A titán és titánötvözetből készült varrat nélküli csövekre vonatkozó ASTM nemzetközi szabvány a következő ötvözetekre hivatkozik, amelyek a következő kezelést igénylik:
“Az ötvözeteket a következő feltételekkel lehet szállítani: Az 5., 23., 24., 25., 29., 35. vagy 36. fokozatúak lágyítva vagy öregítve; a 9., 18., 28. vagy 38. fokozatúak hidegen megmunkált és feszültségcsökkentett vagy lágyított állapotban; a 9., 18., 23., 28. vagy 29. fokozatúak átalakított béta állapotban; és a 19., 20. vagy 21. fokozatúak oldattal kezelt vagy oldattal kezelt és öregített állapotban.”
“Megjegyzés Az 1-H minőségű anyag megegyezik a megfelelő numerikus minőségű anyaggal (azaz 2H osztály = 2. osztály), kivéve a magasabb garantált minimális UTS értéket, és mindig tanúsítható, hogy megfelel a megfelelő numerikus minőségű anyag követelményeinek. A 2H, 7H, 16H és 26H fokozatokat elsősorban nyomástartó edényekben való felhasználásra szánják.”
“A H fokozatokat egy felhasználói szövetség kérésére adták hozzá, amely több mint 5200 kereskedelmi 2., 7., 16. és 26. fokozatú vizsgálati jelentés tanulmányozásán alapult, ahol több mint 99%-ban teljesült az 58 ksi minimális UTS.”
Az 1. fokozat a legképlékenyebb és leglágyabb titánötvözet. Jó megoldás hidegalakításhoz és korróziós környezetekhez. Az ASTM/ASME SB-265 a kereskedelmi forgalomban kapható tiszta titánlemezekre és -lemezekre vonatkozó szabványokat tartalmazza. Grade 2 ötvözetlen titán, szabványos oxigén. 2H osztályú ötvözetlen titán (2. osztályú, legalább 58 ksi UTS értékkel). Grade 3 ötvözetlen titán, közepes oxigénnel. Az 1-4. osztályok ötvözetlenek és kereskedelmi tisztaságúnak vagy “CP”-nek minősülnek. Általában a szakító- és folyáshatár az osztályszámmal együtt emelkedik ezeknél a “tiszta” osztályoknál. A fizikai tulajdonságaik közötti különbség elsősorban a köztes elemek mennyiségének köszönhető. Ezeket az anyagokat olyan korrózióállósági alkalmazásokban használják, ahol fontos a költség, a könnyű gyártás és a hegesztés. Az 5. osztály, amely Ti6Al4V, Ti-6Al-4V vagy Ti 6-4 néven is ismert, nem összetévesztendő a Ti-6Al-4V-ELI-vel (23. osztály), a leggyakrabban használt ötvözet. Kémiai összetétele 6% alumínium, 4% vanádium, 0,25% (maximum) vas, 0,2% (maximum) oxigén és a maradék titán. Jelentősen erősebb, mint a kereskedelmi forgalomban kapható tiszta titán (1-4. osztály), miközben merevsége és hőtani tulajdonságai azonosak (kivéve a hővezető képességet, amely az 5. osztályú Ti esetében kb. 60%-kal alacsonyabb, mint a CP Ti esetében). Számos előnye közé tartozik, hogy hőkezelhető. Ez a minőség a szilárdság, a korrózióállóság, a hegeszthetőség és a gyárthatóság kiváló kombinációja.
“Ez az alfa-béta ötvözet a titánipar munkagépe. Az ötvözet 15 mm-es szelvényméretig teljes mértékben hőkezelhető, és körülbelül 400 °C-ig (750 °F) használható. Mivel ez a leggyakrabban használt ötvözet – az összes megolvasztott ötvözetminőség több mint 70%-a a Ti6Al4V valamelyik alfajtája -, felhasználása kiterjed számos repülőgép-űrhajózási repülőgépváz és motoralkatrész felhasználására, valamint jelentős nem repülőgép-űrhajózási alkalmazásokra is, különösen a tengeri, tengeri és energiatermelő iparban.”
“Alkalmazások: Alkalmazások: Lapátok, tárcsák, gyűrűk, repülőgépvázak, kötőelemek, alkatrészek. Hajók, tokok, hubok, kovácsdarabok. Biomedicinális implantátumok.”
Általában a Ti-6Al-4V-t 400 Celsius fokig használják. Sűrűsége nagyjából 4420 kg/m3 , Young-modulusa 120 GPa, szakítószilárdsága pedig 1000 MPa. Összehasonlításképpen, az izzított 316-os típusú rozsdamentes acél sűrűsége 8000 kg/m3 , modulusa 193 GPa, szakítószilárdsága pedig 570 MPa. Az edzett 6061-es alumíniumötvözet sűrűsége 2700 kg/m3 , modulusa 69 GPa, szakítószilárdsága pedig 310 MPa. A Ti-6Al-4V szabványos specifikációi a következők:
- AMS: 4911, 4928, 4965, 4967, 6930, 6931, T-9046, T9047
- ASTM: B265, B348, F1472
- MIL: T9046 T9047
- DMS: 1592, 1570
A 6. osztály 5% alumíniumot és 2,5% ónt tartalmaz. Ti-5Al-2,5Sn néven is ismert. Ezt az ötvözetet repülőgépvázakban és sugárhajtóművekben használják jó hegeszthetősége, stabilitása és magas hőmérsékleten való szilárdsága miatt. A 7-es osztály 0,12-0,25% palládiumot tartalmaz. Ez a minőség hasonló a 2-es minőséghez. A hozzáadott kis mennyiségű palládium fokozott repedéskorrózióállóságot biztosít alacsony hőmérsékleten és magas pH-értéknél. A 7H minőség megegyezik a 7-es minőséggel, fokozott korrózióállósággal. A 9-es osztály 3,0% alumíniumot és 2,5% vanádiumot tartalmaz. Ez az osztály kompromisszumot jelent a “tiszta” osztályok könnyű hegeszthetősége és gyárthatósága, valamint az 5. osztály nagy szilárdsága között. Általában a repülőgépek hidraulikacsöveiben és az atlétikai felszerelésekben használják. A 11. osztály 0,12-0,25% palládiumot tartalmaz. Ez a minőség fokozott korrózióállósággal rendelkezik. A 12. osztály 0,3% molibdént és 0,8% nikkelt tartalmaz. A 13., 14. és 15. fokozat 0,5% nikkelt és 0,05% ruthéniumot tartalmaz. A 16-os fokozat 0,04-0,08% palládiumot tartalmaz. Ez a minőség fokozott korrózióállósággal rendelkezik. A 16H minőség 0,04-0,08% palládiumot tartalmaz. A 17. osztály 0,04-0,08% palládiumot tartalmaz. Ez a minőség fokozott korrózióállósággal rendelkezik. A 18. osztály 3% alumíniumot, 2,5% vanádiumot és 0,04-0,08% palládiumot tartalmaz. Ez a minőség mechanikai tulajdonságait tekintve megegyezik a 9-es minőséggel. A hozzáadott palládium fokozott korrózióállóságot biztosít. A 19. osztály 3% alumíniumot, 8% vanádiumot, 6% krómot, 4% cirkóniumot és 4% molibdént tartalmaz. A 20. osztály 3% alumíniumot, 8% vanádiumot, 6% krómot, 4% cirkóniumot, 4% molibdént és 0,04-0,08% palládiumot tartalmaz. A 21. osztály 15% molibdént, 3% alumíniumot, 2,7% nióbiumot és 0,25% szilíciumot tartalmaz. A Ti-6Al-4V-ELI vagy TAV-ELI néven is ismert 23. osztály 6% alumíniumot, 4% vanádiumot, 0,13% (maximum) oxigént tartalmaz. Az ELI az Extra Low Interstitial rövidítése. A csökkentett köztes elemek, az oxigén és a vas javítják a képlékenységet és a törési szívósságot a szilárdság némi csökkenése mellett. A TAV-ELI a leggyakrabban használt orvosi implantátum minőségű titánötvözet. A Ti-6Al-4V-ELI szabványos specifikációi a következők:
- AMS: 4907, 4930, 6932, T9046, T9047
- ASTM: B265, B348, F136
- MIL: T9046 T9047
A 24-es osztály 6% alumíniumot, 4% vanádiumot és 0,04%-0,08% palládiumot tartalmaz. A 25. osztály 6% alumíniumot, 4% vanádiumot, 0,3-0,8% nikkelt és 0,04-0,08% palládiumot tartalmaz. A 26., 26H és 27. fokozat mindegyike 0,08-0,14% ruthéniumot tartalmaz. A 28. osztály 3% alumíniumot, 2,5% vanádiumot és 0,08-0,14% ruthéniumot tartalmaz. A 29. osztály 6% alumíniumot, 4% vanádiumot és 0,08-0,14% ruthéniumot tartalmaz. A 30. és 31. fokozat 0,3% kobaltot és 0,05% palládiumot tartalmaz. A 32. osztály 5% alumíniumot, 1% ónt, 1% cirkóniumot, 1% vanádiumot és 0,8% molibdént tartalmaz. A 33. és 34. fokozat 0,4% nikkelt, 0,015% palládiumot, 0,025% ruthéniumot és 0,15% krómot tartalmaz. A 35. osztály 4,5% alumíniumot, 2% molibdént, 1,6% vanádiumot, 0,5% vasat és 0,3% szilíciumot tartalmaz. A 36. osztály 45% niobiumot tartalmaz. A 37. osztály 1,5% alumíniumot tartalmaz. A 38. osztály 4% alumíniumot, 2,5% vanádiumot és 1,5% vasat tartalmaz. Ezt a minőséget az 1990-es években fejlesztették ki páncéllemezként való felhasználásra. A vas csökkenti a béta-stabilizátorként szükséges vanádium mennyiségét. Mechanikai tulajdonságai nagyon hasonlóak az 5. osztályúhoz, de jó hidegmegmunkálhatósága a 9. osztályúhoz hasonló.