‌‌

Ti Grade 5 ELI / UNS R56401

Ti Grade 5 ELI (ASTM Grade 23 · Ti-6Al-4V ELI)

ASTM Grade 23 · Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial) · UNS R56407 (ASTM B265 / B348 Grade 23) ve UNS R56401 (ASTM F136, cerrahi implant) · W.Nr. 3.7165 · ALFA-BETA (iki fazlı) titanyum alaşımı. Grade 5 ile AYNI ALAŞIMDIR; ayrım arayer (interstitial) element tavanlarındadır. ASTM B265 / B348 Grade 23 sınırları: Al %5,5-6,5 · V %3,5-4,5 · O en çok %0,13 · Fe en çok %0,25 · N en çok %0,03 · C en çok %0,08 · H en çok %0,0125 · kalan Ti. Yoğunluk 4,42 g/cm³. Tavlı (annealed) durumda tedarik edilir.

Karıştırılmaması gerekenler

Ti Grade 5

Ne için

Kırılma tokluğu, yorulma çatlağı ilerleme direnci ve düşük sıcaklık sünekliğinin mukavemetin önüne geçtiği işler için alınır: kalça ve diz protezi, omurga implantı, kemik vidası ve plakası, diş implantı, cerrahi alet; kriyojenik servis parçaları;

Formlar

Yuvarlak çubuk · lama · levha · sac · boru · dövme. Tüm formlar sipariş bazında temin edilmektedir.

Standartlar

AMS (dört ve daha fazla bağımsız kaynakla doğrulanmış): 4907 — ELI sac, şerit ve levha, tavlı · 4930 — ELI çubuk, tel, dövme ve halka, tavlı · 6932 — ELI çubuk, dövme ve dövme taslağı, tavlı. MIL karşılığı: AMS-T-9046 / MIL-T-9046 Tip AB-2 (ELI sac, şerit, levha) · AMS-T-9047 ELI (çubuk). ASTM: B265 / ASME SB-265 Grade 23 (şerit, sac, levha; UNS R56407) · B348 / ASME SB-348 Grade 23 (çubuk ve kütük; UNS R56407) · B381 Kalite F-23 (dövme) · F136 (cerrahi implant, UNS R56401). Kaynak: AWS A5.16 / ASME SFA-5.16 ERTi-23 (ELI) çubuk.
İSİMLENDİRME — ‘Ti GRADE 5 ELI’ DİYE BİR ASTM SINIFI YOKTUR. ASTM’de ekstra düşük arayer (ELI) sınıfı GRADE 23’tür. Dört bağımsız kayıt bunu doğrular: (1) ASTM International’ın kendi kapsam metni, ASTM B348/B348M içinde ‘Grade 23—UNS R56407.

Artısı

Aynı alaşımda arayer element tavanlarının birlikte indirilmesi. Grade 5’e göre oksijen tavanı %0,20’den %0,13’e (−%35), demir %0,40’tan %0,25’e (−%37,5), azot %0,05’ten %0,03’e (−%40), hidrojen %0,015’ten %0,0125’e (−%17) iner.

Kaynak

Dolgu metali: AWS A5.16 / ASME SFA-5.16 ERTi-23 (ELI) çubuk. TWI, ELI dolgu metallerinin kaynak metalinde süneklik ve tokluk kazanmak için kullanıldığını, alfa-beta alaşımlarında alaşımsız dolgunun da beta faz miktarını düşürerek aynı amaca hizmet ettiğini bildirir. ÖN TAV GEREKMEZ.

Sınırları

MUKAVEMET İÇİN SEÇİLMEZ. ASTM B265 / B348 alt sınırları Grade 5’in altındadır (828 / 759 MPa’ya karşı 895 / 828 MPa); yüksek akma isteyen bir resimde ELI yanlış seçimdir. ELI TAVLI OLARAK TEDARİK EDİLİR: doğrulanan üç ELI AMS şartnamesinin (4907, 4930, 6932) üçü de TAVLI durumu tanımlar.

TEKLİF İSTE Tüm titanyum alaşımları →TEKNİK DETAYLAR ↓

Veriler üretici veri sayfalarından derlenmiştir · sipariş öncesi güncel şartnameden teyit ediniz

‌‌

Bu sayfada · tıklayın, ilgili bölüme gider

Ti-6Al-4V ELI NedirÜrün Formuna Göre StandartlarASME Kod Kabulü ve Azami Kod SıcaklıklarıStandardı OLMAYAN Ürün FormlarıKimyasal BileşimMekanik DeğerlerFiziksel ÖzelliklerIsıl İşlem ve Isıl KararlılıkKaynakTalaşlı İmalatKorozyonSık Sorulan SorularYaygın Veri Sayfası Hataları ve Satın Alma Tuzakları

Ti Grade 5 ELI; Titanium – 6%Al – 4%V, extra low interstitial, (ELI)‌‌

Ti-Grade 5’in bir varyantıdır ve iyi biyo uyumluluk, mükemmel kırılma tokluğu ve çatlama yayılım özellikleri nedeniyle medikal uygulamalarda kullanılır. -253 ° C’ye kadar düşük sıcaklıklarda bile tokluğunu korur. Bu özelliklerin yanı sıra düşük elastik modülü ve iyi yorulma mukavemeti, oksijen ve demir gibi alaşımların nispeten düşük içeriği nedeniyle ortaya çıkmaktadır.

Uygulama Alanları: Medikal teknolojiler‌‌

İşlenebilirlik: Ti-6Al-4V’ye benzer şekilde işlenebilir, ancak düşük oksijen içeriği sayesinde daha kolay işlenebilir. CNC makineleri, frezeleme, tornalama ve delme gibi işlemlerle işlenebilir. Ayrıca, daha iyi işlenebilirlik, yüksek hassasiyetli parçaların üretimini mümkün kılar.

İşlenebilirlik İpuçları:‌‌

Makine İşleme: Düşük oksijen içeriği, kesici takımlar için daha az aşındırma anlamına gelir, bu da işlem sırasında daha uzun ömür sağlar.
Kaynak: TIG (Tungsten Inert Gas) kaynağı için uygundur. Kaynak sırasında, inert gazlarla (örneğin argon) koruma sağlanmalıdır.‌‌

Avantajları

Düşük interstisyel element içeriği sayesinde birçok alanda üstün özellikler sunar. Bu avantajlar arasında:‌‌

Biyouyumluluk:
- Tıbbi implantlar gibi biyomedikal uygulamalar için özellikle önemlidir. Düşük oksijen seviyesi, daha az oksitlenme ve daha pürüzsüz yüzeyler sağlar, bu da dokularla uyumluluğu artırır ve biyolojik reaksiyonları minimize eder.
‌‌
Daha İyi İşlenebilirlik:
- Düşük oksijen içeriği, alaşımın işlenmesini kolaylaştırır. Özellikle yüksek hassasiyetli parçalar üretiminde, Ti Grade 5 ELI, işlenebilirlik açısından standart Ti-6Al-4V’ye göre avantaj sağlar.
‌‌
Yüksek Mukavemet/Ağırlık Oranı:
- Hafifliğini koruyarak yüksek mukavemet sunar, bu da onu havacılık ve uzay endüstrisi gibi uygulamalar için ideal hale getirir.
‌‌
Yüksek Korozyon Direnci:
- Kimyasal ve deniz ortamlarına karşı yüksek korozyon direnci gösterir. Bu nedenle, petrokimya, denizcilik ve enerji sektörlerinde de tercih edilir.
‌‌
Daha İyi Tokluk:
- Düşük oksijen içeriği, alaşımın daha yüksek tokluk göstermesini sağlar. Bu, yüksek darbeye dayalı uygulamalarda avantaj sağlar.
‌‌

Kimyasal Kompozisyon	Değer	Mekanik Özellikleri 20°C	Değer	Fiziksel Özellikleri 20°C	Değer
C %	≤ 0.08‌‌	0.2% Akma Dayanımı Rp N/mm²	≥ 760‌‌	Yoğunluk gr/cm³	≥ 4.45‌‌
V %	3.50-4.50‌‌	Çekme Dayanımı Rm N/mm²	≥ 825‌‌	Özgül Isı Kapasitesi J/kg K	≥ 560‌‌
N %	≤ 0.05‌‌	Uzama	≥ %10‌‌	Termal İletkenlikW/m K	≥ 6.9‌‌
Ti %	Rest‌‌	Elastiklik Modulü kN/mm²	114‌‌	Elektrik Direnci Ω mm²/m	≥ 1.71‌‌
Al %	5.50-6.50‌‌		‌‌		‌‌
Fe %	≤ 0.25‌‌		‌‌		‌‌
O %	≤ 0.13‌‌		‌‌		‌‌
H %	≤ 0.0125‌‌		‌‌		‌‌

Benzer ürünler‌‌

Ti Grade 1 · Ti Grade 2 · Ti Grade 4 · Ti Grade 5 · Tüm titanyum alaşımlar →

‌‌

Standartlar ve Karşılıkları · Ti Grade 5 ELI

‌‌

Ticari ad	Ti Grade 5 ELI‌‌
UNS	R56401‌‌
AMS	4930 · 4931 (çubuk, dövme, halka) 4907 (levha, sac)‌‌
Temin edilebilen formlar	Yuvarlak çubuk · Lama · Levha · Sac · Boru · Dövme Tüm formlar sipariş bazlı temin edilmektedir.‌‌

‌‌

Ti-6Al-4V ELI Nedir — ve Grade 5 ile Grade 23 Neden AYNI MALZEME DEĞİLDİR

‌‌

KARŞILAŞTIRMA

Tek ölçüt: ŞARTNAME TAVANLARI ve ŞARTNAME ALT SINIRLARI (tipik değil). Kimyasal tavanlar ASTM B265 / B348 Tablo 1’den, çekme değerleri Tablo 2’den; implant satırları ASTM F1472 ve ASTM F136’dan. Ürün formu tavlı (annealed) durumdur. Üretici tipik değerleri bu alt sınırların üzerindedir.

Kalite	UNS	W.-Nr.	Standart	Alüminyum	Vanadyum	Oksijen maks	Demir maks	Azot maks	Karbon maks	Hidrojen maks	Çekme min MPa	Akma min MPa	Uzama min	Not
Ti Grade 5 (Ti-6Al-4V)‌‌	UNS R56400	3.7165‌‌	ASTM B265 / B348 Grade 5	%5,5-6,75‌‌	%3,5-4,5	%0,20‌‌	%0,40	%0,05‌‌	%0,08	%0,015‌‌	895	828‌‌	%10	Havacılık yapısal kalitesi. Çözelti tavı + yaşlandırma (STA) ile mukavemet kazanır.‌‌
Ti Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI)	UNS R56407‌‌	3.7165	ASTM B265 / B348 Grade 23‌‌	%5,5-6,5	%3,5-4,5‌‌	%0,13	%0,25‌‌	%0,03	%0,08‌‌	%0,0125	828‌‌	759	%10‌‌	ELI = Extra Low Interstitial. Kırılma tokluğu ve kriyojenik davranış için arayer elementleri düşürülmüştür.
Ti-6Al-4V — cerrahi implant (ASTM F1472)‌‌	UNS R56400	—‌‌	ASTM F1472	%5,5-6,75‌‌	%3,5-4,5	%0,20‌‌	%0,30	%0,05‌‌	%0,08	%0,015‌‌	930	860‌‌	%10	Demir tavanı B348’e göre %0,40’tan %0,30’a iner. Bu satır TEK KAYNAKLIDIR (GE Additive / Arcam).‌‌
Ti-6Al-4V ELI — cerrahi implant (ASTM F136)	UNS R56401‌‌	—	ASTM F136‌‌	%5,5-6,5	%3,5-4,5‌‌	%0,13	%0,25‌‌	%0,05	%0,08‌‌	%0,012	860‌‌	795	%10‌‌	AZOT tavanı B265/B348 Grade 23’ten (%0,03) YÜKSEKTİR (%0,05); hidrojen tavanı ise daha düşüktür (%0,012).

‌‌

Ek bilgiler

Iliski	İKİ KALİTE AYNI ALAŞIMDIR: Al ve V aralıkları neredeyse aynıdır (üst Al sınırı %6,75’ten %6,5’e iner). AYRIM YALNIZCA ARAYER (interstitial) ELEMENT TAVANLARINDADIR: oksijen %0,20’den %0,13’e (−%35), demir %0,40’tan %0,25’e (−%37,5), azot %0,05’ten %0,03’e (−%40), hidrojen %0,015’ten %0,0125’e (−%17) iner. Bunun bedeli mukavemettir: çekme alt sınırı 895 MPa’dan 828 MPa’ya (−%7,5), akma alt sınırı 828 MPa’dan 759 MPa’ya (−%8,3) düşer. Kazanç kırılma tokluğu, yorulma çatlağı ilerleme direnci ve düşük sıcaklık sünekliğidir.‌‌
Mekanizma	Oksijen ve azot alfa titanyumun sıkı paket hegzagonal kafesinde oktahedral arayer boşluklarına girer ve asimetrik kafes çarpılması yaratır; bu gerilme alanı dislokasyon kaymasını engeller (arayer katı çözelti sertleşmesi). Mukavemet artar, çatlak ucunda plastik deformasyon kapasitesi düşer; kırılma tokluğu ve düşük sıcaklık sünekliği geriler. Demir beta fazını kararlı kılar ve tane sınırlarında ayrışabilir. ELI’de bu dört elementin tavanının birlikte indirilmesinin amacı budur; ELI ayrı bir alaşım DEĞİL, aynı alaşımın daha dar arayer bandıdır.‌‌
Uyarı	UNS NUMARALARI KARIŞIR: Grade 5 = R56400. ELI tarafında İKİ numara vardır — ASTM B265 / B348 Grade 23 = UNS R56407, ASTM F136 (cerrahi implant) = UNS R56401. İkisi aynı alaşımdır ama azot ve hidrojen tavanları farklıdır. Sipariş yalnızca ‘Ti-6Al-4V ELI’ diye verilirse hangi tavanın uygulanacağı belirsizdir; şartname numarası ve kalite numarası birlikte yazılmalıdır.‌‌

ASTM F1472 satırındaki demir tavanı (%0,30) ve ASTM F136 satırındaki çekme/akma alt sınırları (860 / 795 MPa) TEK KAYNAKTAN (GE Additive / Arcam) gelmektedir; dört kaynakla teyit edilmemiştir. ASTM B265 / B348 Grade 23 alt sınırları (828 / 759 MPa) iki bağımsız kaynakla (TIMET, United Performance Metals) doğrulanmıştır; dört kaynağa ulaşılamamıştır. ASTM F136’nın büyük kesitler için (44,45 mm üzeri) daha düşük değerler verdiği United Performance Metals tablosunda görülmektedir; kart tek bir alt sınır yazmamaktadır.

Titanyum Grade 23, ticari adıyla Ti-6Al-4V ELI (“Extra Low Interstitial” — çok düşük arayer elementli), dünyanın en çok kullanılan titanyum alaşımının arayer elementleri bilinçli olarak sıkılaştırılmış sürümüdür. Nominal bileşim aynıdır: %6 alüminyum, %4 vanadyum, kalan titanyum, ve mikroyapı yine bir α+β alaşımıdır. Değişen tek şey, oksijen, azot, demir ve hidrojen tavanlarıdır. Ve bu “tek şey”, alaşımın bütün varlık sebebidir.‌‌

Önce en kritik uyarı: “Grade 5” ile “Grade 5 ELI / Grade 23” aynı malzeme değildir ve birbirinin yerine sipariş edilemez. Piyasada “Ti Grade 5 ELI” ifadesi çok yaygındır ve pratikte Grade 23 kastedilir — ama bu resmî bir ASTM kalite adı değildir. ASTM’de yalnızca iki ayrı kalite vardır: Grade 5 (R56400) ve Grade 23 (R56407). Bir sertifikada “Grade 5” yazıyorsa elinizdeki malzeme ELI değildir, uzama ve oksijen değerleri ne olursa olsun.

Grade 5 ile Grade 23 — Dört Sayının Yarattığı Fark

‌‌

Oksijen	Grade 5: ≤%0,20 · Grade 23: ≤%0,13. Farkın tamamının yaklaşık dörtte üçü budur. Oksijen α fazında arayer konumlarına girer, kayma sistemlerini kilitler, dayanımı yükseltir ve kırılma tokluğunu ile düşük sıcaklık sünekliğini düşürür. Mutlak fark yalnızca %0,07‘dir — yani 700 ppm — ve ticari sonucun tamamı bu 700 ppm’dir‌‌
Demir	Grade 5: ≤%0,40 (ASTM) veya ≤%0,30 (AMS ve Avrupa fabrika geleneği) · Grade 23: ≤%0,25. Demir tek β kararlaştırıcıdır; tane sınırlarında β miktarını ve segregasyonu artırır, tokluğu ve temizliği düşürür‌‌
Azot	Grade 5: ≤%0,05 · Grade 23: ≤%0,03 (ASTM B265/B348/B861/B862). [Çelişki — önemli] Avrupa fabrika sayfaları ve ASTM F136 ELI için %0,05 yazar. Azot ağırlık başına oksijenden yaklaşık iki kat güçlü bir gevrekleştiricidir; sıkı azot isteniyorsa sipariş metninde ASTM Grade 23 açıkça belirtilmelidir‌‌
Hidrojen	Grade 5: ≤%0,015 · Grade 23: ≤%0,0125 (ASTM). [Çelişki] Bazı Avrupa ve implant sayfaları %0,012, bazıları %0,015 verir. Hidrojen bir mukavemet parametresi değil, gevrek hidrür oluşumuna karşı bir güvenlik tavanıdır‌‌
Alüminyum üst sınırı	Grade 5: %5,50–6,75 · Grade 23: %5,50–6,50. Neredeyse hiç kimse yazmaz ama gerçektir: ELI’nin alüminyum bandı üstten 0,25 puan daraltılmıştır. Yüksek alüminyum Ti₃Al (α₂) oluşumunu ve gevrekleşmeyi teşvik eder‌‌
Karbon · vanadyum	Değişmez. C ≤%0,08 ve V %3,50–4,50 her iki kalitede aynıdır. ELI bir “daha saf titanyum” değildir; seçici olarak sıkılaştırılmış bir titanyumdur‌‌

Ve şimdi bedeli: ELI, şartname üzerinde daha ZAYIFTIR

Bu, ELI hakkındaki en sık gizlenen gerçektir ve dürüstçe söylenmelidir. Oksijen bir mukavemetlendiricidir; onu çıkardığınızda dayanım da gider. ASTM asgarileri:‌‌

Şartname Asgarileri — Yan Yana

Çekme dayanımı (Rm)‌‌	Grade 5: ≥895 MPa (130 ksi) · Grade 23: ≥828 MPa (120 ksi) — 67 MPa, yani %7,5 daha düşük
Akma dayanımı (Rp0,2)‌‌	Grade 5: ≥828 MPa (120 ksi) · Grade 23: ≥759 MPa (110 ksi) — 69 MPa, yani %8,3 daha düşük
Uzama‌‌	Her ikisi de ≥%10. Şartname minimumu aynıdır — ELI’nin süneklik avantajı minimumda değil, tipik değerlerde ve kırılma davranışında ortaya çıkar
Kesit daralması‌‌	ELI için ≥%25 asgari, tipik %45 (üretici verisi)
Ne kazanıldı‌‌	Kırılma tokluğu, çatlak toleransı, kriyojenik davranış ve kaynak sünekliği. Aşağıdaki “Mekanik Değerler” bölümünde sayılarla

Ticari sonuç tek cümlede: ELI, dayanımın bir kısmını çatlak toleransı karşılığında satın alır. Bu takas, parçanın gerilme altında kopmasından değil, bir çatlağın büyümesinden korkuyorsanız doğrudur: yük taşıyan implantlar, kriyojenik basınç kapları, derin deniz donanımı, kırılma-kritik havacılık parçaları. Statik dayanımla boyutlandırılmış bir parçada ELI’ye geçmek ise fiyat ödeyip performans kaybetmektir.‌‌

Kimlik Numaraları — Burada Üç Ayrı Tuzak Vardır

UNS: R56407 mi, R56401 mi?‌‌	İKİSİ DE GERÇEKTİR VE FARKLI BELGELERE AİTTİR. Güncel ASTM B-serisi kapsam metinleri (B348, B861, B862, B381, B863) Grade 23’ü UNS R56407 olarak tanımlar. Buna karşılık ASTM F136‘nın resmî başlığı UNS R56401 der. Avrupa fabrika sayfalarının çoğu da R56401 yazar. Sipariş metninde UNS numarası tek başına kullanılmamalı; şartname adı ve kalite numarası birlikte yazılmalıdır
W.Nr.: ELI’nin AYRI bir numarası YOKTUR‌‌	Avrupa’da Grade 23 için de 3.7165 kullanılır — yani Grade 5 ile AYNI Werkstoffnummer. Altı bağımsız Alman ve İsviçreli tedarikçi bunu böyle yayımlar. Bu yüzden ELI, W.Nr. ile sipariş EDİLEMEZ. Ayrıca 3.7164 havacılık malzeme numarasıdır ve o da Ti-6Al-4V’tir
3.7235 ELI DEĞİLDİR‌‌	Yaygın ve ciddi bir hatadır. 3.7235, Titanyum Grade 7 (Ti-0,2Pd, UNS R52400) yani paladyum katkılı ALAŞIMSIZ titanyumdur — Ti-6Al-4V ile hiçbir ilgisi yoktur. Beş bağımsız Avrupa tedarikçisi 3.7235’i Grade 7 olarak listeler. Bir teklifte “Ti-6Al-4V ELI, 3.7235” görüyorsanız o teklif iki farklı malzemeyi birleştirmiştir
“Grade 5 ELI” bir ASTM adı değildir‌‌	Ticari bir kısaltmadır ve pratikte Grade 23 kastedilir. Sertifikada geçerli tek ad “Grade 23″dür. Sipariş metnine “Grade 5 ELI” yazmak, tedarikçiye Grade 5 gönderme mazereti verir

Ürün Formuna Göre Standartlar‌‌

ÜRÜN FORMUNA GÖRE STANDARTLAR

‌‌

Ürün formu	Standartlar
Sac · şerit · levha	AMS 4907 (ELI sac, şerit ve levha, tavlı) · AMS-T-9046 / MIL-T-9046 Tip AB-2 · ASTM B265 / ASME SB-265 Grade 23 (UNS R56407) · ASTM F136 (UNS R56401)‌‌
Yuvarlak çubuk · lama · kütük	AMS 4930 (ELI çubuk, tel, dövme ve halka, tavlı) · AMS 6932 (ELI çubuk, dövme ve dövme taslağı, tavlı) · AMS-T-9047 ELI · ASTM B348 / ASME SB-348 Grade 23 (UNS R56407) · ASTM F136 (UNS R56401)‌‌
Dövme	AMS 4930 · AMS 6932 · ASTM B381 Kalite F-23 (ASTM kapsam metni: ‘6 % aluminum, 4 % vanadium, extra low interstitials, ELI’)‌‌
Cerrahi implant	ASTM F136 — Wrought Titanium-6Aluminum-4Vanadium ELI (Extra Low Interstitial) Alloy for Surgical Implant Applications, UNS R56401. Grade 5’in implant şartnamesi olan ASTM F1472 (UNS R56400) BU KALİTEYE AİT DEĞİLDİR.‌‌
Isıl işlem durumu	TAVLI (annealed). Doğrulanan üç ELI AMS numarasının (4907, 4930, 6932) üçü de tavlı durumu tanımlar. ELI için çözelti tavı + yaşlandırma (STA) tanımlayan bir AMS numarası doğrulanamamıştır; STA gerekiyorsa Grade 5 ve AMS 4965 kullanılır.‌‌
Kaynak dolgusu	AWS A5.16 / ASME SFA-5.16 ERTi-23 (ELI). AMS 4956 (ELI kaynak teli) yalnızca tek kaynakta bulunduğu için yazılmamıştır.‌‌
Muayene · Avrupa · belge	AMS 2631 — titanyum çubuk, kütük ve levhanın ULTRASONİK MUAYENESİ; malzeme şartnamesi DEĞİLDİR. W.Nr. 3.7165 Grade 5 ile ORTAKTIR ve tek başına ELI’yi tanımlamaz. EN 10204 bir malzeme şartnamesi değildir; 2.2 / 3.1 / 3.2 muayene belgesi türünü tanımlar.‌‌

AMS numaraları önce, ASTM numaraları sonra yazılmıştır. AMS 4911, 4928, 4965, 4967, 6930 ve 6931 GRADE 5 numaralarıdır ve bu haritada YER ALMAZ. AMS 4931 (ELI çift tavlı çubuk) üç kaynakta bulundu ve dört kaynağa ulaşılamadığı için haritaya alınmadı; ELI’ye ait olduğu standart_notu içinde belirtildi. Grade 23 için doğrulanmış bir AMS boru/tüp numarası bulunamamıştır; ASTM B861 / B862 / B863 kapsamında Grade 23 bulunduğu da dört kaynakla doğrulanamamıştır.

Grade 23, Grade 5’in standart haritasının neredeyse tamamını paylaşır — ama iki önemli boşluk ve bir büyük ayrışma vardır. Boşluklar tüp ve dökümdür; ayrışma ise endüstriyel (B-serisi) ile implant (F-serisi) yollarının aynı malzemeyi farklı numara ve farklı kimya sınırlarıyla tanımlamasıdır.‌‌

Ürün Formuna Göre Standartlar · Ti Grade 23 / Ti-6Al-4V ELI

Şerit · sac · levha‌‌	ASTM B265 Gr 23 / ASME SB-265 · AMS 4907 (6Al-4V ELI sac, şerit, levha — tavlı)
Çubuk · bar · kütük‌‌	ASTM B348 Gr 23 / ASME SB-348 · AMS 4930 (bar, tel, dövme, halka — tavlı) · AMS 4931 · AMS 4996 (kütük) · AMS 6932
Dövme‌‌	ASTM B381 kalite F-23 · AMS 4930 · implant dövme için ASTM F620
Tel‌‌	ASTM B863 Gr 23 (kapsam metni Grade 23’ü adıyla sayar) · AMS 4930
Dikişsiz boru‌‌	ASTM B861 Gr 23 — kapsamdadır
Dikişli boru‌‌	ASTM B862 Gr 23 — kapsamdadır
Isı değiştirici tüpü‌‌	YOK. ASTM B338 kapsamında ne Grade 5 ne de Grade 23 vardır — 28 kalitenin hiçbiri Ti-6Al-4V değildir. “ASTM B338 Grade 23 tüp” diye bir ürün yoktur
Kaynaklı fitting‌‌	ASTM B363. Grade 23’ün kapsamda olduğu bağımsız doğrulanamadı — güncel baskıdan teyit edin
Flanş‌‌	Titanyuma özgü flanş malzeme şartnamesi yoktur. ASTM B381 F-23 dövmeden imal edilir; boyut ve basınç sınıfı ASME B16.5‘e göredir
Cıvata · somun‌‌	ASTM F468 / F467. Fabrika listeleri Ti-6Al-4V’ü bu şartnamelerde gösterir; ELI kalitesinin kapsamda olduğu bağımsız doğrulanamadı
Döküm‌‌	ELI DÖKÜM YOKTUR. ASTM B367‘nin tek Ti-6Al-4V döküm kalitesi C-5 (UNS R56409)‘tir ve bu standart Grade 5 bileşimidir. Standartlaşmış bir “ELI döküm” diye bir ürün yoktur
Çıplak kaynak teli‌‌	AWS A5.16 ERTi-23 · AMS 4956. (Grade 5 ana metal için eşleşen tel ERTi-5 / AMS 4954‘tür — ama ELI teli Grade 5 üzerinde de bilinçli olarak kullanılır)
Örtülü elektrot‌‌	YOK ve olmayacak. Titanyum SMAW ile kaynaklanmaz; cüruf ve örtü kaynak banyosunu oksijen ve azottan koruyamaz
Cerrahi implant‌‌	ASTM F136 (dövme Ti-6Al-4V ELI, UNS R56401) — ELI’nin implant dünyasındaki asıl belgesidir · ASTM F620 (α+β durumda implant dövmeleri) · ISO 5832-3 — DİKKAT: ISO 5832-3 ELI DEĞİLDİR, aşağıya bakın
Eklemeli imalat (AM)‌‌	ASTM F3001 — “Additive Manufacturing Titanium-6 Aluminum-4 Vanadium ELI with Powder Bed Fusion”. Standart kalitenin karşılığı ASTM F2924‘tür. Toz yatağı füzyonunda ELI ile standart kalitenin AYRI standartları vardır ve karıştırılmamalıdır
ASME Bölüm IX‌‌	Titanyum ana metaller P-No. 51–53, dolgu metalleri F-No. 51–56 grubundadır. Ti-6Al-4V ve ELI için kalite düzeyindeki atama QW/QB-422’nin güncel baskısından teyit edilmelidir
Avrupa‌‌	W.Nr. 3.7165 — Grade 5 ile aynı numara; EN adı TiAl6V4, ELI ayrımı ad ekiyle yapılır. DIN 17851, 17860, 17862, 17864. Havacılık numarası 3.7164

ISO 5832-3 hakkında yayımlanması gereken uyarı‌‌

ISO 5832-3, sanıldığının aksine ELI standardı DEĞİLDİR. Standardın kendi bileşim tablosu oksijeni ≤%0,20, demiri ≤%0,30, alüminyumu %5,5–6,75 olarak verir — yani standart Grade 5 bileşimi. Standart yalnızca, metin içinde “oksijen ve demir için daha kısıtlayıcı sınırlar taşıyan bir kalite ELI adıyla bilinir” diye bir not düşer; ELI’yi kendi tablosunda tanımlamaz.
ISO 5832-3’ün mekanik asgarileri de ASTM’den farklıdır: en büyük boyutu 75 mm’ye kadar olan çubuk ve saclar için Rm ≥860 MPa, Rp0,2 ≥780 MPa, uzama ≥%8 (sac) veya ≥%10 (çubuk).
Pratik sonuç: bir implant siparişinde “ISO 5832-3” yazmak ELI istemek anlamına gelmez. ELI isteniyorsa ASTM F136 (veya açıkça “ISO 5832-3, ELI kalitesi, O ≤%0,13”) yazılmalıdır. Bu, implant tedarik zincirinde gördüğümüz en pahalı tek hatadır.

ASME Kod Kabulü ve Azami Kod Sıcaklıkları‌‌

Burada iki ayrı sorunun karıştırılmaması gerekir. Birincisi: “ASME bu malzemenin şartnamesini kabul etmiş mi?” İkincisi: “ASME bu kalite için tasarım gerilmesi yayımlamış mı?” Kod işinde belirleyici olan ikincisidir.

Kod Durumu · Ti Grade 23

‌‌

Malzeme şartnamesi kabulü	Vardır. ASME SB-265 ve SB-348, ASTM B265 ve B348’in ASME Bölüm II Kısım B karşılıklarıdır ve Grade 23 bu şartnamelerin kalite listesindedir. Boru tarafında SB-861 / SB-862 de aynı şekilde‌‌
Tasarım gerilmesi (II-D) listesi	DOĞRULANAMADI. Titanyum Enstitüsü’nün 2020 tarihli kod sunumu “Bölüm VIII Div. 1 yapımı için hâlihazırda 17 titanyum kalitesi onaylıdır” der ve gerilme grafiklerinde Grade 1, 2, 2H, 12 ve 28‘i gösterir; Ti-6Al-4V ve ELI sunumda hiç anılmaz. Grade 23’ü basınçlı kap veya kod borulaması malzemesi olarak teklif etmeden önce güncel ASME II Kısım D Tablo 1B’den teyit alın‌‌
Titanyum için yayımlanan sıcaklık aralığı	Aynı sunumdaki VIII Div. 1 izin verilen gerilme eğrileri 600 °F (315 °C)‘ye kadar çizilir. Titanyumun kod tavanı bu mertebededir‌‌
Malzemenin kendi tavanı	Üretici, Ti-6Al-4V için yaklaşık 350 °C (660 °F)‘ye kadar servis önerir. Bu bir malzeme tavsiyesidir, kod limiti değildir — ikisini asla aynı tabloda göstermeyin‌‌
Pratik sonuç	Kod kapsamındaki bir titanyum kap veya ısı değiştirici için doğru cevap neredeyse her zaman Ti Grade 2‘dir (veya Gr 12 / Gr 7 / Gr 28). Grade 23 bir kod malzemesi değil, bir yapısal ve kırılma-kritik malzemedir‌‌

Buna karşılık ELI’nin kendi düzenleyici dünyası çok güçlüdür: tıbbi cihazda ASTM F136, havacılıkta AMS 4907 / 4930 / 4931 / 4956, eklemeli imalatta ASTM F3001 yolu tam anlamıyla kurulmuştur. Grade 23, “kodda yok” diye zayıf bir malzeme değildir; sadece ASME basınç kodu onun pazarı değildir.

Standardı OLMAYAN Ürün Formları — Ticari Olarak En Değerli Bölüm‌‌

Satış mühendislerinizin ezberlemesi gereken bölüm budur.

R56407 / R56401 için Şartname Boşlukları

‌‌

Isı değiştirici tüpü	ASTM B338 kapsamında Ti-6Al-4V hiç yoktur — ne Grade 5 ne Grade 23. B338 alaşımsız kaliteler, Pd/Ru katkılı kaliteler, Gr 9 ve Gr 12 üzerine kuruludur. Dürüst cevap: ısı değiştiricide belirleyici olan korozyon ve genişletilebilirliktir, dayanım değil; doğru malzeme Grade 2 veya Gr 12’dir. Yüksek basınç gerekiyorsa Grade 9 (Ti-3Al-2,5V) tam bu boşluk için vardır. Ti-6Al-4V boru gerekiyorsa B861 / B862 yoluna geçilir — ama bu “tüp” değil “boru”dur‌‌
Döküm ELI	Yoktur. ASTM B367’nin tek Ti-6Al-4V döküm kalitesi C-5 (R56409)‘tir ve standart Grade 5 bileşimindedir. Üstelik dökümün doğası gereği oksijen kontrolü dövme ürüne göre çok daha zordur: ergitme, kalıp reaksiyonu ve HIP süreçleri arayer alımı riski taşır. “ELI döküm kalça kupası” siparişi metalurjik olarak da şartname olarak da karşılıksızdır. Çözüm: dövme veya bar işleyin‌‌
Örtülü elektrot	Yoktur ve olmayacaktır — titanyum SMAW ile kaynaklanmaz‌‌
Flanş şartnamesi	Titanyuma özgü flanş malzeme şartnamesi yoktur. Nikel alaşımlarında B462 ne ise burada o rolü B381 F-23 dövme üstlenir. Sipariş metni: “ASME B16.5 Class ___ WN RF flanş, malzeme ASTM B381 Gr F-23“‌‌
STA (çözelti + yaşlandırma) ELI	Şartname yolu fiilen yoktur ve olmaması mantıklıdır. Ti-6Al-4V’ün STA şartnameleri (örneğin AMS 4965) Grade 5 belgeleridir; ELI belgeleri (AMS 4907 / 4930 / 4931) tavlı durumu kapsar. Sebep basittir: STA dayanımı yükseltir ve kırılma tokluğunu düşürür — yani ELI’nin varlık sebebini geri alır. STA ELI isteniyorsa firma şartnamesi ve özel kabul kriterleri gerekir‌‌

Kimyasal Bileşim

Aşağıdaki tablo, aynı malzemenin üç ayrı belgede nasıl farklı tanımlandığını gösterir. Bu farklar küçük değildir ve sertifika denetiminde doğrudan sonuç doğurur.‌‌

Üç Yol, Üç Tablo · Ti-6Al-4V ELI (ağırlıkça %)

ASTM B-serisi, Grade 23 (B265 · B348 · B861 · B862 · B381 · B863)‌‌	N ≤0,03 · C ≤0,08 · H ≤0,0125 · Fe ≤0,25 · O ≤0,13 · Al 5,50–6,50 · V 3,50–4,50 · artık her biri ≤0,1, toplam ≤0,4 · Ti kalan. UNS R56407. Azot ve hidrojen burada en sıkıdır
ASTM F136 (cerrahi implant)‌‌	N ≤0,05 [çelişki] · C ≤0,08 · H ≤0,012–0,013 [çelişki] · Fe ≤0,25 · O ≤0,13 · Al 5,50–6,50 · V 3,50–4,50 · artık toplam ≤0,40 · Ti kalan. UNS R56401. İki bağımsız üretici sayfası F136 için azotu %0,05 verir — yani ASTM Grade 23’ten gevşek. Buna karşılık F136, kimyanın ötesinde mikroyapı, tane boyutu, α fazı morfolojisi ve izlenebilirlik şartları getirir
Avrupa fabrika geleneği (DIN / EN sayfaları)‌‌	N ≤0,05 · C ≤0,08 · H ≤0,012 (bazı sayfalarda ≤0,015) · Fe ≤0,25 · O ≤0,13 · Al 5,50–6,50 · V 3,50–4,50. Oksijen, demir ve alüminyum konusunda ASTM ile uyumlu; azot ve hidrojen konusunda değil
Karşılaştırma: Grade 5‌‌	N ≤0,05 · C ≤0,08 · H ≤0,015 · Fe ≤0,40 (ASTM) / ≤0,30 (AMS ve Avrupa) · O ≤0,20 · Al 5,50–6,75 · V 3,50–4,50. Demir tavanındaki ASTM–AMS ayrışması Grade 5’te de vardır ve havacılık alıcıları için belirleyicidir
Sipariş için tek kural‌‌	UNS numarasına veya “ELI” kelimesine güvenmeyin. Sipariş metninde şartname adı + kalite + sayısal arayer tavanları birlikte yazılmalıdır. Örnek: “ASTM B348 Grade 23 (UNS R56407), O ≤%0,13, N ≤%0,03, Fe ≤%0,25, H ≤%0,0125“

Neden bu kadar titizlik gerekiyor? Çünkü fark yalnızca 700 ppm oksijendir — ve bir ergitme ocağında, bir hurda şarjında veya kontrolsüz bir ısıl işlemde 700 ppm oksijen kolayca kazanılır. ELI bir kalite kategorisi değil, baştan sona korunması gereken bir süreç disiplinidir: sünger seçimi, hurda karışımı, vakum ark ergitme çevrim sayısı, sıcak işlem atmosferi ve son tavlama ortamı. ELI primi bu disiplinin bedelidir.‌‌

Mekanik Değerler

‌‌

YAŞLANDIRMA KOŞULUNA GÖRE MUKAVEMET

Koşul	Sertlik	Akma MPa	Çekme MPa	Uzama
ASTM B265 / ASME SB-265 Grade 23 — tavlı sac, şerit ve levha (UNS R56407)‌‌	—	759‌‌	828	%10‌‌
ASTM B348 / ASME SB-348 Grade 23 — tavlı çubuk, 76,2 mm’ye kadar (UNS R56407)	—‌‌	759	828‌‌	%10
ASTM F136 — cerrahi implant, tavlı, 44,45 mm altı (UNS R56401)‌‌	30-35 HRC	795‌‌	860	%10‌‌
ASTM F136 — cerrahi implant, 63,5-101,6 mm kesit	—‌‌	760	825‌‌	%8
TAVLI (MILL ANNEALED) — tipik değerler‌‌	—	759-793‌‌	828	%8-10‌‌
ÇÖZELTİ TAVLI + YAŞLANDIRILMIŞ (STA)	—‌‌	—	—‌‌	—

Grafikte aralık olarak verilen değerler alt sınırdan çizilmiştir; tam aralık tablodadır. ASTM B265 / B348 Grade 23 alt sınırları İKİ bağımsız kaynakla (TIMET, United Performance Metals) doğrulanmıştır; dört kaynağa ulaşılamamıştır ve bu satırların yanında açıkça yazılmıştır. Titanium Industries’in Grade 23 sayfası akma için 120 ksi, çekme için 125 ksi verir. Bu değerler Grade 5 sayfasındakilerle birebir aynıdır ve ELI’nin daha düşük alt sınırlarıyla çelişmektedir; çelişkiler listesine yazılmıştır ve tabloya alınmamıştır. ELI için STA satırı BOŞ BIRAKILMIŞTIR. Alaşım Grade 5 ile aynı olduğu için STA metalurjik olarak mümkündür, ancak ELI için STA tanımlayan bir şartname doğrulanamadığından sayı yazılmamıştır. Kırılma tokluğu (K1C) için ELI’ye özgü sayısal veri bulunamamıştır; TIMET ‘kırılma kritik uygulamalar’, Carpenter Technology ‘üstün hasar toleransı’ der ama sayı vermez.

‌‌

Şartname Asgarileri ve Tipik Değerler · Grade 23, Tavlı

ASTM asgarileri‌‌	Rm ≥828 MPa (120 ksi) · Rp0,2 ≥759 MPa (110 ksi) · Uzama ≥%10 · Kesit daralması ≥%25
Tipik fabrika değerleri (GARANTİ DEĞİL)‌‌	Rp0,2 ~827 MPa (120 ksi) · Rm ~896 MPa (130 ksi) · Uzama ~%15 · Kesit daralması ~%45. Tipik değerler Grade 5’in ASGARİLERİNE denk gelir — ELI’nin “zayıf” sayılmamasının pratik sebebi budur
ISO 5832-3 asgarileri‌‌	Rm ≥860 MPa · Rp0,2 ≥780 MPa · Uzama ≥%8 (sac) / ≥%10 (çubuk), en büyük boyut ≤75 mm. ASTM Grade 23 ile AYNI DEĞİLDİR — ve hatırlayın, ISO 5832-3’ün kimyası standart Grade 5’tir
Basma · kayma‌‌	Basma akması 825–895 MPa · kayma dayanımı 480–690 MPa
Yatak · sertlik‌‌	Yatak dayanımı 1380–2070 MPa (200–300 ksi). Sertlik tavlı 30–34 HRC; Grade 5 çözelti + yaşlandırılmış hâlde 35–39 HRC. Ölçeği daima yazın

Kırılma tokluğu — ELI’nin varlık sebebi‌‌

Bu bölümdeki sayılar, ELI primini haklı çıkaran tek şeydir; dolayısıyla kaynak kalitesi önemlidir.
En sağlam veri bir ulusal standartlar laboratuvarının Ti-6Al-4V ELI üzerine yaptığı düşük sıcaklık kırılma çalışmasından gelir. Ölçülen K_Ic değerleri ana metalde oda sıcaklığında yaklaşık 100–110 MPa√m, 76 K’de (−197 °C) yaklaşık 60,8 MPa√m‘dir ve 76 ile 125 K arasında ani bir geçiş gözlenir. Aynı çalışmada elektron ışın kaynağı, ITAB sınırındaki tokluğu ana metale göre %16 düşürmüştür. Ayrıca yorulma çatlağı ilerleme hızı, test edilen gerilme şiddeti aralıklarında sıcaklığa ve kaynak kaynaklı mikroyapı değişimine duyarsız bulunmuştur.
Grade 5 ile doğrudan karşılaştırma: ikincil bir kaynak Grade 5 için ~55 MPa√m, Grade 23 için ~75 MPa√m (yaklaşık %36 artış) verir. [Tek kaynaklı — gösterge olarak kullanın, tasarımda kullanmayın.] Üretici sayfaları sayısal karşılaştırma yerine “tokluk öncelikliyse ELI kalitesi şartname edilmelidir” ifadesiyle yetinir. Mertebe tartışmasızdır; kesin sayı ürün formuna, mikroyapıya ve yöne bağlıdır ve proje bazında fabrikadan istenmelidir.

Yorulma‌‌

Üreticinin ELI için yayımladığı eksenel yorulma verileri (R = 0,06–0,1): çentiksiz 400–700 MPa (60–100 ksi), çentikli (K_t = 3) 140–270 MPa (20–40 ksi). Çentik duyarlılığının büyüklüğüne dikkat edin: bir çentik yorulma dayanımını kabaca üçte bire indirir — bu titanyumun genel özelliğidir ve ELI’nin çözdüğü bir sorun değildir. ELI, çentiğin dibinden çıkan çatlağın ne kadar hızlı ilerlediğini iyileştirir; çentiğin varlığını affettirmez. Tasarım kuralı: yüzey işleme, radyüs ve bilyalı dövme, malzeme seçiminden daha büyük etkiye sahiptir.

Kriyojenik davranış‌‌

ELI’nin ikinci büyük pazarı burasıdır ve sebebi doğrudan oksijen tavanıdır. Titanyum düşük sıcaklıkta dayanım kazanır ama tokluk kaybeder; kaybın büyüklüğü arayer içeriğiyle doğrudan ölçeklenir. Yukarıdaki laboratuvar verisi bunu sayısallaştırır: ELI’nin K_Ic‘si oda sıcaklığındaki ~100–110 MPa√m seviyesinden 76 K’de ~60,8 MPa√m‘ye iner — yarıdan fazlası korunur. Standart Grade 5 aynı düşüşü çok daha düşük bir başlangıç noktasından yaşar ve kriyojenik kullanım için genel olarak uygun görülmez.
Ticari sonuç: sıvı azot (77 K) ve sıvı hidrojen (20 K) hizmetindeki basınç kapları, valfler ve yapısal parçalar için ELI şartname edilir, standart Grade 5 edilmez. Kriyojenik bir şartnamede “Ti-6Al-4V” yazılıp ELI belirtilmemişse, o şartname eksiktir.

Yüksek sıcaklıkta düşüş‌‌

Ti-6Al-4V bir yüksek sıcaklık alaşımı değildir. Üretici, servis sıcaklığı için yaklaşık 350 °C (660 °F) tavsiye eder. Yayımlanmış yüksek sıcaklık değerleri (Grade 5 için, bir Avrupa fabrika sayfası): 315 °C’de Rp0,2 620 / Rm 689 MPa; 425 °C’de 516 / 620 MPa; 540 °C’de 413 / 482 MPa. Grade 23 için ayrı bir yüksek sıcaklık tablosu bulunamadı; ELI değerlerinin bir miktar daha düşük olması beklenir — sayı gerekiyorsa fabrikadan isteyin.
Ve asıl sınırlama dayanım değildir. Yaklaşık 400 °C üzerinde ısınma yumuşamayı kalıcı hâle getirir; 600 °C üzerinde havada tutmak yüzeyde α-kabuk üretir; ve uzun süreli yüksek sıcaklık ayrıca sürünme ve Ti₃Al (α₂) oluşumu riski taşır. Sıcak şekillendirme açısından ise bu bir avantajdır: sadece 427 °C’ye ısıtmak akma dayanımında yaklaşık %40 düşüş sağlar.

Fiziksel Özellikler‌‌

Fiziksel Özellikler · Ti-6Al-4V ELI (oda sıcaklığı)

Yoğunluk‌‌	4,42–4,47 g/cm³ (0,160 lb/in³). [Küçük çelişki] Yayıncılar 4,42 · 4,43 · 4,47 verir; fark ölçüm ve yuvarlamadandır, kalite farkı değildir. Çeliğin yaklaşık %56’sı
Ergime aralığı‌‌	Likidüs ~1636–1674 °C · solidüs ~1593–1616 °C; Avrupa sayfaları 1605–1660 °C gibi daraltılmış aralıklar verir
Elastisite · kayma modülü‌‌	E ~105–116 GPa (Avrupa sayfaları 113–115 GPa üzerinde yoğunlaşır) · G ~41–45 GPa. Çeliğin yaklaşık yarısı — implantlarda gerilme kalkanlaması (stress shielding) tartışmasının ve talaşlı imalattaki esneme sorununun kaynağı budur
β-transus‌‌	ELI: ~963–991 °C; yayımlanan tek değerler 977 ± 4 °C, 980 °C ve 988 ± 14 °C. Grade 5: ~982–1010 °C, tek değer olarak 999 ± 14 °C. ELI’nin β-transusu Grade 5’ten DÜŞÜKTÜR ve bu bir ölçüm hatası değildir: oksijen bir α kararlaştırıcıdır ve transusu yükseltir; oksijeni düşürünce transus düşer. Kullanıcının bildiği “Ti-6Al-4V β-transusu 995 °C” ezberi ELI için geçerli değildir
Isı iletkenliği‌‌	~6,6–7,5 W/m·K. Bir üretici tavlı ELI için 23 °C’de 5,8 W/m·K gibi daha düşük bir değer yayımlar [çelişki]. Mertebe belirleyicidir: alaşımsız titanyumun kabaca üçte biri, karbon çeliğinin onda biri dolayında. Talaşlı imalattaki bütün zorluğun fiziksel sebebi bu tek sayıdır
Isıl genleşme‌‌	8,6 × 10⁻⁶ /°C (20–100 °C) · 9,2 × 10⁻⁶ /°C (20–315 °C). Bir Grade 5 fabrika sayfası 20–100 °C için 9,0 × 10⁻⁶ /K verir. 316L’nin (~16 × 10⁻⁶) yaklaşık yarısıdır
Özgül ısı‌‌	~526 J/kg·K
Elektriksel özdirenç‌‌	~1,7–1,8 µΩ·m (170–178 µΩ·cm). Kriyojenik uçta (−250 °C) ELI için belirgin biçimde daha düşük değerler yayımlanır
Manyetiklik‌‌	Manyetik değildir. MR uyumluluğunun ve manyetik olmayan donanım taleplerinin temeli budur

Isıl İşlem ve Isıl Kararlılık‌‌

ISIL İŞLEM — ŞEMATİK

1 · ÇÖZELTİ TAVI

843-968 °C bandı (Ti-6Al-4V için). TIMET 899-968 °C (1650-1775 °F)
TIMET 2-120 dakika

2 · SOĞUTMA

SUDA SU VERME (water quench). Hava soğutması STA için yeterli değildir.

3 · YAŞLANDIRMA

aşağıdaki tabloya bakınız

‌‌

Çözelti tavı

Sıcaklık	843-968 °C bandı (Ti-6Al-4V için). TIMET 899-968 °C (1650-1775 °F) · Granta/TIG 904-954 °C (1660-1750 °F) · NASA/DMIC 843-954 °C (1550-1750 °F) · RMI/RTI 954 °C (1750 °F). DÖRT BAĞIMSIZ KAYNAK. Hepsi beta transusun ALTINDADIR.‌‌
Süre	TIMET 2-120 dakika · Granta/TIG 5 dakika – 2 saat · RMI/RTI 10 dakika.‌‌
Soğutma	SUDA SU VERME (water quench). Hava soğutması STA için yeterli değildir.‌‌
Uyarı	BU KADEME ELI İÇİN BİR REÇETE DEĞİLDİR. Doğrulanan üç ELI AMS şartnamesi yalnızca TAVLI durumu tanımlar; ELI için STA isteyen bir iş varsa şartname numarası ve kabul kriteri sipariş metninde ayrıca yazılmalıdır.‌‌

1 · GERİLİM GİDERME

Adım‌‌	1 · GERİLİM GİDERME
Özet‌‌	Talaşlı imalat, soğuk şekillendirme, doğrultma ve kaynaktan kalan artık gerilmeleri düşürür. Tane yapısını ve mukavemeti değiştirmez.
Sıcaklık‌‌	482-649 °C. RMI/RTI 482 °C (900 °F) · NASA/DMIC 538-649 °C (1000-1200 °F). Değerler Ti-6Al-4V içindir. İKİ BAĞIMSIZ KAYNAK; bağlayıcı bant olarak yazılmamıştır.
Süre‌‌	RMI/RTI 30 dakika · NASA/DMIC 30 dakika – 1 saat.
Soğutma‌‌	Havada soğutma.
Sonuç sertlik‌‌	Sertlik ve mukavemet pratik olarak değişmez.

‌‌

2 · TAVLAMA (MILL ANNEAL) — ELI’NİN STANDART DURUMU

Adım	2 · TAVLAMA (MILL ANNEAL) — ELI’NİN STANDART DURUMU‌‌
Özet	ELI’nin ticari teslim durumudur. Beta transusun altında kalınır. AMS 4907, AMS 4930 ve AMS 6932 ile ASTM B265 / B348 Grade 23 alt sınırları bu duruma göre yazılmıştır.‌‌
Sıcaklık	704-816 °C ortak bant. TIMET 704 °C (1300 °F) · RMI/RTI 704 °C (1300 °F) · Granta/Titanium Information Group 732 °C (1350 °F) · NASA/DMIC 704-816 °C (1300-1500 °F). DÖRT BAĞIMSIZ KAYNAK; değerler Ti-6Al-4V içindir ve ELI aynı alaşımdır. ORTALAMA ALINMAMIŞTIR.‌‌
Süre	20 dakika – 4 saat. RMI/RTI 20 dakika · TIMET 1 saat · NASA/DMIC 1-2 saat · Granta/TIG 4 saat.‌‌
Soğutma	Havada veya fırında yavaş soğutma; NASA/DMIC yaklaşık 593 °C’ye fırında, sonra havada der.‌‌
Sonuç sertlik	Tavlı durum. ASTM B265 / B348 Grade 23 alt sınırları: 828 MPa çekme, 759 MPa akma, %10 uzama, %25 kesit daralması.‌‌

3 · VAKUM veya KORUYUCU ATMOSFERDE TAVLAMA

Adım‌‌	3 · VAKUM veya KORUYUCU ATMOSFERDE TAVLAMA
Özet‌‌	Ayrı bir mukavemet kademesi değildir; 2. kademenin temiz yüzey gereken hâlidir. ELI’de özellikle önemlidir: alaşımın tüm değeri düşük oksijendedir ve havada tavlama yüzeyde oksijen yükleyerek bu değeri geri alır.
Sıcaklık‌‌	Tavlama bandının aynısı (yaklaşık 704-816 °C). Vakum tavlaması ayrıca hidrojeni düşürür.
Süre‌‌	Tavlama süresiyle aynı; hidrojen giderme için daha uzun bekletme kullanılır. ELI’ye özel bir süre dört kaynakla doğrulanamamıştır.
Soğutma‌‌	Vakum veya argon altında soğutma.
Sonuç sertlik‌‌	Sertlik değişmez. Kazanç alpha case oluşmaması ve hidrojen alımının önlenmesidir.

‌‌

YAŞLANDIRMA (Ti-6Al-4V verisi; ELI için şartname doğrulanamamıştır)

Adım	YAŞLANDIRMA (Ti-6Al-4V verisi; ELI için şartname doğrulanamamıştır)‌‌
Sıcaklık	482-691 °C. TIMET 482-691 °C (900-1275 °F) · NASA/DMIC 482-593 °C (900-1100 °F) · United Performance Metals 524-552 °C (975-1025 °F) · Granta/TIG 538 °C (1000 °F) · RMI/RTI 621 °C (1150 °F). BEŞ BAĞIMSIZ KAYNAK, hepsi Grade 5 içindir.‌‌
Süre	1-24 saat. NASA/DMIC 8 saatin üzerinde belirgin etki olmadığını bildirir.‌‌
Soğutma	Havada soğutma.‌‌
Sonuç	Grade 5’te akma 1034-1096 MPa’ya çıkar; ELI için karşılık gelen bir şartname değeri doğrulanamamıştır. ELI TAVLI SİPARİŞ EDİLİR.‌‌

Şema şematiktir; zaman ekseni ÖLÇEKLİ DEĞİLDİR. Yayımlanmış bir TTT/CCT eğrisi kullanılmadığı için eğri çizilmemiştir. Grade 23 (ELI), Grade 5 ile AYNI ALAŞIMDIR; ısıl işlem davranışı da aynıdır ve aşağıdaki çevrimler Ti-6Al-4V için doğrulanmış kaynaklardan gelmektedir. ANCAK ELI TİCARİ OLARAK TAVLI (ANNEALED) TEDARİK EDİLİR: doğrulanan üç ELI AMS şartnamesinin (4907, 4930, 6932) üçü de tavlı durumu tanımlar. Çözelti tavı + yaşlandırma (STA) metalurjik olarak mümkündür; ELI için STA tanımlayan bir AMS şartnamesi DOĞRULANAMAMIŞTIR ve bu kart ELI için bir STA reçetesi ÖNERMEZ. Aşağıdaki çözelti ve yaşlandırma kademeleri bilgi amaçlıdır. ELI İÇİN PRATİK KURAL: tavlı sipariş et, havada tavlama yapma. Arayer tavanlarının dar tutulmasıyla elde edilen tokluk, havada yapılan tek bir ısıl işlemle yüzeyde geri verilebilir. Vakum veya argon altında çalış; alpha case oluştuysa tamamen kaldır. ELI için ayrı bir beta transus değeri YALNIZCA TEK KAYNAKTA bulunmuştur: United Performance Metals veri sayfası 1825 °F ±25 °F verir. Aynı kuruluşun Grade 5 veri sayfası 1830 °F verir; bu iki sayı ELI’nin transusunun bir miktar daha düşük olduğunu düşündürür ama tek kuruluşa dayanır ve karta bağlayıcı sayı olarak yazılmamıştır. Grade 5 için dört kaynakla doğrulanan bant 995-1000 °C’dir. Çözelti tavı ve yaşlandırma kademeleri Ti-6Al-4V (Grade 5) kaynaklarından gelmektedir ve ELI için ŞARTNAME DEĞİLDİR; bilgi olarak verilmiştir. Gerilim giderme kademesi iki kaynaktadır; bağlayıcı bant olarak verilmemiştir. Hiçbir yayımlanmış TTT/CCT eğrisi kullanılmamıştır.

Ti-6Al-4V, ısıl işlemle gerçekten sertleşebilen ender titanyum alaşımlarındandır — alaşımsız kalitelerin aksine. Ama ELI için bunu yapmak çoğu zaman yanlıştır: çözelti tavı + yaşlandırma dayanımı yükseltir ve tam olarak ELI için para ödediğiniz şeyi, kırılma tokluğunu, geri alır. Bu yüzden ELI şartnameleri (AMS 4907 / 4930 / 4931) tavlı durumu kapsar; STA şartnameleri (AMS 4965) ise Grade 5 belgeleridir.‌‌

Isıl İşlem Rejimleri

Fabrika tavı (mill anneal)‌‌	ELI: 705–790 °C (1300–1450 °F), 1–4 saat, havada soğutma. Bir başka üretici 704–732 °C (1300–1350 °F), 1–8 saat, havada soğutma verir. Grade 5: 691–760 °C (1275–1400 °F), ½–2 saat, hava veya fırın soğutma. Standart teslim durumu budur
Gerilim giderme‌‌	480–650 °C (900–1200 °F), 1–4 saat, havada soğutma (Grade 5 için 538–649 °C, 1–8 saat). Kaynak sonrası ve ağır talaşlı imalat sonrası uygulanır; titanyumda gerilim giderme yasak değildir
β tavı‌‌	1035 °C (1900 °F) 30 dakika, havada soğutma, ardından 730 °C (1350 °F) 2 saat, havada soğutma. Lamelli (Widmanstätten) bir yapı üretir: kırılma tokluğu ve çatlak ilerleme direnci yükselir, süneklik ve düşük çevrimli yorulma düşer. Kırılma-kritik ELI parçalarının rotası budur
Yeniden kristalleşme tavı‌‌	925 °C (1700 °F) en az 4 saat, ≤55 °C/saat ile 760 °C‘ye fırında soğutma, 480 °C‘ye kadar devam, sonra ≥370 °C/saat. Havacılıkta kırılma tokluğu için kullanılan klasik rotadır
Çözelti tavı + yaşlandırma (STA)‌‌	Bu bir Grade 5 rotasıdır. Çözelti: 913–954 °C (1675–1750 °F), 1 saat, suda su verme · Yaşlandırma: 524–552 °C (975–1025 °F), 4–8 saat, havada soğutma. Sonuç sertlik 35–39 HRC. Kesit kalınlığı burada belirleyicidir — su verme hızı merkeze ulaşmazsa dayanım artışı da ulaşmaz
STA’nın kesite bağımlılığı‌‌	AMS 4965 asgarileri kesitle düşer: ≤12,7 mm: 1138 / 1069 MPa · 12,7–25,4 mm: 1103 / 1034 · 25,4–38,1 mm: 1069 / 1000 · 38,1–50,8 mm: 1034 / 965 · 50,8–76,2 mm: 965 / 896 · 76,2–101,6 mm: 896 / 827 MPa (Rm / Rp0,2; uzama %10, 76 mm üzerinde %8; kesit daralması %20). 100 mm çapta STA, tavlı Grade 5 seviyesine iner — bu, ağır kesitte STA satın almanın anlamsızlaştığı noktadır
Atmosfer‌‌	ELI için belirleyici kalem budur. Havada yapılan her ısıl işlem yüzeyde α-kabuk üretir — yani oksijeni, tam da düşürmek için para ödediğiniz yerde yükseltir. Vakum veya inert atmosfer zorunludur; havada yapıldıysa kabuk mutlaka giderilmelidir. Üretici fabrika tavı sonrası yüzeyden 0,038 mm kaldırılmasını önerir. Hidrojen alımı ise vakumda gaz giderme ile düzeltilir

Isıl kararlılık açısından iyi haber: Ti-6Al-4V’te sigma fazı, düzenlenme gevrekleşmesi veya karbür duyarlılaşması yoktur. Gerçek riskler üçtür: (1) her sıcak işlemde arayer kirlenmesi; (2) β-transusun üzerine kazara çıkmak — ELI’de bu eşik Grade 5’ten ~20 °C daha düşüktür; (3) uzun süreli yüksek sıcaklıkta Ti₃Al (α₂) çökelmesi.‌‌

Kaynak

ELI’nin en az konuşulan ama en gerçek avantajlarından biri kaynaktır. Dikişin gevrekleşme sebebi arayer alımıdır; ana metal zaten düşük arayerle başlıyorsa toplam bütçede daha fazla marj vardır. Aynı koruma rejimi altında bir ELI dikişi standart Grade 5 dikişinden daha sünek ve daha tok olur. Bu yüzden ERTi-23 dolgu teli, Grade 5 ana metal üzerinde bile bilinçli olarak kullanılır.‌‌

Kaynak Parametreleri ve Kuralları · Ti-6Al-4V ELI

Yöntem‌‌	GTAW (TIG) baskın yöntemdir. Kalın kesitte GMAW; ayrıca plazma, elektron ışın, lazer, nokta, direnç ve difüzyon kaynağı başarıyla uygulanır. Malzeme tavlı durumda kolay kaynaklanır. SMAW ve oksi-asetilen KULLANILMAZ
Dolgu metali‌‌	AWS A5.16 ERTi-23 (AMS 4956) — eşleşen ELI dolgu. Grade 5 ana metalin eşleşen dolgusu ERTi-5 (AMS 4954)’tir; ancak daha sünek ve tok bir dikiş için ERTi-23 tercih edilir. Kritik kural: ERTi-2 gibi alaşımsız bir dolgu Ti-6Al-4V üzerinde dikişi ana metalden çok daha zayıf yapar — sadece dayanım gerekmiyorsa düşünülebilir
Koruyucu gaz · üçlü koruma‌‌	Saf argon (veya argon-helyum); saflık %99,999 (5.0) ideal, %99,995 pratik alt sınır. CO₂ veya oksijen içeren hiçbir karışım kullanılmaz. Gaz merceği ve büyük nozul (#12–#16) şarttır. Koruma üç katmanlıdır: torç · sürüklenen kalkan (dikiş soğuyana dek) · arka / kök koruması (boru ve kapalı kesitte zorunlu)
Renk kabul kriteri‌‌	Parlak gümüş = mükemmel · açık saman = kabul edilebilir · mavi / mor = çoğu şartnamede ret · gri / beyaz pudramsı = hurda (α-kabuk). ELI satın alıp mavi dikiş kabul etmek primi çöpe atmaktır
Temizlik · ön ısıtma‌‌	Aseton veya MEK ile yağ giderme, ardından yalnızca titanyuma ayrılmış fırça ve taş. Demir bulaşması galvanik korozyon ve çatlak başlatıcısıdır; parmak izi gözeneklilik yapar. Ön ısıtma gerekmez; pasolar arası sıcaklık ve ısı girdisi düşük tutulur
Kaynak sonrası‌‌	Gerilim giderme tavsiye edilir (480–650 °C). Koruyucu atmosferde veya vakumda. Kırılma-kritik parçalarda kaynak sonrası tam ısıl işlem düşünülmelidir
Kaynağın tokluğa etkisi‌‌	Ölçülmüştür: bir elektron ışın kaynağında ITAB sınırındaki kırılma tokluğu ana metale göre %16 düşmüştür. “ELI kullandık, tokluk sorunumuz yok” cümlesi kaynak hattı için geçerli değildir

Talaşlı İmalat‌‌

Ti-6Al-4V, sanayide rutin olarak işlenen en zor malzemelerden biridir; işlenebilirlik oranı AISI B1112 çeliğinin %22’si olarak verilir. Sebep sertlik değildir. Isı iletkenliği 6,6–7,5 W/m·K — kesme bölgesinde üretilen ısı talaşla çıkmaz, takım ucunda kalır. Sıcak titanyum karbürle reaksiyona girer ve takımı kimyasal olarak yer; üstüne düşük modül eklenir: parça takımdan kaçar.

Rahatlatıcı not: ELI ile Grade 5 arasında işleme parametreleri açısından pratik bir fark yoktur. ELI biraz daha yumuşak ve sünektir, dolayısıyla marjinal olarak daha yapışkandır. ELI primi imalat zorluğundan değil, ergitme disiplini ve belgelendirmeden gelir.‌‌

Başlangıç Parametreleri · Ti-6Al-4V ve ELI

Kesme hızı · ilerleme‌‌	Karbürle 45–100 m/dak (alaşımsız CP titanyumda 60–120 m/dak). Diş başına 0,08–0,15 mm; asla hafif ilerleme yapmayın — ince talaş ısıyı kesme bölgesinde tutar. Klasik reçete: düşük hız, ağır ilerleme, rijit bağlama, bol sıvı
Takım‌‌	İnce taneli karbür (0,5–0,8 µm), %6–8 kobalt. AlTiN PVD kaplama veya kaplamasız; CVD kaplamalar önerilmez. Keskin, pozitif talaş açılı geometri şarttır
Soğutma · rijitlik‌‌	Takım içinden 70 bar ve üzeri basınçlı besleme tercih edilir; dıştan soğutma kesme bölgesine ulaşmaz. Sıvı klorlu olmamalıdır. Modül çeliğin yarısı olduğu için iş parçası ve bağlama rijitliği kritiktir
Yüzey bütünlüğü‌‌	Yorulma-kritik ve implant parçalarda belirleyici kalem budur. Aşırı ısınmış veya körelmiş takımla işlenmiş bir yüzey beyaz tabaka ve kalıntı çekme gerilmesi bırakır; ELI’nin yorulma avantajı bu tek hatayla silinir. Son paso hafif, takım keskin, gerekirse bilyalı dövme uygulanır
YANGIN UYARISI‌‌	İnce titanyum talaşı ve tozu yanıcıdır ve su ile söndürülmez. Talaş biriktirmeyin, D sınıfı söndürücü bulundurun

Korozyon — Nerede Mükemmel, NEREDE BAŞARISIZ‌‌

Önce dürüst bir çerçeve: Ti-6Al-4V’ün korozyon direnci, alaşımsız titanyuma yakındır ama onunla aynı değildir. Koruma yine yüzeydeki TiO₂ pasif filminden gelir ve bu film ppm mertebesinde nem veya oksijenle saniyeler içinde onarılır. Alüminyum ve vanadyum bu filmi bozmaz; ancak çatlak duyarlılığı, aralık korozyonu eşikleri ve hidrojen davranışı alaşımlı kalitede biraz daha karmaşıktır.

ELI’nin korozyon tarafındaki gerçek avantajı‌‌

Bu, ELI’nin en az bilinen ama en iyi belgelenmiş üstünlüğüdür. Bir titanyum üreticisi kendi korozyon el kitabında “düşük oksijen içerikli 6-4 ELI, deniz suyu servisi için yüksek dayanımlı titanyum esaslı alaşımların en iyilerinden biri sayılır” der. Sebep genel korozyon hızı değildir — orada iki kalite de mükemmeldir — çatlaklı (pre-cracked) numunelerde gerilmeli korozyon çatlaması direncidir. Yüksek oksijenli Ti-6Al-4V, deniz suyunda önceden çatlatılmış hâlde GKÇ’ye duyarlılık gösterebilirken, ELI aynı koşullarda belirgin biçimde daha dirençlidir. Derin deniz, denizaltı ve açık deniz donanımında ELI’nin tercih edilmesinin sebebi budur ve bu tokluk argümanından ayrı bir argümandır.

Nerede mükemmel‌‌

Deniz suyu: 260 °C’ye (500 °F) kadar ihmal edilebilir korozyon; çukurcuk yoktur, biyolojik kirlenme altında bile korozyon görülmez. Yorulma: titanyum deniz suyunda kayda değer yorulma dayanımı kaybı yaşamaz. Erozyon-korozyon: 30 m/s akış hızlarına dayanır.
Yükseltgen ortamlar: nitrik asit, yükseltgen klorürler, klorlu su, hipoklorit, klor dioksit, klorat, perklorat — tam direnç.
Vücut sıvısı: biyolojik uyumluluk ve pasif film kararlılığı, ELI’nin implant pazarındaki konumunun temelidir; manyetik olmaması MR uyumluluğunu sağlar.

NEREDE BAŞARISIZ — bu bölüm zorunludur‌‌

Titanyumun Başarısız Olduğu Ortamlar (sayısal sınırlarla)

Hidroflorik asit ve serbest florür‌‌	MUTLAK YASAK. Titanyum çok seyreltik derişimlerde bile hızla korozyona uğrar; pH < 7 olan hiçbir florürlü çözeltide kullanılmaz. Flor gazı için de önerilmez. Tam kompleks hâlde bağlanmış florürler risk oluşturmaz. Titanyumun bir numaralı diskalifiye sebebidir
İndirgeyici asitler‌‌	Alaşımsız titanyum oda sıcaklığında yaklaşık %7 HCl ve %5 H₂SO₄‘e kadar dayanır; kaynamaya yaklaşıldığında bu direnç ciddi biçimde azalır (kaynar sülfürikte %0,5 derişimde bile yüksek hızlar). Fosforikte oda sıcaklığında %30, 60 °C’de ~%10, 100 °C’de ~%2. Ti-6Al-4V bu asitlerde daha iyi değildir; indirgeyici asit işi Grade 7 veya Grade 12 işidir
KURU KLOR‌‌	Kuru klor titanyuma hızla saldırır ve nem çok düşükse TUTUŞMAYA yol açabilir. Eşik: oda sıcaklığında statik koşullarda pasifleşme için genellikle %1 su; 199 °C’de yaklaşık %1,5 nem gerekir. Islak klorda titanyum mükemmeldir — aynı gazın iki hâli arasındaki bu fark, titanyum hakkındaki en tehlikeli yanlış anlamadır. Aynı kural brom ve iyot için de geçerlidir
Kırmızı dumanlı nitrik asit‌‌	MUTLAK YASAK. Piroforik reaksiyon ürünü oluşur ve ciddi kazalara yol açmıştır. Yayımlanmış eşik: su içeriği %1,34’ün altında VE NO₂ içeriği %6’nın üzerinde olduğunda piroforik reaksiyon gelişir
Susuz metanol‌‌	Su içeriği %1,5’in altındaki metanolde titanyum gerilmeli korozyon çatlamasına uğrar. Titanyumun sulu ortamlarda GKÇ’ye bağışık olduğu genellemesinin en önemli istisnasıdır. Susuz halojenli organikler ve azot tetroksit de risklidir
Aralık (crevice) korozyonu‌‌	Nötr doygun klorürde alaşımsız titanyumda ~93 °C (200 °F) ve üzerinde görülür; 70 °C altında olası değildir. Deniz suyunda pratik eşik ~82 °C (180 °F); asitlik arttıkça eşik düşer. Gr 12 ve Gr 7 ise 316 °C’ye (600 °F) kadar aralık korozyonu göstermemiştir. Sıcak contalı flanşta Ti-6Al-4V doğru seçim değildir
Hidrojen gevrekleşmesi‌‌	Üç koşul birlikte gerekir: (1) sıcaklık 77 °C (170 °F) üzerinde; (2) pH < 3 veya pH > 12, ya da yüzeyin aşınmayla hasar görmesi; (3) −0,70 V’tan daha negatif empoze potansiyel. Çözünürlük sınırı ~100–150 ppm; birkaç yüz ppm alım gevrekleşme demektir. ELI’nin hidrojen tavanının Grade 5’ten düşük olması burada doğrudan bir marj avantajıdır
Galvanik çift‌‌	Titanyum deniz suyunda soylu uçtadır ve neredeyse her çiftte KATOTTUR. Kendisi zarar görmez; bağlandığı alüminyum, çinko, magnezyum, karbon çeliği ve bazı paslanmazların korozyonunu HIZLANDIRIR — ve katodik olduğu için kendi üzerine hidrojen yükler. Kural: tek metalli konstrüksiyon; mümkün değilse yalıtım, katodik koruma veya küçük titanyum alan + büyük az soylu alan
Saf oksijen · yangın‌‌	Titanyum yüksek basınçlı oksijende tutuşabilir ve yanabilir. Eşik: oksijen içeriği %35’in altındaysa çok yüksek basınçta bile tutuşma başlatılamaz; ancak bir kez başladığında çok daha düşük oksijen seviyelerinde ilerler. Ayrı bir mühendislik değerlendirmesi gerektirir
Sıcak tuz GKÇ (>250 °C)‌‌	Burada Ti-6Al-4V, alaşımsız titanyumdan farklı bir konumdadır. Halojenür tuzu birikintisi, gerilme ve 250–500 °C sıcaklık birlikte varken α+β ve yakın-α alaşımlarda laboratuvarda GKÇ üretilebilir; yayımlanmış testler 320–480 °C bandında, 70–830 MN/m² gerilme ve 96 saatlik maruziyetlerle yapılmıştır. Fabrika tavlı Ti-6Al-4V test edilenler arasında görece DİRENÇLİ bulunmuştur (“eşik gerilmeleri tasarım gerilmelerinin üzerindedir”); en kötüsü Ti-8Al-1Mo-1V idi. Yine de: tuzlu parmak izi + 300 °C fırın = gereksiz risk
Aşınma ve galling‌‌	Korozyon kalemi değil ama aynı derecede önemli: üretici açıkça “aşınma uygulamaları için önerilmez” der ve galling eğilimine dikkat çeker. Titanyum-titanyum kayan temas kaçınılmalıdır
Anhidrit koşullar‌‌	Pasif film ya hiç oluşmaz ya da onarılamaz; korozyon o zaman hızlıdır. Titanyum su ister

Sık Sorulan Sorular‌‌

Grade 5 kullanıyoruz. Grade 23’e geçmek için ne kadar ödemeye değer?

Tek bir dürüst kriter vardır: parçanın arıza biçimi nedir?
Parça statik dayanımla boyutlandırılmışsa geçiş zararlıdır. ELI’nin şartname asgarileri 67 MPa çekme ve 69 MPa akma daha düşüktür (%7,5 ve %8,3). Aynı yükü taşımak için kesiti büyütmeniz gerekir, ağırlık artar, ve üstüne 1,2–1,5 kat daha yüksek bir kilogram fiyatı ödersiniz — çift taraflı bir kayıp.
Parça çatlak ilerlemesiyle, çevrimsel yükle veya düşük sıcaklıkla sınırlanıyorsa geçiş gerçek ve ölçülebilir bir kazançtır. Kırılma tokluğu belirgin yükselir (ölçülmüş ELI değerleri oda sıcaklığında ~100–110 MPa√m mertebesinde), çatlak toleransı artar, kriyojenik davranış iyileşir, kaynak dikişi daha sünek olur ve deniz suyunda çatlaklı numunelerde GKÇ direnci yükselir.
Ve üçüncü bir kategori vardır: düzenleyici zorunluluk. Yük taşıyan implantlarda seçim artık mühendislik değil uygunluk meselesidir — ASTM F136 yolu gereklidir; kriyojenik ve kırılma-kritik havacılık şartnameleri de ELI’yi doğrudan zorunlu kılar.
Özet: “daha iyi malzeme” diye değil, “benim arıza biçimim için doğru malzeme” diye satın alın. Fiyat farkı imalat zorluğundan değil ergitme disiplini, izlenebilirlik ve belgelendirmeden gelir.‌‌

ASTM B348 Grade 23 ile ASTM F136 aynı malzeme mi? Birini alıp diğeri yerine kullanabilir miyim?

Aynı alaşım, farklı belge — ve hayır, birbirinin yerine geçmezler.
Farklar somuttur. Birincisi UNS numarası: B-serisi Grade 23 için R56407, F136 için R56401 yazar. İkincisi azot: ASTM Grade 23 %0,03 derken, iki bağımsız üretici sayfası F136 için %0,05 verir — yani implant standardı bu tek kalemde daha gevşektir. Üçüncüsü, ve en önemlisi: F136 kimyanın ötesine geçer. Mikroyapı, tane boyutu, α fazı morfolojisi, yüzey durumu ve tam izlenebilirlik zinciri şart koşar. Bunlar B348’de yoktur.
Pratik sonuç iki yönlüdür. B348 Grade 23 sertifikalı bir bar, F136 gerektiren bir implantta kullanılamaz — kimya uysa bile mikroyapı ve izlenebilirlik kanıtı eksiktir. Tersi yönde F136 malzemesi endüstriyel işte fazlasıyla yeterlidir ama gereksiz pahalıdır; ve azot tavanı daha gevşek olduğundan sıkı azot isteyen bir havacılık şartnamesi için otomatik olarak uygun olmayabilir.
Sipariş metni kuralı: hedef uygulamanın şartnamesini yazın, “Grade 23” veya “ELI” kelimesiyle yetinmeyin. Tıbbi iş için “ASTM F136”; endüstriyel veya havacılık işi için “ASTM B348 Grade 23, UNS R56407” artı istenen sayısal arayer tavanları.‌‌

Kriyojenik bir basınç kabı yapıyoruz. ELI şart mı?

Evet — ve bu, ELI’nin en tartışmasız gerekçesidir.
Titanyum düşük sıcaklıkta dayanım kazanır ama tokluk kaybeder ve kaybın büyüklüğü doğrudan arayer içeriğiyle ölçeklenir. Bu bir tercih meselesi değil, ölçülmüş bir malzeme davranışıdır: ELI’nin kırılma tokluğu oda sıcaklığındaki ~100–110 MPa√m seviyesinden 76 K’de (−197 °C) ~60,8 MPa√m‘ye iner — yani yarıdan fazlası korunur — ve 76 ile 125 K arasında ani bir geçiş gözlenir. Standart Grade 5 aynı eğriyi çok daha düşük bir başlangıç noktasından izler.
Üç pratik uyarı. Birincisi, kaynak: aynı çalışmada elektron ışın kaynağı ITAB sınırındaki tokluğu %16 düşürmüştür; kriyojenik kaba tasarımında birleşme yeri ana metalden değil, bu düşük değerden hesaplanmalıdır. İkincisi, hidrojen: ELI’nin hidrojen tavanı Grade 5’ten düşüktür ve kriyojenik hidrojen hizmetinde bu marj değerlidir — sertifikada gerçek ölçülen değeri isteyin, sadece tavanı değil. Üçüncüsü, ASME: bu bir kod kabı olacaksa Grade 23’ün II-D listesinde yer aldığı doğrulanamamıştır; kod yolu ayrıca ele alınmalıdır.
Ve şartname yazımı kuralı: “Ti-6Al-4V” yazıp ELI belirtmemek, tedarikçiye standart Grade 5 gönderme hakkı verir. Kriyojenik şartnamede kalite numarası ve sayısal oksijen tavanı açıkça yazılmalıdır.‌‌

ELI’yi çözelti tavı + yaşlandırma ile sertleştirebilir miyim?

Teknik olarak evet; ticari olarak genellikle yanlış.
Ti-6Al-4V ısıl işlemle sertleşebilen bir α+β alaşımıdır. Grade 5 için tipik rota 913–954 °C’de 1 saat çözelti tavı, suda su verme, ardından 524–552 °C’de 4–8 saat yaşlandırmadır; sertlik 30–34 HRC’den 35–39 HRC‘ye çıkar.
Ama ELI için bunu yapmak, ELI’yi satın alma sebebinizi geri alır. STA dayanımı yükseltir ve kırılma tokluğunu düşürür — yani 700 ppm oksijeni çıkarmak için ödediğiniz primi ısıl işlemle geri harcarsınız. Bu yüzden ELI şartnameleri (AMS 4907 / 4930 / 4931) tavlı durumu kapsarken, STA şartnamesi AMS 4965 bir Grade 5 belgesidir.
İki ek uyarı. Kesit kalınlığı: AMS 4965’in asgarileri kesitle düşer — ≤12,7 mm’de 1138 MPa iken 76–102 mm’de 896 MPa, yani tavlı Grade 5 seviyesine; ağır kesitte STA parası boşa gider. β-transus: ELI’nin transusu Grade 5’ten yaklaşık 20 °C daha düşüktür; Grade 5 için yazılmış bir reçete ELI’yi kazara β alanına sokabilir. Fırın reçetesi kaliteye özgü yazılmalıdır.
Yüksek dayanım gerçekten gerekiyorsa doğru cevap ELI’yi sertleştirmek değil, STA Grade 5 satın almaktır. Kırılma-kritik bir parçada ELI için doğru rota β tavı veya yeniden kristalleşme tavıdır — bunlar tokluğu yükseltir, düşürmez.‌‌

Yaygın Veri Sayfası Hataları ve Satın Alma Tuzakları

1. Grade 5 mekanik verisinin Grade 23 başlığı altında basılması — EN SIK HATA. Bir sayfa “Grade 23 / ELI” başlığı altında çekme ≥895 MPa, akma ≥828 MPa yazıyorsa, o Grade 5 verisidir. Grade 23’ün ASTM asgarileri ≥828 / ≥759 MPa‘dır. Akma 828 MPa gören bir alıcı, ELI’nin daha zayıf olduğunu hiç öğrenemez ve tasarımı yanlış temele oturur.
2. “ISO 5832-3 = ELI” — YANLIŞ ve pahalı. ISO 5832-3’ün kendi bileşim tablosu O ≤%0,20, Fe ≤%0,30, Al %5,5–6,75 verir; yani standart Grade 5. Standart yalnızca “daha kısıtlayıcı oksijen ve demir sınırları taşıyan bir kalite ELI adıyla bilinir” diye bir not düşer. Bir implant siparişinde “ISO 5832-3” yazmak ELI istemek anlamına gelmez.
3. “W.Nr. 3.7235” ELI olarak gösteriliyor — YANLIŞ. 3.7235, Titanyum Grade 7 (Ti-0,2Pd, UNS R52400) yani paladyum katkılı alaşımsız titanyumdur. Beş bağımsız Avrupa tedarikçisi bunu böyle listeler. Ti-6Al-4V ile hiçbir ilgisi yoktur.
4. ELI’ye ayrı bir Werkstoffnummer atfedilmesi. Avrupa’da Grade 23 için de 3.7165 kullanılır — Grade 5 ile aynı numara. 3.7164 de Ti-6Al-4V’tür (havacılık numarası). ELI, W.Nr. ile sipariş edilemez; kalite numarası veya şartname adı şarttır.
5. R56401 ile R56407’nin aynı sanılması veya biri “yanlış” sayılması. İkisi de gerçektir ve farklı belgelere aittir: güncel ASTM B-serisi kapsam metinleri Grade 23’ü R56407, ASTM F136 ise R56401 olarak numaralandırır. Sipariş metninde UNS numarasını tek başına kullanmayın.
6. F136 ile ASTM Grade 23’ün özdeş sanılması. Azot tavanı farklıdır (F136 için %0,05 · ASTM Grade 23 için %0,03), hidrojen tavanı yayıncıya göre değişir, ve F136 kimyanın ötesinde mikroyapı, tane boyutu ve izlenebilirlik şartları getirir. Biri diğerinin yerine geçmez.
7. “ASTM B338 Grade 23 tüp” — YANLIŞ. B338 kapsamında Ti-6Al-4V hiç yoktur — ne Grade 5 ne Grade 23. B338’in 28 kalitesi alaşımsız, Pd/Ru katkılı, Gr 9 ve Gr 12 kalitelerinden oluşur.
8. “ELI döküm” teklif edilmesi. ASTM B367’nin tek Ti-6Al-4V döküm kalitesi C-5 (R56409)‘tir ve standart Grade 5 bileşimindedir. Standartlaşmış bir ELI döküm kalitesi yoktur.
9. AMS numaralarının kalite ile eşleştirilmesinde karışıklık. ELI: AMS 4907 (sac/şerit/levha), 4930 (bar, tel, dövme, halka — tavlı), 4931, 4996 (kütük), 6932, 4956 (kaynak teli). Grade 5: AMS 4911 (sac/şerit/levha), 4928 (bar/dövme — tavlı), 4967, 4965 (STA), 4954 (kaynak teli), 4985 (döküm). AMS 4911 ve AMS 4928’in ELI belgesi olarak gösterilmesi yaygın bir hatadır.
10. AMS 4965’in ELI için gösterilmesi. AMS 4965 bir Grade 5 STA belgesidir ve ELI’nin tavlı felsefesiyle çelişir. Ayrıca asgarileri kesitle belirgin biçimde düşer: ≤12,7 mm’de 1138 MPa, 76–102 mm’de 896 MPa.
11. β-transus ezberi. “Ti-6Al-4V β-transusu 995 °C” cümlesi Grade 5 için yaklaşık doğrudur (~982–1010 °C); ELI için transus DAHA DÜŞÜKTÜR (~963–991 °C). Sebep metalurjiktir: oksijen bir α kararlaştırıcıdır. Grade 5 için yazılmış bir fırın reçetesi ELI’yi β alanına sokabilir.
12. Demir ve alüminyum sınırlarının atlanması. Demir: Grade 5 için ASTM %0,40, AMS ve Avrupa geleneği %0,30; Grade 23 için her iki yolda da %0,25 — havacılık alıcısı için bu fark kabul/ret sınırıdır. Alüminyum: Grade 5 %5,50–6,75 · Grade 23 %5,50–6,50; ELI’nin bandı üstten daraltılmıştır, çünkü yüksek alüminyum Ti₃Al (α₂) oluşumunu teşvik eder.
13. “ELI her bakımdan daha iyidir” — YANLIŞ. ELI şartname üzerinde daha zayıftır (67 MPa çekme, 69 MPa akma), daha pahalıdır ve daha zor bulunur. Sadece ve sadece kırılma tokluğu, çatlak toleransı, kriyojenik davranış veya düzenleyici uygunluk gerektiğinde alınır.
14. “ELI sadece tıbbi bir kalitedir” — YANLIŞ ve pazar kaybettirir. ELI’nin en büyük teknik gerekçeleri kriyojenik hizmet, derin deniz donanımı ve kırılma-kritik havacılık parçalarıdır; bir titanyum üreticisi ELI’yi “deniz suyu servisi için yüksek dayanımlı titanyum alaşımlarının en iyilerinden biri” olarak niteler.
15. Yoğunluk ve iletkenlik çelişkilerinin kalite farkı sanılması. Yoğunluk 4,42 / 4,43 / 4,47 g/cm³, ısı iletkenliği 5,8 / 6,6 / 6,7 / 7,5 W/m·K olarak yayımlanır. Bunlar ölçüm ve yuvarlama farklarıdır, Grade 5 ile Grade 23 farkı değildir.
16. “ELI kullandık, tokluk sorunumuz yok” — kaynak hattında geçersiz. Ölçülmüş veri: bir elektron ışın kaynağında ITAB sınırındaki kırılma tokluğu %16 düşmüştür. Kaynaklı yapıda tasarım birleşme yerinin değeriyle yapılır.
17. Eklemeli imalatta ELI ile standart kalitenin karıştırılması. Toz yatağı füzyonunda ayrı standartlar vardır: ASTM F3001 = ELI, ASTM F2924 = standart Ti-6Al-4V.
18. “Grade 23 ASME onaylıdır” — eksik. SB-265 ve SB-348 şartname olarak Grade 23’ü içerir; ancak kod tasarımı için gereken II Kısım D izin verilen gerilme listesi doğrulanamamıştır. Titanyum Enstitüsü’nün sunumu VIII-1 için 17 onaylı kaliteden söz eder ve Gr 1, 2, 2H, 12, 28‘i gösterir; Ti-6Al-4V anılmaz.
19. Aşınma ve galling uyarısının atlanması. Üretici açıkça “aşınma uygulamaları için önerilmez” der. Kayan titanyum-titanyum temas kaçınılmalıdır.‌‌

‌‌

Ti Grade 5 ELI / UNS R56401

Ti-6Al-4V ELI Nedir — ve Grade 5 ile Grade 23 Neden AYNI MALZEME DEĞİLDİR

Ürün Formuna Göre Standartlar​‌​​‌​

ASME Kod Kabulü ve Azami Kod Sıcaklıkları​‌​​‌​

Standardı OLMAYAN Ürün Formları — Ticari Olarak En Değerli Bölüm​‌​​‌​

Kimyasal Bileşim

Mekanik Değerler

Fiziksel Özellikler​‌​​‌​

Isıl İşlem ve Isıl Kararlılık​‌​​‌​

Kaynak

Talaşlı İmalat​‌​​‌​

Korozyon — Nerede Mükemmel, NEREDE BAŞARISIZ​‌​​‌​

Sık Sorulan Sorular​‌​​‌​

Yaygın Veri Sayfası Hataları ve Satın Alma Tuzakları

Ürün Formuna Göre Standartlar‌‌

ASME Kod Kabulü ve Azami Kod Sıcaklıkları‌‌

Standardı OLMAYAN Ürün Formları — Ticari Olarak En Değerli Bölüm‌‌

Fiziksel Özellikler‌‌

Isıl İşlem ve Isıl Kararlılık‌‌

Talaşlı İmalat‌‌

Korozyon — Nerede Mükemmel, NEREDE BAŞARISIZ‌‌

Sık Sorulan Sorular‌‌