טיטניום Ti-6Al-4V (Grade 5)
סגסוגת טיטניום אלפא-בטא, הנפוצה ביותר
ערכים טיפוסיים למצב המסירה שבכותרת
Ti-6Al-4V מכילה 6% אלומיניום ו-4% ונדיום, והיא כחצי מכל הטיטניום שמיוצר בעולם. היא משלבת חוזק גבוה (חוזק מתיחה מינימלי 895 MPa במצב מחושל) עם משקל נמוך (צפיפות 4.43 g/cm³), כך שיחס החוזק למשקל שלה טוב בהרבה מפלדה.
היא משמשת בתעופה (חלקי מבנה, מנועים, מחברים), ברפואה, בתעשייה הימית ובמוטורספורט. אפשר להקשות אותה בטיפול תרמי (STA) לחוזק גבוה עוד יותר. היא גם החומר הנפוץ ביותר בהדפסת טיטניום.
תכונות מכניות ופיזיקליות
| תכונה | ערך | הערה |
|---|---|---|
| חוזק מתיחה Rm | 950–1100 MPa | ערך המאגר; המינימום 895 |
| גבול כניעה Rp0.2 | 880 MPa | ערך המאגר; המינימום 828 |
| התארכות A | 14% | |
| קשיות | 328 HB | |
| מודול אלסטיות E | 113.8 GPa | |
| צפיפות ρ | 4.43 g/cm³ | |
| עיבודיות | 30% | דירוג יחסי במאגר האתר |
הרכב כימי (משקלי %)
| יסוד | תחום | תפקיד |
|---|---|---|
| Al אלומיניום | 5.5–6.75 | מייצב פאזת אלפא, חיזוק |
| V ונדיום | 3.5–4.5 | מייצב פאזת בטא |
| Fe ברזל | עד 0.40 | |
| O חמצן | עד 0.20 | חוזק |
| N חנקן | עד 0.05 | |
| C פחמן | עד 0.08 | |
| H מימן | עד 0.015 | |
| Ti טיטניום | יתרה |
הטווחים לפי ASTM B265 (פחים, יריעות ולוחות).
מצבי אספקה וטיפול תרמי
Ti-6Al-4V היא סגסוגת אלפא-בטא, ולכן אפשר לחזק אותה בטיפול תרמי של המסה והזדקנות.
| מצב | תכונות | מתי בוחרים |
|---|---|---|
| מחושל (Mill annealed) | Rm לפחות 895 MPa, כניעה לפחות 828 MPa | מצב האספקה הנפוץ |
| מומס ומוזדקן (STA) | חוזק גבוה יותר | חלקים בעומס גבוה, בחתכים לא עבים מדי |
| מודפס | לפי מפרט התהליך, בדרך כלל עם טיפול תרמי ו-HIP | חלקים מודפסים |
שימושים
- חלקי מבנה ומחברים בתעופה
- להבים וחלקים במנועי סילון
- שתלים וכלים רפואיים
- חלקים ימיים
- מוטורספורט וחלקים מודפסים
ייצור ועיבוד
עיבוד שבבי
טיטניום מוליך חום גרוע, ולכן החום נשאר בקצה הכלי. עובדים במהירות חיתוך נמוכה, בהזנה מספקת (לא "לשפשף"), עם כלים חדים ונוזל קירור בשפע. שבבים דקים עלולים להידלק.
ריתוך
מתרתך היטב ב-TIG, אבל רק בהגנת גז אינרטי מלאה, כולל מגן נגרר וגז מאחורי התפר. חמצן וחנקן מהאוויר מפריכים את התפר. צבע התפר (כסוף, ולא כחול או אפור) מעיד על איכות ההגנה.
הברגות ומגע
טיטניום נוטה להיתפס (Galling) במגע החלקה. בהברגות משתמשים בחומר נגד היתפסות.
השוואה לחומרים דומים
| חומר | Rm / Rp0.2 | ריתוך | מתי עדיף |
|---|---|---|---|
| Ti-6Al-4V ELI (Grade 23) | 860 / 760 MPa | מצוינת | גרסת ELI: עמידה יותר לשבר, לרפואה ולקור · לדף החומר |
| Ti-3Al-2.5V (Grade 9) | 620–690 / 485–550 MPa | מצוינת | חלשה יותר, נוחה לעיצוב · לדף החומר |
| 7075-T6 | 503–572 / 434–503 MPa | לא מומלץ — FSW | אלומיניום חזק, קל יותר, עמיד פחות בחום ובקורוזיה · לדף החומר |
טעויות נפוצות
להשתמש בפרמטרי עיבוד של פלדה
המהירות הגבוהה שורפת את הכלי במהירות. מורידים מהירות ומגבירים קירור.
לרתך בלי מגן גז מלא
התפר נהיה פריך.
לבחור Grade 5 לשתל
לשתלים משתמשים בגרסת ELI (Grade 23, ASTM F136).
מקבילים, תקנים ואספקה
| EN | 3.7165 |
|---|---|
| DIN | Ti6Al4V |
| ASTM | Grade 5 |
| תקנים | ASTM B265 / AMS 4928 / ISO 5832-3 |
| צורות אספקה | לוח · מוט · פורג׳ · צינור |
| יצרנים | TIMET · ATI · VSMPO-AVISMA · Valbruna |
להמשך לימוד
הערכים טיפוסיים ומשמשים להשוואה בלבד. לתכנון יש להסתמך על התקן ועל תעודת החומר. מקורות: ASTM B265 (פחים ולוחות), ASTM F136, מפרטי AMS, גיליונות יצרנים, ומאגר החומרים של METAL HUB.
עודכן: 31 באוקטובר 2026