Il titanio di grado 4 (noto anche come titanium di grado 4 commercialmente puro) è un grado di titanio non legato, il che significa che la sua composizione è dominata da titanio puro con impurità minime ammissibili. La tipica composizione chimica (in peso), come specificato in standard come ASTM B265 (per piastra di titanio, foglio e striscia) o ASTM B348 (per le barre di titanio), è la seguente:
Titanio (TI): Maggiore o uguale al 99,0% (il saldo, con la percentuale esatta a seconda del contenuto totale delle impurità).
Carbon (C): Meno o uguale allo 0,10%.
Iron (FE): Inferiore o uguale allo 0,50% (questa è un'impurità chiave; il grado 4 ha un limite di ferro più alto rispetto al grado inferiore - di grado commercialmente puro come grado 1 o 2).
Ossigeno (O): Meno o uguale allo 0,40% (il contenuto di ossigeno influenza direttamente la forza del titanio commercialmente puro - di grado 4 ha uno dei più alti limiti di ossigeno tra i gradi non legati, contribuendo alla sua maggiore resistenza).
Azoto (N): Meno o uguale allo 0,05%.
Idrogeno (H): Meno o uguale allo 0,015% (rigorosamente controllato per evitare l'idrogeno abbraccio).
Altri elementi: Ogni singolo elemento di traccia (ad es. Alluminio, vanadio) è inferiore o uguale allo 0,10%e il totale di tutti gli altri elementi di traccia è inferiore o uguale allo 0,40%.
La resistenza alla trazione del titanio di grado 4 è una delle sue caratteristiche distintive, in quanto è la più forte tra tutti i gradi di titanio commercialmente puri. Le sue proprietà di trazione sono standardizzate, con lievi variazioni basate sulla forma del prodotto (ad es. Piastra, foglio, bar) e stato di trattamento termico (tipicamente ricotto, la condizione più comune per il grado 4).
Standard per ASTM (EG, ASTM B265, ASTM B348), ilforza di trazione minimadel titanio ricotto di grado 4 è620 MPA (90 ksi o 90.000 psi). Nelle applicazioni pratiche, la resistenza alla trazione effettiva supera spesso questo valore minimo - tipico resistenza alla trazione misurata per il titanio di grado 4 ricotto che va da 620 MPa a 795 MPa (da 90 KSI a 115 ksi).
È importante notare che la resistenza alla trazione può essere influenzata da fattori come il lavoro a freddo (freddo - arrotolato o freddo - prodotti disegnati possono avere una resistenza alla trazione più elevata rispetto a quelli completamente ricotti) e lo spessore del prodotto (i fogli più sottili possono mostrare valori di resistenza leggermente diversi a causa di effetti di elaborazione).
La resistenza alla snervamento (in particolare lo 0,2% di resistenza alla snervamento dell'offset, lo standard del settore per i metalli) è una metrica critica per il titanio di grado 4, in quanto indica lo stress a cui il materiale inizia a sottoporsi a deformazione plastica permanente.
Secondo le specifiche ASTM (ad es. ASTM B265, ASTM B348) per il titanio ricotto di titanio 4, ilresistenza al snervamento minimo dello 0,2% di offsetÈ550 MPa (80 ksi o 80.000 psi). Simile alla resistenza alla trazione, la resistenza alla snervamento effettiva del titanio di grado 4 ricotto in pratica spesso supera questo minimo, tipicamente varia da 550 MPa a 725 MPa (da 80 KSI a 105 ksi).
Come la resistenza alla trazione, la resistenza alla snervamento è influenzata dall'elaborazione: i prodotti di grado 4 di grado 4 lavorati a freddo - (ad esempio, le barre finite a freddo -) avranno punti di forza di snervamento significativamente più elevati (a volte superando 860 MPA / 125 KSI) a causa dell'effetto di infradimento della deformazione. Tuttavia, il grado 4 ricotto è la forma più utilizzata, poiché bilancia la resistenza alla duttilità (essenziale per la formazione e la fabbricazione).
