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Titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V) – UNS R56400

Liga de titânio alfa-beta de alta resistência

Liga alfa-beta com 6% Al e 4% V, a liga de titânio mais usada no mundo. Alia resistência à tração ≥ 895 MPa com densidade de 4,43 g/cm³ e boa resistência à corrosão e à fadiga. Pode ser usada recozida ou solubilizada e envelhecida (STA); a versão ELI (Gr 23) é a referência para implantes.

Atualizado em out/2026 · valores mínimos conforme a norma citada; físicas são típicas

FamíliaTitânio
UNSR56400 (ELI: R56401)
W.Nr. / EN3.7164 / 3.7165 (TiAl6V4)

Designações e equivalências

Designações de Titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V) – UNS R56400
SistemaDesignação
UNS R56400 (ELI: R56401)
W.Nr./EN 3.7164 / 3.7165 (TiAl6V4)
DIN TiAl6V4
JIS JIS H 4650 Classe 60 (Ti-6Al-4V)
Comercial Ti 6-4, Ti64, Ti-6Al-4V
Outras GB TC4; BS 2TA10-13 / TA28; AMS 4928 / 4911

Normas por forma de produto

Normas de Titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V) – UNS R56400
FormaNorma
Barra ASTM B348 Gr 5 / AMS 4928
Chapa ASTM B265 Gr 5 / AMS 4911
Forjado ASTM B381 F-5 / AMS 4928
Tubo ASTM B861 Gr 5
Fio ASTM B863 Gr 5
Implante ASTM F1472 (Gr 5) / F136 (ELI)

Composição química (%)

ASTM B348 Gr 5 (% em massa)

Composição química de Titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V) – UNS R56400, conforme ASTM B348 Gr 5 (% em massa)
ElementoFaixa (%)
Al 5,50 – 6,75
V 3,5 – 4,5
Fe ≤ 0,40
O ≤ 0,20
C ≤ 0,08
N ≤ 0,05
H ≤ 0,015
Y ≤ 0,005
Residuais (cada / total) ≤ 0,10 / ≤ 0,40
Ti balanço

Propriedades mecânicas

recozido (ASTM B348, temperatura ambiente)

Propriedades mecânicas de Titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V) – UNS R56400
PropriedadeValor
Limite de escoamento (0,2%) ≥ 828 MPa
Resistência à tração ≥ 895 MPa
Alongamento (4D) ≥ 10%
Redução de área ≥ 25%
Dureza ≈ 334 HB / 36 HRC (típico)
Condição STA tração ≈ 1.000 – 1.170 MPa (típico, seções finas)

Propriedades físicas típicas

Valores típicos a 20 °C
PropriedadeValor
Densidade 4,43 g/cm³
Faixa de fusão 1.604 – 1.660 °C
Módulo de elasticidade ≈ 114 GPa
Condutividade térmica (20 °C) ≈ 6,7 W/m·K
Expansão térmica (20–100 °C) ≈ 8,6 µm/m·K
Transus beta ≈ 980 – 995 °C

Tratamento térmico, soldagem e usinagem

ItemPrática usual
Temperatura de serviço Uso estrutural usual até ~400 °C; resistência à fluência útil até ~300 – 350 °C. Versão ELI preferida para serviço criogênico.
Tratamento térmico Recozimento de usina 705 – 790 °C, 1 – 4 h, ar. Alívio de tensões 480 – 650 °C, 1 – 4 h. STA: solubilização 900 – 955 °C (abaixo do transus beta), têmpera em água, envelhecimento 480 – 595 °C por 4 – 8 h, ar.
Soldagem Soldável por TIG, plasma, laser e feixe de elétrons com AWS A5.16 ERTi-5 ou ERTi-23 (ELI, melhor tenacidade do cordão). Mesma proteção gasosa rigorosa do Ti CP; alívio de tensões pós-solda (≈ 540 – 650 °C) recomendado em peças críticas. Ductilidade do cordão é inferior à do metal base.
Usinagem Difícil: baixa condutividade concentra calor na aresta; usar metal duro afiado, baixa velocidade de corte, avanço constante e refrigerante em alta pressão.

Aplicações típicas

  • Estruturas, fixadores e trens de pouso aeronáuticos
  • Discos e pás de compressor (estágios frios)
  • Implantes ortopédicos e dentais (ELI, ASTM F136)
  • Risers, stress joints e componentes de perfuração offshore
  • Bielas, válvulas e fixadores de competição
  • Eixos e componentes de bombas e válvulas em meios corrosivos
  • Manufatura aditiva (pó Ti64)

Alternativas: Gr 23 (ELI) para implantes, fadiga e criogenia; Gr 9 (Ti-3Al-2,5V) quando é preciso conformar a frio e soldar tubos; Gr 2 quando a corrosão domina e a resistência mecânica é secundária; Gr 29 (Ti-6Al-4V-Ru) para corrosão severa em óleo e gás.

Titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V): guia completo

O que é o titânio Grau 5

O Grau 5 pertence à família do titânio e suas ligas, no grupo das ligas alfa-beta. O alumínio estabiliza a fase alfa, hexagonal, e endurece a liga por solução sólida; o vanádio estabiliza a fase beta, cúbica, e torna a liga tratável termicamente e forjável. O resultado é cerca de 90% de titânio com resistência quase o triplo da do Grau 2, com a mesma leveza e resistência à corrosão.

Tratamento térmico e conformação

O recozimento é feito a 705 – 790 °C e o alívio de tensões a 480 – 650 °C; a solubilização a 900 – 955 °C seguida de têmpera em água e envelhecimento a 480 – 595 °C dá a condição STA de alta resistência. A usinagem exige baixa velocidade, avanço contínuo, ferramenta rígida e refrigeração abundante.

Corrosão, biocompatibilidade e limites de uso

A resistência à corrosão é semelhante à do titânio CP em água do mar, cloretos, meios oxidantes e ácidos orgânicos, um pouco menor em ácidos redutores e em frestas quentes. A liga não resiste a ácido fluorídrico, ácidos redutores quentes, cloro seco e metanol anidro. Sob carga contínua o uso vai até cerca de 350 a 400 °C.

Aplicações

Estruturas e componentes de motores aeronáuticos, fixadores e eixos de alta resistência, componentes de risers e de equipamentos offshore, válvulas e bombas de água do mar com alta solicitação, equipamentos esportivos de alto desempenho, componentes automotivos de competição, e implantes e instrumental cirúrgico na versão ELI.

Formas de fornecimento e serviços da Dustre

Barras redondas cortadas em serra fita na medida, com usinagem de desbaste ou acabamento e ensaios de dureza e tração. Todo o material é fornecido com certificado de inspeção 3.1 e rastreabilidade de corrida.

Perguntas frequentes

Qual a composição química do Titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V)?

Pela ASTM B348 Gr 5 (% em massa): Al 5,50 – 6,75; V 3,5 – 4,5; Fe ≤ 0,40; O ≤ 0,20; C ≤ 0,08; N ≤ 0,05.

Quais normas cobrem o Titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V)?

Barra: ASTM B348 Gr 5 / AMS 4928. Chapa: ASTM B265 Gr 5 / AMS 4911. Forjado: ASTM B381 F-5 / AMS 4928. Tubo: ASTM B861 Gr 5. Fio: ASTM B863 Gr 5. Implante: ASTM F1472 (Gr 5) / F136 (ELI).

Até que temperatura o Titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V) pode ser usado?

Uso estrutural usual até ~400 °C; resistência à fluência útil até ~300 – 350 °C. Versão ELI preferida para serviço criogênico.

Quais materiais substituem o Titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V)?

Gr 23 (ELI) para implantes, fadiga e criogenia; Gr 9 (Ti-3Al-2,5V) quando é preciso conformar a frio e soldar tubos; Gr 2 quando a corrosão domina e a resistência mecânica é secundária; Gr 29 (Ti-6Al-4V-Ru) para corrosão severa em óleo e gás.

Precisa de Titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V)?Barras, forjados e peças com certificado EN 10204 3.1.

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