What is Grade 23 titanium (Ti-6Al-4V ELI) and how is it different from standard Grade 5?

Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) is an Extra Low Interstitial variant of Grade 5 with tightly controlled oxygen (≤0.13%), nitrogen, and carbon limits. This ELI chemistry delivers superior fracture toughness, ductility, and fatigue resistance, making it the preferred material for implantable medical devices and cryogenic applications where reliability is critical.

Can you machine Grade 23 ELI titanium for medical implant applications?

Yes. We machine Grade 23 Ti-6Al-4V ELI in our ISO 13485-compliant facility using Swiss-type CNC turning and 5-axis milling. We achieve tolerances up to ±0.003 mm (±0.00012 in) with surface finishes down to Ra 0.1 µm. All medical components are processed under strict process controls with full batch traceability.

What certifications do you provide with Grade 23 titanium medical components?

Every medical order includes EN 10204 Type 3.1 MTRs documenting chemical composition per ASTM F136, CMM dimensional inspection reports, surface finish verification, and passivation certification. UDI-compliant laser marking and FDA/ISO 13485 DHR traceability are available.

BOZE CNC Ti | Liga Alfa-Beta (Médica)

Grau 23 – Titânio Médico Ti-6Al-4V ELI Grau 23 ELI

Ti-6Al-4V ELI (Grau 23, UNS R56401) — a variante de grau médico do Ti-6Al-4V com elementos intersticiais extra baixos (oxigênio ≤0,13%, nitrogênio, carbono) para maior tenacidade à fratura, ductilidade e resistência à fadiga em dispositivos médicos implantáveis e aplicações criogênicas.

Definição da Entidade

O que é o Titânio Grau 23 (Ti-6Al-4V ELI)?

O Grau 23 (Ti-6Al-4V ELI, Extra Baixo Intersticial) é uma versão modificada do Grau 5 Ti-6Al-4V com teor reduzido de oxigênio (máximo 0,13% vs 0,20% no Grau 5) e controle mais rigoroso de nitrogênio, carbono e hidrogênio. Esta química ELI melhora significativamente a ductilidade, tenacidade à fratura e desempenho à fadiga, tornando-o o material preferido para dispositivos médicos implantáveis e aplicações criogênicas que exigem confiabilidade superior.

Classificação

Liga de Titânio Alfa-Beta (α+β) — Modificação ELI

Número UNS

UNS R56401

Nomes Comuns

Ti-6Al-4V ELI Grau 23 UNS R56401 ASTM F136 Titânio de Grau Médico

Características Principais

Tenacidade à fratura superior (KIC) em comparação com o Grau 5 padrão
Ductilidade e resistência à fadiga aprimoradas para confiabilidade de implantes de longo prazo
Excelente biocompatibilidade — em conformidade com a ISO 10993
Sensibilidade ao entalhe reduzida para melhor desempenho em projetos de implantes rosqueados
Tenacidade para temperaturas criogênicas — adequado para serviço com GNL e hidrogênio líquido
Resistência à corrosão equivalente ao Ti-6Al-4V padrão

Normas Aplicáveis

O titânio Grau 23 está em conformidade com as seguintes normas internacionais de materiais:

ASTM F136 — Titânio Forjado Ti-6Al-4V ELI para Aplicações em Implantes Cirúrgicos

ASTM B265 — Chapa, Tira e Placa (quando especificado como ELI)

ASTM B348 — Barras e Tarugos (ELI)

ASTM B381 — Forjados (ELI)

ISO 5832-3 — Implantes para Cirurgia

AMS 4930 — Chapa, Tira e Placa (Ti-6Al-4V ELI)

AMS 4931 — Barras, Arame e Forjados (Ti-6Al-4V ELI)

NACE MR0175 / ISO 15156 — Equipamentos para Campos de Petróleo (ELI)

Propriedades do Material

Propriedades Mecânicas e Físicas

Propriedades típicas à temperatura ambiente para o Ti-6Al-4V ELI Grau 23 (condição recozida):

Resistência à Tração (mín.) 860 MPa (125 ksi)

Limite de Escoamento a 0,2% (mín.) 795 MPa (115 ksi)

Alongamento (mín.) 10%

Redução de Área 25%

Dureza (HRC) ≤ 36 HRC

Tenacidade à Fratura KIC 70–85 MPa√m

Densidade 4.43 g/cm³ (0.160 lb/in³)

Módulo de Elasticidade 114 GPa (16.5 × 10⁶ psi)

Ponto de Fusão 1,668°C (3,034°F)

Teor Máximo de Oxigênio ≤ 0.13%

Condutividade Térmica 7.2 W/(m·K)

Temperatura de Operação Criogênica Down to -269°C (-452°F)

Métodos de Processamento

Métodos de Processamento Disponíveis

O Ti-6Al-4V ELI Grau 23 pode ser processado usando as seguintes técnicas de fabricação:

Usinagem CNC — Similar ao Grau 5; requer ferramentas de metal duro e configurações rígidas

Torneamento CNC tipo suíço — Ideal para parafusos e pinos de implantes de pequeno diâmetro

Soldagem TIG — Requer metal de adição com baixo teor de intersticiais (ERTi-23) e proteção rigorosa

Soldagem a laser — Adequada para montagem de implantes com controle adequado de parâmetros

Soldagem por feixe de elétrons — Soldas profundas e estreitas com zona minimamente afetada pelo calor

Recozimento a vácuo — A 700–800°C para aliviar tensões e otimizar propriedades

Prensagem isostática a quente (HIP) — A 920°C / 100 MPa para garantir densidade total

Forjamento — Forjamento alfa-beta a 920–980°C

Tratamento de superfície — Passivação, anodização, pulverização a plasma para osseointegração

Eletropolimento — Produz acabamento espelhado para adesão bacteriana reduzida

Downstream Products

Produtos e Componentes Típicos

O Ti-6Al-4V ELI Grau 23 é comumente fabricado nos seguintes produtos a jusante:

Implantes ortopédicos — hastes femorais, copos acetabulares, componentes de joelho, placas de trauma

Implantes espinhais — parafusos pediculares, hastes, gaiolas intervertebrais

Implantes dentários — pilares, coroas retidas por parafuso, mini-implantes

Placas e parafusos craniomaxilofaciais

Dispositivos cardiovasculares — caixas de marcapasso, componentes de válvulas cardíacas

Vasos e tubulações criogênicas para GNL e hidrogênio líquido

Componentes aeroespaciais que exigem alta tenacidade à fratura em baixas temperaturas

Equipamentos subsea de petróleo e gás para operações em águas profundas

Fixadores de alta confiabilidade para aplicações críticas

Indústrias

Indústrias Principais

O Grau 23 Ti-6Al-4V ELI é o material de escolha nestas indústrias:

Médica — Implantes ortopédicos, espinhais, dentários e cardiovasculares

Criogênica — Processamento de GNL, armazenamento e transporte de hidrogênio líquido

Aeroespacial — Componentes estruturais de baixa temperatura, fixadores de alta confiabilidade

Petróleo e gás — Equipamentos subsea que exigem alta tenacidade

Farmacêutica — Equipamentos de processamento que exigem extrema limpeza

Defesa — Sistemas navais e aeroespaciais que exigem desempenho criogênico

Materiais Alternativos

Dependendo dos requisitos da aplicação, o Grau 23 pode ser substituído por:

Grau 5 (Ti-6Al-4V) — Menor custo, porém com tenacidade à fratura e ductilidade reduzidas

Grau 5 ELI (ASTM F1472) — Especificação alternativa para grau médico

Ti-6Al-7Nb (Grau 21) — Alternativa livre de vanádio para implantes médicos

CP-Ti Grau 4 — Menor resistência, porém maior ductilidade para implantes não sujeitos a carga

Liga Co-Cr-Mo (ASTM F75) — Maior resistência ao desgaste para superfícies de apoio

Aço Inoxidável 316LVM — Menor custo, porém mais pesado e menos biocompatível

Por que BOZE CNC Ti

Por que nos escolher para este grau

A BOZE CNC Ti é uma fabricante de precisão de grau médico confiável, especializada em componentes de Ti-6Al-4V ELI Grau 23 para aplicações de implantes ortopédicos, dentários e espinhais. Nossa instalação certificada ISO 13485 processa material certificado ASTM F136 por meio de torneamento CNC tipo suíço, fresamento de 5 eixos e acabamento de superfície avançado. Cada componente é produzido com rastreabilidade total de material de fontes de usina certificadas, verificação dimensional CMM e passivação conforme ASTM F86. Nossa equipe de engenharia fornece revisão DFM confidencial em 24 horas para desenhos de dispositivos médicos, com pacotes de documentação completos para conformidade com FDA/ISO 13485.

Perguntas Frequentes

Perguntas comuns de engenheiros sobre este grau de titânio e nossas capacidades de usinagem de precisão.

O que é o titânio Grau 23 (Ti-6Al-4V ELI) e como ele difere do Grau 5 padrão?

O Grau 23 (Ti-6Al-4V ELI) é uma variante de Intersticiais Extra Baixos do Grau 5, com limites estritamente controlados de oxigênio (≤0,13%), nitrogênio e carbono. Esta química ELI proporciona tenacidade à fratura, ductilidade e resistência à fadiga superiores, tornando-o o material preferido para dispositivos médicos implantáveis e aplicações criogênicas onde a confiabilidade é crítica.

É possível usinar o titânio Grau 23 ELI para aplicações de implantes médicos?

Sim. Usinamos o Ti-6Al-4V ELI Grau 23 em nossa instalação em conformidade com a ISO 13485, usando torneamento CNC tipo suíço e fresamento de 5 eixos. Alcançamos tolerâncias de até ±0,003 mm (±0,00012 pol) com acabamentos superficiais de até Ra 0,1 µm. Todos os componentes médicos são processados sob controles de processo rigorosos com rastreabilidade total de lote.

Quais certificações vocês fornecem com componentes médicos de titânio Grau 23?

Cada pedido médico inclui MTRs Tipo 3.1 conforme EN 10204 documentando a composição química de acordo com ASTM F136, relatórios de inspeção dimensional por CMM, verificação de acabamento superficial e certificação de passivação. Marcação a laser compatível com UDI e rastreabilidade DHR FDA/ISO 13485 estão disponíveis.