Legura titanijuma stepena 5, univerzalno poznata kao Ti-6Al-4V, je najšire korišćena legura titanijuma u vazduhoplovstvu, biomedicini, pomorstvu i industrijskom sektoru. Klasificiran je kao + (alfa-beta) legura titanijuma, dvofazni materijal-koji kombinuje visoku-temperaturnu stabilnost alfa faze sa duktilnošću i kovanjem beta faze. Ova klasifikacija proizilazi iz njegovog hemijskog sastava: približno 6% aluminijuma (Al), stabilizator alfa{14}}faze i 4% vanadijuma (V), stabilizator beta{15}}faze, sa titanijumom (Ti) kao ravnotežom. Prisustvo oba stabilizatora rezultira mikrostrukturom koja zadržava mješavinu heksagonalnih zbijenih (HCP) alfa i kubnih (BCC) beta faza na sobnoj temperaturi, dajući leguri jedinstvenu ravnotežu mehaničkih svojstava.
Kao legura +, Grade 5 pokazuje izuzetnu svestranost.
Može se termički-obraditi putem obrade otopinom i starenja (STA) kako bi se značajno poboljšala vlačna čvrstoća, dostižući i do 1100 MPa, uz održavanje dobre duktilnosti i otpornosti na lom. Za razliku od čistih alfa legura, koje su ograničene čvrstoće, ili čistih beta legura koje je teže obraditi, Grade 5 postiže optimalnu ravnotežu, što ga čini pogodnim za kritične komponente koje zahtijevaju visok omjer čvrstoće-prema-težini, otpornost na zamor i otpornost na koroziju. Također je vrlo zavarljiv i može se proizvoditi u različitim oblicima, uključujući limove, šipke, otkovke i dijelove za proizvodnju aditiva, dodatno učvršćujući svoj status "radnog konja" titanijumskih legura.
Što se tiče fizičkih svojstava, gustina legure titanijuma razreda 5 je približno 4,42 g/cm³ (ili 4420 kg/m³) na sobnoj temperaturi.
Ova gustina je značajno niža od gustine čelika (otprilike 7,85 g/cm³) i superlegura na bazi nikla-, ali ipak daje uporedivu ili superiornu čvrstoću u mnogim primenama. Ova niska gustina, uparena sa visokom čvrstoćom, daje razredu 5 izvanrednu snagu-prema-omjeru težine-približno 40% lakši od čelika s ekvivalentnim mehaničkim performansama. Ova karakteristika je ključna u vazduhoplovnom inženjeringu, gde smanjenje težine direktno dovodi do efikasnosti goriva i povećanog nosivosti, i kod biomedicinskih implantata, gde lagani materijali smanjuju nelagodu pacijenta i poboljšavaju biokompatibilnost.
Gustina Grade 5 ostaje relativno stabilna na tipičnim radnim temperaturama, od kriogenih uslova do približno 427 stepeni (800 stepeni F), gornje granice za njegovu pouzdanu upotrebu. Manje varijacije u gustoći mogu nastati zbog malih razlika u hemijskom sastavu (npr. elementi u tragovima poput kiseonika, gvožđa ili ugljenika) ili proizvodnih procesa, ali ta odstupanja su zanemarljiva za većinu industrijskih primena. Standardne specifikacije kao što su ASTM B265 i AMS 4911 definiraju prihvatljive opsege sastava i tolerancije fizičkih svojstava za Grade 5, osiguravajući konzistentnost u njegovoj gustini i performansama.
Ukratko,Stepen 5 (Ti-6Al-4V) je dvofazna-legura + titanijum poznata po svojim uravnoteženim mehaničkim svojstvima i obradivosti. Sa gustinom od 4,42 g/cm³, nudi neuporediv odnos snage-i-težine, što ga čini nezamjenjivim u industrijama visokih performansi u kojima se ne može pregovarati o laganoj težini, čvrstoći i izdržljivosti.
