Titan i grad 5, også kjent som Ti-6Al-4V, er den mest brukte titanlegeringen i verden, og står for omtrent halvparten av alt titanmetall som forbrukes globalt. Den kombinerer høy styrke (minimum strekkfasthet på 895 MPa) med lav tetthet (ca. 4.43 g/cm3) og enestående korrosjonsbestandighet. Denne kombinasjonen er grunnen til at den samme legeringen brukes i vifteblader på jetmotorer, holder oppe hofteimplantater og rammer inn Apple iPhone 15 Pro.
Sannsynligvis har du berørt titan av grad 5 uten å være klar over det. Alle iPhone 15 Pro leveres med en ytre ramme av Ti-6Al-4V, valgt av samme grunn som romfartsingeniører bruker legeringen: eksepsjonell styrke per vektenhet, omtrent 45 % lettere enn stål, pluss sterk korrosjons- og ripebestandighet.
Tenk på Sarah, en designingeniør i et maritimt utstyrsfirma. Teamet hennes trengte en komponent som kunne tåle konstant eksponering for sjøvann og gjentatt belastning. Rustfritt stål 316L fikk gropdannelser i drift, og aluminium var for mykt. Hun gjennomgikk sammenligningen av titan og rustfritt stål , og spesifiserte deretter titan grad 5. Delen har kjørt i tre år uten en eneste korrosjonsfeil.
Denne veiledningen dekker hva titan i grad 5 er, dens egenskaper, standarder, bruksområder, fabrikasjon og priser for 2026, slik at du kan bedømme om Ti-6Al-4V passer til prosjektet ditt og hvordan du spesifiserer det.
Nøkkelfunksjoner
- Titan av grad 5 (Ti-6Al-4V) er den mest brukte titanlegeringen, omtrent halvparten av det globale titanforbruket.
- Den leverer en strekkfasthet på 895–1 070 MPa ved en tetthet på 4.43 g/cm3, noe som gir et styrke-til-vekt-forhold som er omtrent dobbelt så høyt som rustfritt stål.
- Grad 5 kan varmebehandles til over 1,100 MPa i løsningsbehandlet og aldret (STA) tilstand.
- Grad 23 (Ti-6Al-4V ELI) er varianten av medisinsk implantat som kreves av ASTM F136, med bedre bruddstyrke til en kostnadspremie på 15–40 %.
- Titan i grad 5 koster omtrent 24–28 dollar/kg for stang og plate i 2026, men kostnaden for ferdige deler er drevet av maskineringstid og verktøyslitasje, ikke råmateriale.
Hva er titan av grad 5 (Ti-6Al-4V)?
Titan i grad 5 er en alfa-beta-titanlegering som inneholder omtrent 90 % titan, 6 % aluminium og 4 % vanadium. Den er identifisert med betegnelsen Ti-6Al-4V, UNS R56400 og Werkstoff-nummer 3.7165, og det er arbeidshestlegeringen i titanindustrien.
Aluminiumet i legeringen stabiliserer alfafasen, mens vanadium stabiliserer betafasen. Denne tofasestrukturen er det som gir titan i grad 5 dens uvanlige balanse av egenskaper: legeringen er sterkere enn noen kommersielt ren titankvalitet , men den beholder nok duktilitet til å bli smidd, maskinert og sveiset.
Kjemisk sammensetning av grad 5 titan
| Element | Sammensetning (vekt%) |
|---|---|
| Titan (Ti) | Balanse (omtrent 90 %) |
| Aluminium (Al) | 5.50 - 6.75% |
| Vanadium (V) | 3.50 - 4.50% |
| Jern (Fe) | 0.40% max |
| Oksygen (O) | 0.20% max |
| Karbon (C) | 0.08% max |
| Nitrogen (N) | 0.05% max |
| Hydrogen (H) | 0.015% max |
Disse grensene kommer fra ASTM B348, standarden for titanstenger og -billets. Den samme kjemien gjelder for plater, smigods og rør. Streng kontroll med oksygen er viktigst, fordi små økninger øker styrken, men reduserer duktilitet og seighet.
Andre navn du vil se
Titan i grad 5 finnes under flere navn. Ti-6Al-4V og Ti-6-4 er de vanligste forkortelsene, kinesiske stålverk kaller det TC4, og kjøpere innen luftfart kjenner det under AMS 4911 (plate) og AMS 4928 (stang). Uansett hvilken etikett du ser, refererer det til den samme legeringen. Vår guide til titanegenskaper dekker hele gradfamilien.
Oversikt over egenskaper for titan i grad 5
Egenskapsverdiene nedenfor gjelder for titan i grad 5 i glødet tilstand, med STA-verdiene (løsningsbehandlet og aldret) vist der de avviker. Dataene følger ASTM og vanlige leverandørverdier.
Fysiske egenskaper
| Eiendom | Verdi |
|---|---|
| Tetthet | 4.43 g / cm3 |
| Smeltepunkt | 1,604 - 1,660 ° C |
| Betatransus | ca 980 ° C |
| Elastisk modul | 105 – 120 GPa |
| Termisk ledningsevne | 6.7 – 7.1 W/m·K |
| Termisk ekspansjonskoeffisient | 8.6–9.0 µm/m·°C |
| Magnetisk respons | Ikke-magnetisk (paramagnetisk) |
De to verdiene ingeniørene oftest oppgir er tetthet og modulus. Med 4.43 g/cm3 er titan i grad 5 omtrent 45 % lettere enn stål og omtrent 40 % tyngre enn aluminium. Elastisitetsmodulen på omtrent 110 GPa er omtrent halvparten av stål, noe som betyr at en titandel bøyer seg mer under belastning med mindre geometrien kompenserer. Titans lave varmeledningsevne er derimot grunnen til at maskinering og sveising trenger nøye varmehåndtering.
Mekaniske egenskaper
| Eiendom | glødet | STA (løsningsbehandlet og aldret) |
|---|---|---|
| Strekkstyrke | 895 - 1,070 MPa | opptil 1,170–1,190 MPa |
| Flytestyrke (0.2 % offset) | 828 - 1,000 MPa | omtrent 1,100 MPa |
| Forlengelse | 10 - 15% | lavere, vanligvis 6–10 % |
| Hardhet | HRC 30–36 | høyere, nær HRC 40 |
| Tretthetsstyrke | 140 - 510 MPa | forbedret med varmebehandling |
| Bruddseighet | 75–100 MPa·m³ | varierer med behandlingen |
Disse tallene plasserer titan av grad 5 i en nyttig mellomting. Det er omtrent 2.5 til 3 ganger sterkere enn kommersielt rent titan av grad 2 , men det er ikke sprøtt. STA-tilstanden presser styrken over 1,100 MPa for strukturelle og festemidler, selv om duktiliteten synker.
For en direkte sammenligning med legeringen kjøpere oftest veier den opp mot, se vår guide for titan i grad 5 kontra rustfritt stål 316.
Titangrad 5 vs. andre titangrader
Titan finnes i to brede familier: kommersielt rene (CP) kvaliteter og legeringer. Grad 5 er den mest kjente legeringen, men kjøpere sammenligner den ofte med grad 2 og grad 23.
Grad 5 vs. grad 2 (kommersielt rent titan)
Titan av grad 2 er kommersielt rent, omtrent 99 % titan. Det er den CP-graden som er mest brukt for korrosjonsbehandling, og vinner på sjøvannsmotstand, formbarhet og sveisbarhet. Det koster også 30–50 % mindre enn grad 5 i råmaterialeform.
Grad 5 vinner avgjørende på styrke. Dens minimum strekkfasthet på 895 MPa er omtrent 2.5 til 3 ganger høyere enn grad 2, med lignende tetthet, så den gir et langt bedre styrke-til-vekt-forhold. Når belastningen er høy, seksjonene er tynne eller utmattingslevetiden er viktig, fortjener grad 5 sin premie.
Når korrosjon er den eneste virkelige fienden og belastningene er moderate, er grad 2 ofte det smarteste kjøpet. Vår sammenligning av titan grad 2 vs. grad 5 gjennomgår hele avveiningen.
Grad 5 vs Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI)
Grad 23 er ikke en annen legering. Det er grad 5 med strengere grenser for mellomliggende elementer, spesielt oksygen, som holdes til maksimalt 0.13 % i stedet for 0.20 %. Denne lille endringen har enorm betydning for implantater. Lavere oksygeninnhold øker bruddseigheten og motstanden mot utmattingssprekkvekst, egenskapene en hoftestamme eller traumeplate trenger for å overleve millioner av belastningssykluser i kroppen.
Medisinske og tannimplantater bruker derfor grad 23, spesifisert under ASTM F136, ikke standard grad 5. Premiumen er omtrent 15–40 % over grad 5, og de to er ikke utskiftbare i implantatapplikasjoner. For ikke-implanterbar maskinvare som kirurgiske instrumenter og eksterne fikseringsrammer er standard grad 5 akseptabel.
Standarder og spesifikasjoner for titan av grad 5
Hvis du kjøper titan i grad 5, vil du støte på standardene nedenfor. Hver dekker en spesifikk produktform, og leverandørens testsertifikat for møller bør sitere dem.
| standard | produktet Form | Merknader |
|---|---|---|
| ASTM B265 | Ark, stripe og plate | Vanligst for flate produkter |
| ASTM B348 | Stang og billet | Runde, flate og billets |
| ASTM B381 | Smie | Rotorsmiing og spesialtilpassede former |
| ASTM B367 | Castings | Sand og investeringsstøpegods |
| ASTM B861 / B862 | Sømløst/sveiset rør | Rørformede produkter |
| ASTM F136 | Kirurgisk implantatkvalitet | Klasse 23 (Ti-6Al-4V ELI) |
| ASTM F1472 | Implantatstang og -tråd | Smijern Ti-6Al-4V |
| AMS 4911 | Ark og stripe | Aerospace |
| AMS 4928 | Stang, smiing og tråd | Aerospace |
| ISO-5832 3 | Kirurgiske implantater | Internasjonal medisinsk |
| EN / UNS | 3.7165 / R56400 | Europeiske og amerikanske betegnelser |
For alle kritiske applikasjoner, be om et sertifikat for mølletest (MTC) som bekrefter at de kjemiske og mekaniske egenskapene samsvarer med den spesifiserte standarden. Sporbarhet er ikke-forhandlingsbart innen luftfart og medisinsk arbeid. Hvis du trenger hjelp med å tolke en spesifikasjon eller velge et skjema, kan vårt tekniske konsulentteam gjennomgå dine krav.
Titangrad 5-applikasjoner etter bransje
Titan i grad 5 fortjener sin plass i applikasjoner der styrke, lett vekt og korrosjonsbestandighet må sameksistere.
Luftfart og forsvar
Luftfart er den største forbrukeren av titan av grad 5. Legeringen danner flyskrogsstrukturer, vifteblader og kompressorskiver for jetmotorer, landingsutstyr, festemidler og rakettmotorhus. Et enkelt bredkroppsfly frakter mer enn 25 tonn titan, mye av det Ti-6Al-4V. Boeing og Airbus har presset titaninnholdet i sine nyeste bredkroppsfly til rundt 15 % av flyskrogets vekt.
Legeringens oppførsel under utmatting er godt studert, og det er derfor motorhavariet til en Air France A380 den 30. september 2017 fikk så mye oppmerksomhet. Viftenavet, maskinert av Ti-6Al-4V, brakk på grunn av kaldholdsutmatting, en mekanisme som er unik for titans sekskantede krystallstruktur. Tilfellet viser at titan i grad 5 ikke er uforgjengelig. Det krever riktig design, varmebehandling og inspeksjon, og det er derfor innkjøp innen luftfart insisterer på full sporbarhet og AMS-spesifikasjoner.
Medisinsk og dental
Titan i grad 5 er biokompatibelt, giftfritt og i praksis ikke-magnetisk, så det brukes til kirurgiske instrumenter og ekstern fikseringsutstyr. Lastbærende implantater bruker grad 23 ELI-varianten under ASTM F136. Titanimplantater osseointegrerer, noe som betyr at bein vokser direkte på overflaten, og legeringen inneholder ikke nikkel, et vanlig allergen i rustfritt stål.
Marin, kjemisk og energi
Det selvreparerende titandioksidoksidlaget gir titan av grad 5 utmerket motstand mot sjøvann og kloridpitting, med en korrosjonshastighet under 0.0005 mm/år i omgivelsessjøvann. Dette gjør det verdifullt for offshore-utstyr, varmevekslerrør og kjemisk prosesseringsutstyr. Det har begrensninger: flussyre, varm konsentrert saltsyre og varme etsende løsninger angriper det, og det kan danne galvaniske korrosjonspar med forskjellige metaller med mindre det isoleres.
Bilindustri, motorsport og forbruksvarer
Høytytende biler bruker titan av grad 5 til ventiler, fjærer, forbindelsesstenger og eksoskomponenter der vektbesparelser rettferdiggjør kostnaden. I forbruksvarer brukes det i klokker, EDC-verktøy, knivrammelåser og sykkelrammer. iPhone 15 Pro-rammen brakte legeringen til mainstream: Apple valgte den for styrke, lett vekt og ripebestandighet. Hvis du vurderer titan av grad 5 opp mot rustfritt stål for en produktapplikasjon, kan teamet vårt hjelpe deg med å sammenligne avveiningene, inkludert alternativer til rustfritt stål som vi leverer.
Fabrikasjon: Maskinering, sveising og forming av Ti-6Al-4V
Titan i grad 5 er ikke det enkleste metallet å bearbeide. Suksess avhenger av å håndtere varme og forurensning.
Maskinering av titan i grad 5
Titans lave varmeledningsevne konsentrerer skjærevarmen ved verktøyspissen i stedet for å føre den bort i sponen. Dette fører til verktøyslitasje og gjør maskineringstid til den dominerende kostnadsfaktoren, ikke råmaterialet. Effektiv maskinering bruker lavere hastigheter, høyere matehastigheter, skarpe karbidverktøy med positiv rake og høytrykkskjølevæske, vanligvis 70–100 bar.
Legeringen blir også deformasjonsherdende og galle, så stive oppsett og riktig verktøy er viktig. Maskineringsverksteder med titanerfaring, som RivCut , understreker at oppsettet er viktigere enn maskinen.
Sveising av titangrad 5
Sveising av titan grad 5 krever fullstendig inertgassbeskyttelse over omtrent 250 °C. Smeltet titan absorberer aggressivt oksygen, nitrogen og hydrogen, og forurensning forårsaker irreversibel sprøhet som kalles alfa-tilfelle. Sveisere bruker TIG med 99.99 % minimumsrenhet av argon, en etterfølgende skjerm over sveisestrengen og tilbakespyling av sveiseroten, med ERTi-5-tilsetttråd og mellomstrengstemperatur under 100 °C. En detaljert titansveiseguide grad 5 fra Chalco dekker hele prosedyren.
Forming av titan av grad 5
Tynne plater av titan i grad 5 kan kaldformes med tillatelse til tilbakespring, noe som er uttalt på grunn av legeringens lave elastisitetsmodul. Komplekse former og tykkere seksjoner varmformes ved 700–900 °C, hvor duktiliteten forbedres og formingskreftene synker. Gløding utføres ved omtrent 732 °C etterfulgt av kontrollert avkjøling. Hvis prosjektet ditt involverer kutting eller forming, kan tilpassede prosesseringstjenester håndtere fabrikasjonsfasen for deg.
Kostnad for titan i klasse 5 og markedsutsikter for 2026
Prisen på titan av grad 5 i 2026 er drevet av en sterk etterspørselssyklus innen luftfart og stramt tilbud.
Prisoversikt for 2026
| produktet Form | Pris 2026 (ca.) |
|---|---|
| TC4-barre, amerikansk FOB | 22–24.50 dollar/kg |
| Bar og tallerken, amerikansk sted | 24–28 dollar/kg |
| Luftfartskvalitetsstang, vestlig marked | 45–66 dollar/kg |
| Ti-6Al-4V ELI luftfartsfester | 102 USD+/kg |
| Rør med liten diameter | 250 USD+/kg |
Disse tallene er et øyeblikksbilde fra tidlig til midten av 2026 og endrer seg med markedsforholdene. Globale titanbestillinger til luftfart økte med omtrent 12 % i 2026, og et enkelt bredkroppsfly krever mer enn 25 tonn av metallet.
USA utpekte titan som et strategisk lagret metall i februar 2026 under «Project Vault»-programmet, noe som økte myndighetenes etterspørsel i tillegg til kommersielle bestillinger. Tilbudet er begrenset av redusert russisk eksport av konsentrat og begrenset smeltekapasitet, så produsentene har bundet mesteparten av legeringskapasiteten for 2026 til langsiktige kontrakter.
Den praktiske lærdommen for kjøpere er å se på kostnad per del, ikke kostnad per kilogram. Råmateriale er en brøkdel av totalen; maskineringstid, verktøyslitasje og spesialsveising overstiger ofte materialprisen.
Når vektbesparelser, utmattingslevetid eller korrosjonsegenskaper rettferdiggjør prisen, er titan av grad 5 verdt det. Når en rustfritt stålkvalitet som 316L kan oppfylle kravene, er det vanligvis den rimeligste løsningen. Vår kostnadsanalyse av titan kontra rustfritt stål sammenligner de to.
Hvordan kjøpe titan av grad 5
Før du ber om et tilbud, bør du bestemme deg for det grunnleggende.
- Produktform. Plate, stang, barre, rør, tråd eller smiing. Hver har sin egen standard.
- Tilstand. Glødet for generell bruk, eller STA for maksimal styrke.
- Beskrivelsen. ASTM, AMS eller ISO, avhengig av bransje og endelig bruk.
- Dimensjoner og finish. Størrelse, toleranse og eventuell overflatebehandling.
- Sertifisering. Be om et testsertifikat for mølle med fullstendige kjemiske og mekaniske testresultater.
Ikke alle leverandører fører titan, og legeringens forsyningskjede er tettere enn for rustfritt stål. LIANYUNGANG DAPU METAL leverer rustfritt stål, nikkellegering, kobberlegering, aluminiumslegering, galvanisert stål og karbonstål i plater, spoler, stenger og rør.
Hvis prosjektet ditt trenger et korrosjonsbestandig rustfritt stålalternativ til titan, er våre 316 rustfrie stålprodukter og rustfrie stålplater på lager for global levering, og vår komplette guide for rustfritt stål forklarer kvalitetene i detalj.
Ofte Stilte Spørsmål
Er titan i grad 5 magnetisk?
Nei. Titan i grad 5 er paramagnetisk og i praksis ikke-magnetisk. Hvis en sterk magnet fester seg til en del merket titan, er det sannsynligvis stål eller forurenset med jern fra verktøy. Se om titan er magnetisk.
Er titan i grad 5 sterkere enn stål?
Titan i grad 5 er sammenlignbart med mange ståltyper i absolutt strekkfasthet, men omtrent halvparten så mye så høy tetthet, så det vinner på styrke-til-vekt-forhold. Når det gjelder rå styrke og stivhet, er høyfast stål og titan like, og stål har en høyere modul. Se om titan er sterkere enn stål for en fullstendig sammenligning.
Er titan av grad 5 trygt for huden?
Ja. Den er biokompatibel, hypoallergenisk og inneholder ikke nikkel, det vanlige allergenet i smykker i rustfritt stål. Titan brukes til implantater og kroppssmykker av nettopp denne grunnen.
Hvor mye koster titan i grad 5?
I 2026 koster TC4-barre omtrent 22–24 dollar/kg, stang og plate omtrent 22–24 dollar/kg , stang og plater omtrent 24–28 dollar / kg , og stang av luftfartskvalitet 45–66 dollar/kg. Ferdige deler koster mye mer fordi maskinering og bearbeiding dominerer.
Hva er forskjellen mellom titan i grad 5 og grad 23?
Grad 23 er Ti-6Al-4V ELI, den samme legeringen med lavere oksygen- og jerngrenser. Den har høyere bruddseighet og utmattingsmotstand og er ASTM F136-implantatkvalitet. Den koster 15–40 % mer og er nødvendig for lastbærende medisinske implantater.
Hvorfor brukes titan av grad 5 i luftfart?
Fordi den leverer den beste praktiske kombinasjonen av styrke, lav vekt, korrosjonsbestandighet og utmattingsytelse for flystrukturer og motorer, der hvert kilogram vekt spart reduserer drivstofforbruket.
Konklusjon
Titan i grad 5, Ti-6Al-4V, er arbeidshesten i titanindustrien med god grunn. Den kombinerer høy styrke, lav tetthet, korrosjonsbestandighet og biokompatibilitet i én legering, og det er derfor den brukes i fly, implantater, maritim maskinvare og telefonen i lommen.
De viktigste avgjørelsene kommer ned til tre spørsmål. Er styrke-til-vekt-forholdet kritisk? Da er titan av grad 5 en ledende kandidat. Er miljøet aggressivt, men belastningen moderat? En kommersielt ren grad som grad 2 eller rustfritt stål som 316L kan fungere bedre til lavere kostnad. Er det et lastbærende implantat? Da kreves grad 23 ELI i henhold til ASTM F136.
Sammenlign alltid totalkostnaden per del, ikke bare prisen per kilogram, og spesifiser form, tilstand, standard og sertifisering før du bestiller.
Hvis du vurderer materialer til ditt neste prosjekt, kan teamet vårt hjelpe deg med å veie titan i grad 5 opp mot rustfritt stål. Kontakt oss for veiledning om materialvalg, standardstøtte eller et tilbud på metallene vi leverer. Vi samarbeider med ingeniører og innkjøpsteam for å velge materialet som yter, oppfyller standarden og passer budsjettet.
