Titanium Kelas 1 dan Kelas 2 Murni Komersial vs Ti-6Al-4V Kelas 5: Perbedaan Utama
Nov 24, 2025
Titanium dipasok dalam berbagai tingkatan, dan perbedaan di antara keduanya menentukan bagaimana komponen akhir berperilaku setelah digunakan. Tiga tingkatan yang paling sering dibandingkan selama peninjauan spesifikasi adalah titanium murni komersial (CP) Tingkat 1 dan Tingkat 2 serta Tingkat 5, paduan Ti-6Al-4V. Ketiganya jauh lebih tahan terhadap air yang mengandung klorida dan media pengoksidasi dibandingkan baja karbon atau baja tahan karat, namun keduanya berbeda dalam hal kemurnian, kandungan paduan, kekuatan, sifat mampu bentuk dan biaya. Menyesuaikan tingkatan dengan tugasnya, alih-alih memilih opsi terkuat, adalah hal yang menjaga peralatan bertekanan, penukar panas, dan komponen struktural tetap aman dan ekonomis pada saat yang bersamaan.
Sekilas tentang Komposisi Kimia
Nilai murni komersial adalah titanium murni yang berada dalam batas ketat pada elemen interstisial, sedangkan Kelas 5 menambahkan aluminium dan vanadium sebagai penambahan paduan yang disengaja. Tabel di bawah ini merangkum batasan yang memisahkan ketiga kelas tersebut.
| Elemen | Kelas 1 (UNS R50250) | Kelas 2 (UNS R50400) | Kelas 5 (UNS R56400) |
|---|---|---|---|
| Oksigen, maks% | 0.18 | 0.25 | 0.20 |
| Setrika, maks% | 0.20 | 0.30 | 0.30 |
| Nitrogen, maks% | 0.03 | 0.03 | 0.05 |
| Karbon, maks% | 0.08 | 0.08 | 0.08 |
| Hidrogen, maks% | 0.015 | 0.015 | 0.015 |
| Aluminium% | tidak ada | tidak ada | 5,50 hingga 6,75 |
| Vanadium% | tidak ada | tidak ada | 3,50 hingga 4,50 |
| titanium | Keseimbangan | Keseimbangan | Keseimbangan |
Oksigen adalah satu-satunya elemen interstitial yang paling berpengaruh pada grade murni komersial: oksigen meningkatkan kekuatan sekaligus mengurangi keuletan. Itulah sebabnya Kelas 1 dan Kelas 2 berbeda terutama dalam kandungan oksigen daripada penambahan paduannya.
Sifat Mekanik Dibandingkan
| Milik | kelas 1 | kelas 2 | kelas 5 |
|---|---|---|---|
| Kekuatan tarik, min | 240 MPa | 345 MPa | 895 MPa |
| Kekuatan hasil (offset 0,2%), min | 138 MPa | 275 MPa | 828MPa |
| Perpanjangan, min | 24 % | 20 % | 10 % |
| Pengurangan luas, min | 30 % | 30 % | 25 % |
| Kepadatan | 4,51 gram/cm3 | 4,51 gram/cm3 | 4,43 gram/cm3 |
| Modulus elastisitas, tipikal | sekitar 103 IPK | sekitar 103 IPK | sekitar 114 IPK |
| Suhu servis praktis | hingga sekitar 300 C | hingga sekitar 300 C | hingga sekitar 400 C |
Grade 5 menghasilkan sekitar tiga kali lipat kekuatan luluh Grade 2 namun tetap sekitar 40 % lebih ringan dibandingkan bagian baja setara, itulah sebabnya ia mendominasi teknik dirgantara dan-performa tinggi. Kelas 1 dan Kelas 2 dipilih jika bagian tersebut harus dibentuk, dibengkokkan, diperluas atau dilas secara ekstensif dan di mana tugas mekanisnya sedang.
Ketahanan Korosi, Kemampuan Bentuk dan Kemampuan Las
Media klorida pengoksidasi dan netral:Kelas 1 dan Kelas 2 membentuk film oksida pasif yang stabil dan merupakan pilihan utama dalam layanan air laut, air garam, hipoklorit, dan klorin basah.
Kelas 5 dalam tugas korosif:kinerjanya mendekati nilai murni komersial di sebagian besar lingkungan, namun penambahan paduan mengurangi keuletan dan sedikit mengurangi resistensi di beberapa media pereduksi agresif.
Asam pereduksi panas:jika titanium CP diserang, kadar molibdenum-yang mengandung kadar 12 atau paladium-yang distabilkan akan ditentukan, bukan kadar 5.
Sifat mampu bentuk:Kelas 1 adalah yang paling mudah dibentuk dan dilas, diikuti oleh Kelas 2. Kelas 5 memerlukan gaya pembentukan yang lebih tinggi, kontrol pegas yang lebih ketat, dan pelepas tegangan setelah pengelasan.
Perilaku fabrikasi:ketiga tingkatan tersebut menghantarkan panas dengan buruk, sehingga diperlukan kecepatan pemotongan yang rendah, aliran cairan pendingin yang banyak, dan perkakas yang tajam untuk menghindari pengerasan dan kerusakan pada pekerjaan.
Aplikasi Industri Khas
Kelas 1:bejana proses kimia, tabung penukar panas, pipa air laut, pabrik desalinasi, rak pelapis listrik dan anoda.
Kelas 2:kelas CP-tujuan umum untuk bejana bertekanan, tangki penyimpanan, tabung dan pipa, flensa, alat kelengkapan, dan pipa kondensor. Ini adalah kelas titanium yang paling banyak tersedia di industri.
Kelas 5:bagian struktur luar angkasa, komponen roda pendaratan, perangkat keras mesin, implan bedah,-alat kelengkapan hidraulik bertekanan tinggi, peralatan bawah laut, dan-pengencang beban tinggi.
ELI kelas 5 (ASTM F136):varian interstisial ekstra-rendah-, digunakan ketika ketahanan terhadap patahan dan masa pakai kelelahan menjadi penting, seperti implan dan penempaan kritis.
Panduan Seleksi untuk Insinyur Proyek
Mulailah dengan lingkungan daripada figur kekuatan. Jika medianya adalah air laut, air garam, hipoklorit, atau klorin basah dan komponennya dibentuk atau dilas, Kelas 2 biasanya memenuhi tugas tersebut dengan biaya paling rendah, dengan Kelas 1 diperuntukkan bagi pembentukan yang parah seperti tabung yang ditarik dalam atau diperluas. Jika komponen memikul beban mekanis yang tinggi, mengalami peningkatan suhu, atau harus menghemat berat, Kelas 5 adalah pilihan yang tepat dan fabrikasi harus direncanakan berdasarkan keuletannya yang lebih rendah, termasuk pelindung argon penuh, prosedur pengelasan yang memenuhi syarat, dan pelepas tegangan pasca-pengelasan. Jika medianya adalah asam pereduksi panas, baik Grade 2 maupun Grade 5 tidak memadai dan kadar molibdenum-harus dievaluasi. Dokumentasikan kadar, standar yang mengatur dan kondisi pengiriman pada spesifikasi pembelian, karena sifat-sifat seperti kekuatan luluh minimum dijamin oleh standar material dan bukan oleh sertifikat pabrik saja.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
T: Apa perbedaan utama antara titanium Kelas 1 dan Kelas 2?
Keduanya adalah titanium murni komersial murni. Tingkat 1 dibatasi pada 0,18 % oksigen dan Tingkat 2 hingga 0,25 % oksigen, sehingga Tingkat 1 lebih lunak, lebih ulet, dan lebih mudah dibentuk, sedangkan Tingkat 2 menawarkan kekuatan lebih tinggi dengan perpanjangan sedikit lebih rendah. Kelas 2 adalah pilihan industri yang lebih umum.
T: Apakah titanium Kelas 5 sama tahan korosinya dengan Kelas 2?
Di air laut, air garam, dan sebagian besar media pengoksidasi, keduanya berperilaku serupa, dan film pasif melindungi Kelas 5 dengan efektif. Dalam asam pereduksi panas, kadar murni komersial sudah tidak sesuai, dan kadar molibdenum-seperti Kelas 12 harus digunakan untuk aplikasi mana pun.
T: Dapatkah ketiga tingkatan tersebut dilas satu sama lain?
Ya. Kelas 1, Kelas 2, dan Kelas 5 semuanya merupakan paduan titanium alfa atau alfa-beta dan dapat disambung dengan logam pengisi yang cocok seperti ERTi-1, ERTi-2, dan ERTi-5, asalkan sambungan dilindungi oleh argon pada kedua permukaannya dan prosedurnya memenuhi syarat. Sambungan yang berbeda harus dikualifikasi secara terpisah karena kimia kolam las berbeda dari kedua logam induknya.
T: Kelas manakah yang sebaiknya digunakan untuk perpipaan air laut?
Grade 2 merupakan pilihan standar untuk pipa air laut, fitting dan tabung kondensor. Kelas 1 digunakan jika tabung diperluas atau dibengkokkan dengan parah, dan Kelas 5 hanya digunakan jika beban mekanis tinggi atau tekanan tinggi mengesampingkan nilai murni komersial.
Q: Seberapa panas setiap grade dapat digunakan?
Nilai murni komersial biasanya dibatasi pada suhu sekitar 300 C dalam pelayanan terus menerus karena kekuatan turun dan oksidasi meningkat di atas tingkat tersebut. Kelas 5 mempertahankan kekuatan yang berguna hingga sekitar 400 C, dan varian interstisial-rendah-menurunkan sedikit kekuatan untuk meningkatkan ketangguhan.
T: Standar apa yang mencakup nilai-nilai ini?
ASTM B265 mencakup pelat, lembaran, dan strip, ASTM B338 mencakup tabung mulus dan dilas, ASTM B348 mencakup batangan dan billet, ASTM B381 mencakup tempa, dan ASTM F136 mencakup kelas medis Kelas 5 interstisial ekstra-rendah-. Nomor ASME SB yang setara berlaku untuk peralatan bertekanan.
