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Grado 23 – Titanio Médico Ti-6Al-4V ELI Grado 23 ELI

Ti-6Al-4V ELI (Grado 23, UNS R56401) — la variante de grado médico del Ti-6Al-4V con elementos intersticiales extra bajos (oxígeno ≤0.13%, nitrógeno, carbono) para mejorar la tenacidad a la fractura, ductilidad y resistencia a la fatiga en dispositivos médicos implantables y aplicaciones criogénicas.

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Definición de Entidad

¿Qué es el Titanio Grado 23 (Ti-6Al-4V ELI)?

El Grado 23 (Ti-6Al-4V ELI, Extra Low Interstitial) es una versión modificada del Grado 5 Ti-6Al-4V con contenido reducido de oxígeno (máximo 0.13% frente al 0.20% del Grado 5) y control más estricto de nitrógeno, carbono e hidrógeno. Esta química ELI mejora significativamente la ductilidad, la tenacidad a la fractura y el rendimiento a fatiga, convirtiéndolo en el material preferido para dispositivos médicos implantables y aplicaciones criogénicas que requieren una fiabilidad superior.

Clasificación

Aleación de Titanio Alfa-Beta (α+β) — Modificación ELI
Número UNS

UNS R56401

Nombres Comunes

Ti-6Al-4V ELI Grado 23 UNS R56401 ASTM F136 Titanio de Grado Médico

Características Clave

  • Tenacidad a la fractura superior (KIC) en comparación con el Grado 5 estándar
  • Ductilidad mejorada y resistencia a la fatiga para una fiabilidad a largo plazo en implantes
  • Excelente biocompatibilidad — conforme a ISO 10993
  • Sensibilidad a la entalla reducida para un mejor rendimiento en diseños de implantes roscados
  • Tenacidad para temperaturas criogénicas — adecuado para servicio con GNL e hidrógeno líquido
  • Resistencia a la corrosión equivalente al Ti-6Al-4V estándar
Normas Aplicables

Normas Aplicables

El titanio Grado 23 cumple con las siguientes normas internacionales de materiales:

ASTM F136 — Titanio forjado Ti-6Al-4V ELI para aplicaciones de implantes quirúrgicos
ASTM B265 — Chapa, banda y placa (cuando se especifica como ELI)
ASTM B348 — Barras y palanquillas (ELI)
ASTM B381 — Forjas (ELI)
ISO 5832-3 — Implantes para cirugía
AMS 4930 — Chapa, banda y placa (Ti-6Al-4V ELI)
AMS 4931 — Barras, alambre y forjas (Ti-6Al-4V ELI)
NACE MR0175 / ISO 15156 — Equipos para yacimientos petrolíferos (ELI)
Propiedades del Material

Propiedades Mecánicas y Físicas

Propiedades típicas a temperatura ambiente para el Grado 23 Ti-6Al-4V ELI (condición recocida):

Resistencia a la tracción (mín.) 860 MPa (125 ksi)
Límite elástico al 0.2% de deformación (mín.) 795 MPa (115 ksi)
Elongación (mín.) 10%
Reducción de Área 25%
Dureza (HRC) ≤ 36 HRC
Tenacidad a la Fractura KIC 70–85 MPa√m
Densidad 4.43 g/cm³ (0.160 lb/in³)
Módulo Elástico 114 GPa (16.5 × 10⁶ psi)
Punto de Fusión 1,668°C (3,034°F)
Contenido Máximo de Oxígeno ≤ 0.13%
Conductividad Térmica 7.2 W/(m·K)
Temperatura de Operación Criogénica Down to -269°C (-452°F)
Métodos de Procesamiento

Métodos de Procesamiento Disponibles

El Grado 23 Ti-6Al-4V ELI puede procesarse mediante las siguientes técnicas de fabricación:

Mecanizado CNC — Similar al Grado 5; requiere herramientas de carburo y configuraciones rígidas
Torneado CNC tipo suizo — Ideal para tornillos y pasadores de implantes de diámetro pequeño
Soldadura TIG — Requiere metal de aporte de bajo intersticial (ERTi-23) y protección estricta
Soldadura láser — Adecuada para ensamblaje de implantes con control de parámetros adecuado
Soldadura por haz de electrones — Soldaduras profundas y estrechas con zona afectada por el calor mínima
Recocido al vacío — A 700–800°C para aliviar tensiones y optimizar propiedades
Prensado isostático en caliente (HIP) — A 920°C / 100 MPa para garantizar densidad completa
Forjado — Forjado alfa-beta a 920–980°C
Tratamiento superficial — Pasivación, anodizado, rociado de plasma para osteointegración
Electropulido — Produce acabado espejo para reducir la adhesión bacteriana
Downstream Products

Productos y Componentes Típicos

El Grado 23 Ti-6Al-4V ELI se fabrica comúnmente en los siguientes productos derivados:

Implantes ortopédicos — vástagos de cadera, copas acetabulares, componentes de rodilla, placas de trauma
Implantes espinales — tornillos pediculares, varillas, jaulas intervertebrales
Implantes dentales — pilares, coronas atornilladas, miniimplantes
Placas y tornillos craneomaxilofaciales
Dispositivos cardiovasculares — carcasas de marcapasos, componentes de válvulas cardíacas
Recipientes y tuberías criogénicas para GNL e hidrógeno líquido
Componentes aeroespaciales que requieren alta tenacidad a la fractura a bajas temperaturas
Equipos submarinos de petróleo y gas para servicio en aguas profundas
Elementos de fijación de alta fiabilidad para aplicaciones críticas
Industrias

Industrias principales

El Grado 23 Ti-6Al-4V ELI es el material de elección en estas industrias:

Materiales Alternativos

Materiales alternativos

Según los requisitos de la aplicación, el Grado 23 puede sustituirse por:

Grado 5 (Ti-6Al-4V) — Menor costo pero tenacidad a la fractura y ductilidad reducidas
Grado 5 ELI (ASTM F1472) — Especificación alternativa de grado médico
Ti-6Al-7Nb (Grado 21) — Alternativa libre de vanadio para implantes médicos
CP-Ti Grado 4 — Menor resistencia pero mayor ductilidad para implantes no portantes
Aleación Co-Cr-Mo (ASTM F75) — Mayor resistencia al desgaste para superficies de apoyo
Acero inoxidable 316LVM — Menor costo pero más pesado y menos biocompatible
Datos de Referencia Técnica

Tabla Comparativa

Propiedades mecánicas de nuestros grados de titanio principales. Todos los valores representan propiedades mínimas especificadas según las normas ASTM B265 / AMS 4928.

Grado de Titanio Especificación Resistencia a la Tracción (MPa) Límite Elástico (MPa) Elongación (%) Dureza (HV) Ventaja Principal
Grade 5 Ti-6Al-4V ASTM B265 ≥ 895 ≥ 828 ≥ 10 ~ 330 Caballo de batalla de alta resistencia estándar de la industria
Grade 23 ELI Ti-6Al-4V ELI ASTM B265 ≥ 860 ≥ 795 ≥ 10 ~ 315 Tenacidad a la fractura mejorada para implantes

* Todos los valores son propiedades mínimas especificadas a temperatura ambiente según las normas ASTM/AMS aplicables. Los valores de dureza son aproximados Vickers (HV). Consulte a nuestro equipo de ingeniería para datos específicos de la aplicación.

Por qué Boze Titanium Manufacturing Center

Por qué elegirnos para este grado

Boze Titanium Manufacturing Center es un fabricante de precisión de grado médico de confianza especializado en componentes de Ti-6Al-4V ELI Grado 23 para aplicaciones de implantes ortopédicos, dentales y espinales. Nuestra instalación certificada ISO 13485 procesa material certificado ASTM F136 mediante torneado CNC tipo suizo, fresado de 5 ejes y acabado superficial avanzado. Cada componente se produce con trazabilidad completa del material desde fuentes de molino certificadas, verificación dimensional CMM y pasivación según ASTM F86. Nuestro equipo de ingeniería proporciona revisión DFM confidencial en 24 horas para planos de dispositivos médicos, con paquetes de documentación completos para cumplimiento FDA/ISO 13485.

Preguntas Frecuentes

Preguntas comunes de ingenieros sobre este grado de titanio y nuestras capacidades de mecanizado de precisión.

¿Qué es el titanio Grado 23 (Ti-6Al-4V ELI) y en qué se diferencia del Grado 5 estándar?

El Grado 23 (Ti-6Al-4V ELI) es una variante de intersticiales extra bajos del Grado 5 con límites estrictamente controlados de oxígeno (≤0.13%), nitrógeno y carbono. Esta química ELI proporciona una tenacidad a la fractura, ductilidad y resistencia a la fatiga superiores, lo que lo convierte en el material preferido para dispositivos médicos implantables y aplicaciones criogénicas donde la fiabilidad es crítica.

¿Se puede mecanizar titanio Grado 23 ELI para aplicaciones de implantes médicos?

Sí. Mecanizamos Ti-6Al-4V ELI Grado 23 en nuestras instalaciones conformes a ISO 13485 utilizando tornos CNC tipo suizo y fresado de 5 ejes. Logramos tolerancias de hasta ±0.003 mm (±0.00012 pulgadas) con acabados superficiales de hasta Ra 0.1 µm. Todos los componentes médicos se procesan bajo estrictos controles de proceso con trazabilidad completa de lotes.

¿Qué certificaciones proporcionan con componentes médicos de titanio Grado 23?

Cada pedido médico incluye MTR Tipo 3.1 según EN 10204 que documentan la composición química según ASTM F136, informes de inspección dimensional CMM, verificación de acabado superficial y certificación de pasivación. Están disponibles marcado láser conforme a UDI y trazabilidad DHR según FDA/ISO 13485.

Grade 23 vs Grade 5 titanium — which is better for medical implants?

For permanent, load-bearing implantable devices (orthopedic stems, spinal cages, dental implants, fracture-fixation plates that remain in the body), Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) is the preferred material because its lower interstitial content yields measurably higher fatigue life and fracture toughness. Grade 5 can be used for non-implant surgical instruments, external fixators, and short-term devices, but the ELI variant is required where long-term biocompatibility and cyclic loading intersect.

Can Grade 23 and Grade 5 titanium be used interchangeably for machining?

No — not for regulated applications. They share the same nominal chemistry, so machinability, tool selection, and CMM inspection workflow are essentially identical, but the MTR must declare the correct UNS number (R56400 vs R56401) and the applicable standard (ASTM F136 for Grade 23, AMS 4928 / AMS 4911 for Grade 5). Substituting Grade 5 for a Grade 23 callout will fail medical device audits even when dimensional results are equivalent.

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Guidance for the professionals who specify titanium

Role-specific answers and resources for engineers and buyers in this industry.

Design engineering Quality & compliance Procurement

Common questions from this audience

How do I choose the right titanium grade?

Selection depends on strength, corrosion resistance, formability and application — CP grades for corrosion, alpha-beta alloys like Ti-6Al-4V for strength, and ELI grades for medical.

Which titanium grade is best for medical implants?

Ti-6Al-4V ELI (Grade 23) per ASTM F136 is the most common implantable grade for its strength and biocompatibility.

What certifications accompany titanium material?

Mill test certificates (ASTM, AMS), EN 10204 3.1 reports and full lot traceability are provided with every shipment.

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