In de internationale ASTM-norm voor naadloze buizen van titaan en titaanlegeringen worden de volgende legeringen genoemd, die de volgende behandeling moeten ondergaan:
“De legeringen kunnen in de volgende omstandigheden worden geleverd: De kwaliteiten 5, 23, 24, 25, 29, 35 of 36, gegloeid of verouderd; de kwaliteiten 9, 18, 28 of 38, koud bewerkt en spanningsarm gemaakt of gegloeid; de kwaliteiten 9, 18, 23, 28 of 29, getransformeerd in beta toestand; en de kwaliteiten 19, 20 of 21, in oplossing behandeld of in oplossing behandeld en verouderd.”
“Noot 1-H-materiaal is identiek aan de overeenkomstige numerieke kwaliteit (d.w.z. kwaliteitsklasse 2H = kwaliteitsklasse 2) met uitzondering van de hogere gegarandeerde minimale UTS, en kan altijd worden gecertificeerd als materiaal dat voldoet aan de vereisten van de overeenkomstige numerieke kwaliteit. De kwaliteiten 2H, 7H, 16H en 26H zijn in de eerste plaats bedoeld voor gebruik in drukvaten.”
“De H-kwaliteiten werden toegevoegd in antwoord op een verzoek van een gebruikersvereniging op basis van haar studie van meer dan 5200 commerciële testrapporten voor de kwaliteiten 2, 7, 16 en 26, waarbij meer dan 99% voldeed aan de minimale UTS van 58 ksi.”
Kwaliteit 1 is de meest taaie en zachtste titaanlegering. Het is een goede oplossing voor koudvervormen en corrosieve omgevingen. ASTM/ASME SB-265 geeft de normen voor commercieel zuivere titaanplaat en -plaat. Grade 2 ongelegeerd titaan, standaard zuurstof. Grade 2H ongelegeerd titaan (Grade 2 met 58 ksi minimale UTS). Kwaliteitsklasse 3 Ongelegeerd titaan, gemiddelde zuurstof. De graden 1-4 zijn ongelegeerd en worden beschouwd als commercieel zuiver of “CP”. Over het algemeen nemen de trek- en vloeisterkte toe met het graadnummer voor deze “zuivere” kwaliteiten. Het verschil in hun fysische eigenschappen is hoofdzakelijk te wijten aan de hoeveelheid interstitiële elementen. Zij worden gebruikt voor corrosiebestendige toepassingen waar kosten, fabricage- en lasgemak belangrijk zijn. Kwaliteit 5, ook bekend als Ti6Al4V, Ti-6Al-4V of Ti 6-4, niet te verwarren met Ti-6Al-4V-ELI (kwaliteit 23), is de meest gebruikte legering. Het heeft een chemische samenstelling van 6% aluminium, 4% vanadium, 0,25% (maximum) ijzer, 0,2% (maximum) zuurstof, en de rest titanium. Het is aanzienlijk sterker dan commercieel zuiver titaan (graden 1-4), terwijl het dezelfde stijfheid en thermische eigenschappen heeft (met uitzondering van de thermische geleidbaarheid, die bij graad 5 Ti ongeveer 60% lager is dan bij CP Ti). Een van de vele voordelen is dat het warmtebehandelbaar is. Deze kwaliteit is een uitstekende combinatie van sterkte, corrosiebestendigheid, lasbaarheid en bewerkbaarheid.
“Deze alfa-bèta-legering is de werkpaardlegering van de titaniumindustrie. De legering is volledig warmtebehandelbaar in doorsnedes tot 15 mm en wordt gebruikt tot ongeveer 400 °C (750 °F). Aangezien het de meest gebruikte legering is – meer dan 70% van alle gesmolten legeringstypes is een subkwaliteit van Ti6Al4V – wordt het gebruikt in vele luchtvaart- en motoronderdelen, maar ook in belangrijke niet-luchtvaarttoepassingen, met name in de scheepvaart, offshore en energieopwekking.”
“Toepassingen: Blades, schijven, ringen, casco’s, bevestigingsmiddelen, componenten. Vaten, kratten, naven, smeedstukken. Biomedische implantaten.”
Over het algemeen wordt Ti-6Al-4V gebruikt in toepassingen tot 400 graden Celsius. Het heeft een dichtheid van ongeveer 4420 kg/m3, een elasticiteitsmodulus van 120 GPa en een treksterkte van 1000 MPa. Ter vergelijking: gegloeid roestvast staal type 316 heeft een dichtheid van 8000 kg/m3, een modulus van 193 GPa en een treksterkte van 570 MPa. De getemperde aluminiumlegering 6061 heeft een dichtheid van respectievelijk 2700 kg/m3, een modulus van 69 GPa en een treksterkte van 310 MPa. De standaardspecificaties van Ti-6Al-4V omvatten:
- AMS: 4911, 4928, 4965, 4967, 6930, 6931, T-9046, T9047
- ASTM: B265, B348, F1472
- MIL: T9046 T9047
- DMS: 1592, 1570
Kwaliteitsklasse 6 bevat 5% aluminium en 2,5% tin. Het is ook bekend als Ti-5Al-2.5Sn. Deze legering wordt gebruikt in vliegtuigrompen en straalmotoren vanwege de goede lasbaarheid, stabiliteit en sterkte bij hoge temperaturen. Kwaliteit 7 bevat 0,12 tot 0,25% palladium. Deze legering is vergelijkbaar met legering 2. De kleine hoeveelheid palladium die is toegevoegd geeft het een verbeterde weerstand tegen spleetcorrosie bij lage temperaturen en hoge pH. Kwaliteit 7H is identiek aan kwaliteit 7, maar met een verhoogde corrosieweerstand. Grade 9 bevat 3,0% aluminium en 2,5% vanadium. Deze kwaliteit is een compromis tussen het las- en fabricagegemak van de “zuivere” kwaliteiten en de hoge sterkte van kwaliteit 5. Hij wordt algemeen gebruikt in hydraulisch buizenstelsel voor vliegtuigen en in sportuitrusting. Kwaliteit 11 bevat 0,12 tot 0,25% palladium. Deze kwaliteit is beter bestand tegen corrosie. Kwaliteit 12 bevat 0,3% molybdeen en 0,8% nikkel. Kwaliteiten 13, 14 en 15 bevatten 0,5% nikkel en 0,05% ruthenium. Rang 16 bevat 0,04 tot 0,08% palladium. Deze kwaliteit is beter bestand tegen corrosie. Klasse 16H bevat 0,04 tot 0,08% palladium. Kaliber 17 bevat 0,04 tot 0,08% palladium. Deze kwaliteit heeft een verhoogde weerstand tegen corrosie. Kwaliteitsklasse 18 bevat 3% aluminium, 2,5% vanadium en 0,04 tot 0,08% palladium. Deze kwaliteit is identiek aan kwaliteitsklasse 9 wat de mechanische eigenschappen betreft. Door het toegevoegde palladium is de corrosiebestendigheid groter. Kwaliteit 19 bevat 3% aluminium, 8% vanadium, 6% chroom, 4% zirkonium en 4% molybdeen. Kwaliteit 20 bevat 3% aluminium, 8% vanadium, 6% chroom, 4% zirkonium, 4% molybdeen en 0,04% tot 0,08% palladium. Kwaliteit 21 bevat 15% molybdeen, 3% aluminium, 2,7% niobium en 0,25% silicium. Kwaliteit 23, ook bekend als Ti-6Al-4V-ELI of TAV-ELI, bevat 6% aluminium, 4% vanadium en 0,13% (maximum) zuurstof. ELI staat voor Extra Low Interstitial. Verminderde interstitiële elementen zuurstof en ijzer verbeteren de vervormbaarheid en de breuktaaiheid met enige vermindering van de sterkte. TAV-ELI is de meest gebruikte titaanlegering voor medische implantaten. De standaardspecificaties van Ti-6Al-4V-ELI omvatten:
- AMS: 4907, 4930, 6932, T9046, T9047
- ASTM: B265, B348, F136
- MIL: T9046 T9047
Kwaliteit 24 bevat 6% aluminium, 4% vanadium en 0,04% tot 0,08% palladium. Kwaliteit 25 bevat 6% aluminium, 4% vanadium en 0,3% tot 0,8% nikkel en 0,04% tot 0,08% palladium. Kwaliteiten 26, 26H, en 27 bevatten 0,08 tot 0,14% ruthenium. Kwaliteit 28 bevat 3% aluminium, 2,5% vanadium en 0,08 tot 0,14% ruthenium. Kwaliteitsklasse 29 bevat 6% aluminium, 4% vanadium en 0,08 tot 0,14% ruthenium. Kwaliteiten 30 en 31 bevatten 0,3% kobalt en 0,05% palladium. Kwaliteit 32 bevat 5% aluminium, 1% tin, 1% zirkonium, 1% vanadium en 0,8% molybdeen. Kwaliteiten 33 en 34 bevatten 0,4% nikkel, 0,015% palladium, 0,025% ruthenium, en 0,15% chroom. Kwaliteit 35 bevat 4,5% aluminium, 2% molybdeen, 1,6% vanadium, 0,5% ijzer en 0,3% silicium. Kwaliteit 36 bevat 45% niobium. Kwaliteit 37 bevat 1,5% aluminium. Kwaliteitsklasse 38 bevat 4% aluminium, 2,5% vanadium en 1,5% ijzer. Deze kwaliteit werd in de jaren negentig ontwikkeld voor gebruik als pantserplaat. Het ijzer vermindert de hoeveelheid vanadium die nodig is als bètastabilisator. De mechanische eigenschappen zijn zeer vergelijkbaar met Grade 5, maar heeft een goede koude verwerkbaarheid vergelijkbaar met grade 9.