.80–152.40 mm. Na condição tratada em solução e envelhecida (STA), a resistência típica à tração atinge 1.100–1.170 MPa (160–170 ksi), dependendo do tamanho da secção e dos parâmetros do tratamento térmico.
Qual é a diferença entre ASTM B381 e AMS 4928 para barra forjada de titânio?
A ASTM B381 é a norma internacional ASTM que rege especificamente as forjadas de titânio e ligas de titânio em todos os graus, cobrindo aplicações industriais gerais, químicas e marítimas. A AMS 4928 é a Especificação de Material Aeroespacial SAE que abrange barras, forjadas e material forjado de Ti-6Al-4V para aplicações críticas aeroespaciais; impõe controlos de processo e requisitos de rastreabilidade mais rigorosos, alinhados com os sistemas de qualidade AS9100. As equipas de compras aeroespaciais geralmente especificam a AMS 4928; as equipas de compras industriais podem aceitar a ASTM B381.
Quais são as características de maquinabilidade e soldabilidade da barra forjada de Ti-6Al-4V?
O Ti-6Al-4V é maquinado a aproximadamente 25–40% da classificação de maquinabilidade de aços de fácil maquinação. Prática recomendada: ferramentas de carboneto ou cerâmica afiadas, velocidades de corte lentas (15–60 m/min), altas taxas de avanço, refrigeração por inundação com refrigerante não clorado e fixação rígida da peça para minimizar a vibração. A liga é soldável por GTAW (TIG), GMAW (MIG com blindagem inerte) e soldagem por feixe de eletrões; toda a soldagem de titânio requer blindagem de gás inerte a 100% nas superfícies frontal e traseira para evitar a fragilização por oxigénio/azoto.
A barra forjada de Titânio Grau 5 Ti-6Al-4V pode ser usada para implantes médicos?
O Grau 5 é aprovado para aplicações de implantes cirúrgicos sob ASTM F1472 e ISO 5832-3 quando produzido com os níveis de pureza exigidos. Para implantes de carga permanente (anca, joelho, coluna), muitos cirurgiões e designers OEM especificam o Grau 23 ELI (Ti-6Al-4V ELI, ASTM F136), devido aos seus limites mais baixos de oxigénio e ferro (O máx. 0.13%, Fe máx. 0.25%) produzirem maior tenacidade à fratura sob cargas fisiológicas cíclicas. O Grau 5 é comummente utilizado para instrumentos cirúrgicos, pilares dentários e componentes de implantes não permanentes.
Que documentação de Certificado de Teste de Fábrica (MTC) é fornecida?
Cada lote é fornecido com um Certificado de Teste de Fábrica EN 10204 3.1 documentando: número de lote, processo de fusão/forjamento, composição química por ICP-OES e análise de combustão, resultados de testes mecânicos (tração, dureza), conformidade com as normas aplicáveis e assinatura do inspetor. A EN 10204 3.1 exige que o certificado seja validado por um representante de inspeção autorizado, independente do departamento de fabricação — o padrão reconhecido para aquisição aeroespacial e industrial.
Qual é a resistência à corrosão do titânio Grau 5?
O Ti-6Al-4V deriva a sua resistência à corrosão de um filme de óxido passivo estável de TiO₂ que se reforma espontaneamente em ambientes oxidantes. A liga exibe excelente resistência à água do mar, soluções cloradas e à maioria dos ácidos orgânicos, sendo classificada para serviço em cloro húmido e dióxido de cloro. Não é recomendada para condições anidras (cloro seco, ácido nítrico fumegante vermelho) onde o filme passivo não pode formar-se; a ASTM B265 e a NACE MR0175/ISO 15156 fornecem orientação de qualificação de corrosão para ambientes de serviço ácido.
Os nossos produtos de titânio e capacidades de fabrico proporcionam um forte valor em várias indústrias. Aqui estão as principais vantagens que fazem da HonTitan um parceiro fiável.
Fornecemos uma resposta rápida para amostras e encomendas em massa. Com um processamento eficiente de titânio - incluindo corte, forjamento e maquinação CNC - garantimos precisão e velocidade para cada projeto.
Desde a maquinagem CNC complexa à soldadura, conformação e acabamento de superfícies, a HonTitan pode produzir peças de titânio personalizadas com caraterísticas como furos, ranhuras, roscas, ranhuras e geometrias precisas.
A HonTitan fabrica materiais de titânio que são muito fortes para o seu peso e resistem muito bem à corrosão. Isto torna-os estáveis para utilização nos sectores aeroespacial, médico, químico e marítimo.
