BOZE CNC Ti | Lega di Titanio Beta

Grado 21 – Lega Beta Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al Grado 21

Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (Grado 21, UNS R58210) — una lega di titanio beta metastabile che offre un'eccezionale formabilità a freddo allo stato ricotto di soluzione, combinata con una resistenza molto elevata dopo invecchiamento. È il materiale preferito per componenti aerospaziali complessi in lamiera e prodotti in nastro ad alta resistenza.

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Definizione dell'entità

Cos'è il Titanio Grado 21 (Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)?

Il Grado 21 (Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al, noto anche come Ti-15-3) è una lega di titanio beta metastabile sviluppata per applicazioni che richiedono una combinazione di eccezionale formabilità a temperatura ambiente e resistenza molto elevata dopo invecchiamento. Nella condizione di trattamento termico di soluzione, può essere formato a freddo in modo simile al titanio CP, quindi invecchiato per raggiungere resistenze a trazione superiori a 1.170 MPa (170 ksi).

Classificazione

Lega di Titanio Beta Metastabile (β)
Numero UNS

UNS R58210

Nomi comuni

Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al Grado 21 UNS R58210 Ti-15-3

Caratteristiche principali

  • Eccezionale formabilità a freddo nella condizione di trattamento termico di soluzione — formabile come il titanio CP
  • Resistenza molto elevata dopo invecchiamento — fino a 1.240 MPa (180 ksi)
  • Eccellente formabilità in nastri e lamiere per geometrie complesse
  • Buona resistenza alla corrosione — paragonabile ad altre leghe di titanio
  • Trattabile termicamente con semplice ciclo di trattamento termico di soluzione e invecchiamento
  • Adatto per lamiere aerospaziali di piccolo spessore e strutture a nido d'ape
Norme applicabili

Normative Applicabili

Il titanio Grado 21 è conforme ai seguenti standard internazionali sui materiali:

ASTM B265 — Lamiera, Nastro e Piastra
ASTM B348 — Barre e Billette
AMS 4914 — Lamiera, Nastro e Piastra (Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)
AMS 4932 — Lamiera, Nastro e Piastra (Trattato Termicamente di Soluzione e Invecchiato)
AMS 4933 — Barre, Filo e Fucinati
Proprietà del materiale

Proprietà Meccaniche e Fisiche

Proprietà tipiche per il Grado 21 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (trattato termicamente di soluzione vs. invecchiato):

Resistenza a Trazione (trattato termicamente di soluzione) 830 MPa (120 ksi)
Resistenza a trazione (invecchiato) 1,170–1,310 MPa (170–190 ksi)
Carico di snervamento (solubilizzato) 800 MPa (116 ksi)
Carico di snervamento (invecchiato) 1,100–1,240 MPa (160–180 ksi)
Allungamento (solubilizzato) 15–20%
Allungamento (invecchiato) 6–8%
Densità 4.71 g/cm³ (0.170 lb/in³)
Modulo elastico 100 GPa (14.5 × 10⁶ psi)
Transus beta 760°C (1,400°F)
Durezza (invecchiato) 40–44 HRC
Raggio di piega a freddo (solubilizzato) 1.5T to 2T
Metodi di lavorazione

Metodi di lavorazione disponibili

Il grado 21 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al può essere lavorato utilizzando le seguenti tecniche di produzione:

Formatura a freddo — Eccellente allo stato solubilizzato; forme complesse possono essere realizzate a temperatura ambiente
Formatura della lamiera — Stampaggio, imbutitura profonda, piegatura con pressa piegatrice sono tutte applicabili
Lavorazione CNC — Buona sia allo stato solubilizzato che invecchiato
Saldatura TIG — Accettabile; è richiesto un invecchiamento post-saldatura per ripristinare la resistenza del metallo base
Saldatura a punti — Eccellente per assemblaggi di lamiera sottile
Saldatura laser — Adatta per giunzioni di precisione su lamiera
Trattamento di solubilizzazione — A 790–815°C (1,450–1,500°F) seguito da raffreddamento rapido all'aria
Invecchiamento — A 480–540°C (900–1,000°F) per 8–16 ore
Attacco chimico — Soluzioni standard HF/HNO₃ con velocità di attacco specifiche per la fase beta
Anodizzazione — Applicabile per protezione dalla corrosione e resistenza all'usura
Downstream Products

Prodotti e componenti tipici

Il grado 21 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al è comunemente trasformato nei seguenti prodotti a valle:

Strutture aerospaziali in lamiera — condotti, carenature, cappottature
Pannelli sandwich a nido d'ape per pavimenti aeronautici e superfici di controllo
Componenti elastici per aeromobili — molle per carrello d'atterraggio, molle per sistemi di controllo
Elementi di fissaggio e rivetti ad alta resistenza (testa a freddo)
Guide per sedili aeronautici e strutture interne
Pannelli di rivestimento per missili e razzi
Pannelli corazzati leggeri per veicoli militari
Molle per scarichi automobilistici e componenti sospensione
Industrie

Industrie Principali

Il grado 21 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al è il materiale di scelta in questi settori:

Aerospaziale — Strutture in lamiera, condotti, molle, pannelli a nido d'ape
Difesa — Corazzatura leggera, strutture missilistiche
Automotive — Molle, componenti di scarico, strutture antiurto
Motorsport — Telaio leggero e pannelli carrozzeria
Medicale — Strumenti a molla e dispositivi ortodontici
Materiali alternativi

Materiali Alternativi

In base ai requisiti applicativi, il grado 21 può essere sostituito da:

Grado 5 (Ti-6Al-4V) — Minore formabilità ma modulo più elevato e costo inferiore per applicazioni in lamiera
Grado 9 (Ti-3Al-2.5V) — Resistenza inferiore ma migliore formabilità a freddo per tubazioni
Grado 19 (Ti-10V-2Fe-3Al) — Più adatto per fucinati di sezione spessa ma meno formabile in lamiera
Ti-5-5-5-3 (Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr) — Lega beta ad alta resistenza alternativa
Acciaio per molle (SAE 5160) — Costo inferiore per applicazioni a molla ma più pesante
Perché BOZE CNC Ti

Perché Sceglierci per Questo Grado

BOZE CNC Ti produce componenti in titanio beta di Grado 21 per applicazioni aerospaziali con formatura di precisione, trattamento termico sotto vuoto e sistemi di qualità AS9100D.

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