BOZE CNC Ti | Liga de Titânio Beta

Grau 21 – Liga Beta Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al Grau 21

Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (Grau 21, UNS R58210) — uma liga de titânio beta metaestável que oferece excepcional conformabilidade a frio no estado solubilizado, combinada com resistência muito alta após envelhecimento. O material preferido para componentes aeroespaciais complexos de chapa metálica e produtos de tira de alta resistência.

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Definição da Entidade

O que é o Titânio Grau 21 (Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)?

O Grau 21 (Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al, também conhecido como Ti-15-3) é uma liga de titânio beta metaestável desenvolvida para aplicações que exigem uma combinação de excepcional conformabilidade à temperatura ambiente e resistência muito elevada após envelhecimento. No estado tratado por solução, pode ser conformado a frio de forma semelhante ao titânio CP e, em seguida, envelhecido para atingir resistências à tração superiores a 1.170 MPa (170 ksi).

Classificação

Liga de Titânio Beta Metaestável (β)
Número UNS

UNS R58210

Nomes Comuns

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

Características Principais

  • Excepcional conformabilidade a frio no estado tratado por solução — conformável como titânio CP
  • Resistência muito elevada após envelhecimento — até 1.240 MPa (180 ksi)
  • Excelente conformabilidade em produtos de tira e chapa para geometrias complexas
  • Boa resistência à corrosão — comparável a outras ligas de titânio
  • Tratável termicamente com ciclo simples de tratamento por solução e envelhecimento
  • Adequado para chapas finas aeroespaciais e estruturas honeycomb
Normas Aplicáveis

Normas Aplicáveis

O titânio Grau 21 está em conformidade com as seguintes normas internacionais de materiais:

ASTM B265 — Chapa, Tira e Placa
ASTM B348 — Barras e Tarugos
AMS 4914 — Chapa, Tira e Placa (Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)
AMS 4932 — Chapa, Tira e Placa (Tratado por Solução e Envelhecido)
AMS 4933 — Barras, Fios e Forjados
Propriedades do Material

Propriedades Mecânicas e Físicas

Propriedades típicas do Grau 21 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (tratado por solução vs. envelhecido):

Resistência à Tração (tratado por solução) 830 MPa (120 ksi)
Resistência à Tração (envelhecido) 1,170–1,310 MPa (170–190 ksi)
Limite de Escoamento (tratado por solução) 800 MPa (116 ksi)
Limite de Escoamento (envelhecido) 1,100–1,240 MPa (160–180 ksi)
Alongamento (tratado por solução) 15–20%
Alongamento (envelhecido) 6–8%
Densidade 4.71 g/cm³ (0.170 lb/in³)
Módulo de Elasticidade 100 GPa (14.5 × 10⁶ psi)
Transus Beta 760°C (1,400°F)
Dureza (envelhecido) 40–44 HRC
Raio de Curvatura a Frio (tratado por solução) 1.5T to 2T
Métodos de Processamento

Métodos de Processamento Disponíveis

O Grau 21 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al pode ser processado usando as seguintes técnicas de fabricação:

Conformação a frio — Excelente na condição tratada por solução; formas complexas podem ser conformadas à temperatura ambiente
Conformação de chapas metálicas — Estampagem, embutimento profundo, dobradeira são aplicáveis
Usinagem CNC — Boa tanto nas condições ST quanto envelhecida
Soldagem TIG — Aceitável; envelhecimento pós-soldagem necessário para restaurar a resistência do metal base
Soldagem por pontos — Excelente para montagens de chapas finas
Soldagem a laser — Adequada para união de precisão de chapas metálicas
Tratamento por solução — A 790–815°C (1,450–1,500°F) seguido de resfriamento rápido ao ar
Envelhecimento — A 480–540°C (900–1,000°F) por 8–16 horas
Ataque químico — Soluções padrão de HF/HNO₃ com taxas de ataque específicas para beta
Anodização — Aplicável para proteção contra corrosão e resistência ao desgaste
Downstream Products

Produtos e Componentes Típicos

O Grau 21 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al é comumente fabricado nos seguintes produtos a jusante:

Estruturas aeroespaciais de chapa metálica — dutos, carenagens, capotas
Painéis sanduíche em favo de mel para pisos de aeronaves e superfícies de controle
Componentes de molas para aeronaves — molas de trem de pouso, molas de sistemas de controle
Fixadores e rebites de alta resistência (cabeçados a frio)
Trilhos de assentos e estruturas internas de aeronaves
Painéis de revestimento de mísseis e foguetes
Painéis de blindagem leve para veículos militares
Molas de escapamento automotivo e componentes de suspensão
Indústrias

Indústrias Principais

O Grau 21 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al é o material de escolha nestas indústrias:

Aeroespacial — Estruturas de chapa metálica, dutos, molas, painéis alveolares
Defesa — Blindagem leve, estruturas de mísseis
Automotivo — Molas, componentes de escapamento, estruturas de colisão
Esportes Motorizados — Chassis leves e painéis de carroceria
Médico — Instrumentos de mola e dispositivos ortodônticos
Materiais Alternativos

Materiais Alternativos

Dependendo dos requisitos da aplicação, o Grau 21 pode ser substituído por:

Grau 5 (Ti-6Al-4V) — Menor conformabilidade, mas maior módulo e menor custo para aplicações em chapa
Grau 9 (Ti-3Al-2.5V) — Menor resistência, mas melhor conformabilidade a frio para tubos
Grau 19 (Ti-10V-2Fe-3Al) — Melhor para forjados de seção espessa, mas menos conformável em forma de chapa
Ti-5-5-5-3 (Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr) — Liga beta de alta resistência alternativa
Aço para molas (SAE 5160) — Menor custo para aplicações de mola, porém mais pesado
Por que BOZE CNC Ti

Por que nos escolher para este grau

A BOZE CNC Ti fabrica componentes de titânio beta Grau 21 para aplicações aeroespaciais com conformação de precisão, tratamento térmico a vácuo e sistemas de qualidade AS9100D.

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