Titanio Grado 5 (Ti-6Al-4V) – UNS R56400
Aleación de titanio alfa-beta de alta resistencia
Aleación alfa-beta con 6% de Al y 4% de V, la aleación de titanio más usada del mundo. Combina una resistencia a la tracción ≥ 895 MPa con una densidad de 4,43 g/cm³ y buena resistencia a la corrosión y a la fatiga. Puede usarse recocida o solubilizada y envejecida (STA); la versión ELI (Gr 23) es la referencia para implantes.
Designaciones y equivalentes
| Sistema | Designación |
|---|---|
| UNS | R56400 (ELI: R56401) |
| W.Nr./EN | 3.7164 / 3.7165 (TiAl6V4) |
| DIN | TiAl6V4 |
| JIS | JIS H 4650 Class 60 (Ti-6Al-4V) |
| Denominación comercial | Ti 6-4, Ti64, Ti-6Al-4V |
| Otras | GB TC4; BS 2TA10-13 / TA28; AMS 4928 / 4911 |
Normas por forma de producto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra | ASTM B348 Gr 5 / AMS 4928 |
| Chapa | ASTM B265 Gr 5 / AMS 4911 |
| Forja | ASTM B381 F-5 / AMS 4928 |
| Tubo | ASTM B861 Gr 5 |
| Alambre | ASTM B863 Gr 5 |
| Implante | ASTM F1472 (Gr 5) / F136 (ELI) |
Tolerancias y códigos HS
- Barras forjadas (redondas y cuadradas): sobremedida de mecanizado desde 2 mm (Ø 6–16 mm) hasta 24 mm (Ø 400–500 mm) en el diámetro. Ej.: Ø 100–125 mm terminado: +7 mm, tolerancia +6 / −0 (longitud hasta 3.500 mm).
- Discos forjados: sobremedida de 4 a 9 mm en el diámetro y de 3 a 11 mm en la altura, tolerancia solo positiva.
- Corte y mecanizado: sierra de cinta −0 / +5 a +15 mm en la longitud; chorro de agua +10 % del espesor en el diámetro (mín. 2 mm); piezas mecanizadas −0 / +2 a +5 mm en el diámetro. Vea las tablas completas (INF 002 e INF 003, iguales para todas las aleaciones).
| Forma | NCM (Brasil, 8 dígitos) | HS (internacional, 6 dígitos) | HTS (EE. UU., 10 dígitos)* | CN (Unión Europea, 8 dígitos)* |
|---|---|---|---|---|
| Barra forjada | 8108.90.00 | 8108.90 | 8108.90.6031 | 8108 90 30 |
| Barra laminada en caliente | 8108.90.00 | 8108.90 | 8108.90.6031 | 8108 90 30 |
| Chapa (> 10 mm, ancho ≥ 600 mm) | 8108.90.00 | 8108.90 | 8108.90.6045 | 8108 90 50 |
| Tubo sin costura | 8108.90.00 | 8108.90 | 8108.90.6060 | 8108 90 60 |
| Tubo con costura | 8108.90.00 | 8108.90 | 8108.90.6060 | 8108 90 60 |
| Brida y conexión | 8108.90.00 | 8108.90 | 8108.90.3060 | 8108 90 90 |
Clase arancelaria: titanio (por composición química, según las Notas del Capítulo 72 y la Nota 5 de la Sección XV).
*: códigos de EE. UU. y de la UE a modo de referencia. NCM según la legislación vigente (Reglas Generales de Interpretación, Notas de los Capítulos 72, 74 y 75 y Nota 5 de la Sección XV). Confirme el código definitivo con su agente de aduanas según el tamaño y el acabado del ítem. HS = primeros 6 dígitos de la NCM.
Composición química (%)
ASTM B348 Gr 5 (% en masa)
| Elemento | Rango (%) |
|---|---|
| Al | 5,50 – 6,75 |
| V | 3,5 – 4,5 |
| Fe | ≤ 0,40 |
| O | ≤ 0,20 |
| C | ≤ 0,08 |
| N | ≤ 0,05 |
| H | ≤ 0,015 |
| Y | ≤ 0,005 |
| Residuales (cada uno / total) | ≤ 0,10 / ≤ 0,40 |
| Ti | resto |
Propiedades mecánicas
recocido (ASTM B348, temperatura ambiente)
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Límite de fluencia (0,2%) | ≥ 828 MPa |
| Resistencia a la tracción | ≥ 895 MPa |
| Alargamiento (4D) | ≥ 10% |
| Reducción de área | ≥ 25% |
| Dureza | ≈ 334 HB / 36 HRC (típico) |
| Condición STA | tracción ≈ 1.000 – 1.170 MPa (típico, secciones delgadas) |
Propiedades físicas típicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 4,43 g/cm³ |
| Rango de fusión | 1.604 – 1.660 °C |
| Módulo de elasticidad | ≈ 114 GPa |
| Conductividad térmica (20 °C) | ≈ 6,7 W/m·K |
| Dilatación térmica (20–100 °C) | ≈ 8,6 µm/m·K |
| Transus beta | ≈ 980 – 995 °C |
Calcule el peso de barra, chapa o tubo de Titanio Grado 5 (Ti-6Al-4V) →
Tratamiento térmico, soldadura y mecanizado
| Ítem | Práctica habitual |
|---|---|
| Temperatura de servicio | Uso estructural habitual hasta ~400 °C; resistencia útil a la fluencia lenta hasta ~300 – 350 °C. Se prefiere la versión ELI para servicio criogénico. |
| Tratamiento térmico | Recocido de laminación a 705 – 790 °C, 1 – 4 h, aire. Alivio de tensiones a 480 – 650 °C, 1 – 4 h. STA: solubilización a 900 – 955 °C (por debajo del transus beta), temple en agua, envejecimiento a 480 – 595 °C durante 4 – 8 h, aire. |
| Soldadura | Soldable por TIG, plasma, láser y haz de electrones con AWS A5.16 ERTi-5 o ERTi-23 (ELI, mejor tenacidad del cordón). La misma rigurosa protección con gas que para el Ti CP; se recomienda alivio de tensiones posterior a la soldadura (≈ 540 – 650 °C) en piezas críticas. La ductilidad del cordón es menor que la del metal base. |
| Mecanizado | Difícil: la baja conductividad concentra el calor en el filo de corte; usar metal duro afilado, baja velocidad de corte, avance constante y refrigerante a alta presión. |
Planifique un forjado libre en Titanio Grado 5 (Ti-6Al-4V): reducción, esbeltez y cuánto material enviar →Simule el plan de corte del lingote o de la barra →
Aplicaciones típicas
- Estructuras aeronáuticas, fijaciones y trenes de aterrizaje
- Discos y álabes de compresores (etapas frías)
- Implantes ortopédicos y dentales (ELI, ASTM F136)
- Risers, stress joints y componentes de perforación offshore
- Bielas, válvulas y fijaciones de competición
- Ejes y componentes de bombas y válvulas en medios corrosivos
- Manufactura aditiva (polvo Ti64)
Alternativas: Gr 23 (ELI) para implantes, fatiga y criogenia; Gr 9 (Ti-3Al-2.5V) cuando se necesita conformado en frío y soldadura de tubos; Gr 2 cuando domina la corrosión y la resistencia mecánica es secundaria; Gr 29 (Ti-6Al-4V-Ru) para corrosión severa en petróleo y gas.
Compare aleaciones por medio corrosivo, concentración y temperatura →
Titanio Grado 5 (Ti-6Al-4V): guía completa
Qué es el titanio Grado 5
El Grado 5 pertenece a la familia del titanio y sus aleaciones, en el grupo alfa-beta. El aluminio estabiliza la fase alfa hexagonal y endurece la aleación por solución sólida; el vanadio estabiliza la fase beta cúbica y hace la aleación tratable térmicamente y forjable. El resultado es cerca de 90% de titanio con casi el triple de la resistencia del Grado 2, con la misma ligereza y resistencia a la corrosión.
Tratamiento térmico y conformado
El recocido se hace a 705 – 790 °C y el alivio de tensiones a 480 – 650 °C; la solubilización a 900 – 955 °C seguida de temple en agua y envejecimiento a 480 – 595 °C da la condición STA de alta resistencia. El mecanizado requiere baja velocidad, avance continuo, herramienta rígida y abundante refrigerante.
Corrosión, biocompatibilidad y límites de uso
La resistencia a la corrosión es similar a la del titanio CP en agua de mar, cloruros, medios oxidantes y ácidos orgánicos, ligeramente menor en ácidos reductores y rendijas calientes. La aleación no resiste el ácido fluorhídrico, los ácidos reductores calientes, el cloro seco ni el metanol anhidro. Bajo carga continua, el uso llega a unos 350 a 400 °C.
Aplicaciones
Estructuras y componentes de motores aeronáuticos, fijaciones y ejes de alta resistencia, componentes de risers y equipos offshore, válvulas y bombas de agua de mar muy solicitadas, artículos deportivos de alto rendimiento, componentes automotrices de competición e implantes e instrumental quirúrgico en la versión ELI.
Formas de suministro y servicios Dustre
Barras redondas cortadas a medida en sierra de cinta, con mecanizado de desbaste o acabado y ensayos de dureza y tracción. Todo el material se suministra con certificado de inspección 3,1 y trazabilidad de colada.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la composición química de Titanio Grado 5 (Ti-6Al-4V)?
Según ASTM B348 Gr 5 (% en masa): Al 5,50 – 6,75; V 3,5 – 4,5; Fe ≤ 0,40; O ≤ 0,20; C ≤ 0,08; N ≤ 0,05.
¿Qué normas cubren Titanio Grado 5 (Ti-6Al-4V)?
Barra: ASTM B348 Gr 5 / AMS 4928. Chapa: ASTM B265 Gr 5 / AMS 4911. Forja: ASTM B381 F-5 / AMS 4928. Tubo: ASTM B861 Gr 5. Alambre: ASTM B863 Gr 5. Implante: ASTM F1472 (Gr 5) / F136 (ELI).
¿Hasta qué temperatura se puede usar Titanio Grado 5 (Ti-6Al-4V)?
Uso estructural habitual hasta ~400 °C; resistencia útil a la fluencia lenta hasta ~300 – 350 °C. Se prefiere la versión ELI para servicio criogénico.
¿Qué materiales pueden sustituir a Titanio Grado 5 (Ti-6Al-4V)?
Gr 23 (ELI) para implantes, fatiga y criogenia; Gr 9 (Ti-3Al-2.5V) cuando se necesita conformado en frío y soldadura de tubos; Gr 2 cuando domina la corrosión y la resistencia mecánica es secundaria; Gr 29 (Ti-6Al-4V-Ru) para corrosión severa en petróleo y gas.
¿Dónde comprar Titanio Grado 5 (Ti-6Al-4V) en Brasil?
Dustre suministra Titanio Grado 5 (Ti-6Al-4V) en forma de barra, chapa, tubo, bloque y piezas forjadas o mecanizadas, sujeto a disponibilidad, con certificado de calidad. Casa matriz en Osasco/SP, sucursales en Joinville/SC y Baixo Guandu/ES, con entrega en todo Brasil. Para cotizar, escriba a Helena, nuestra asistente en WhatsApp +55 11 98649-0075, o a [email protected].
