برای دهه ها، گرید 5 تیتانیوم جلوی هرگونه بحث برای انتخاب نوع تیتانیوم در تولید را گرفته بود، این امر به این دلیل بود که از این فلز بیشترین استفاده را در حوزه نظامی و کاربرد های هوافضا داشت. 

اما چیزی که در مورد این آلیاژ کمتر دانسته می شود، سختی فوق العاده آن است به طوری که در مقایسه با گرید 9، دو برابر سخت تر و بنابراین کار با آن نیز دو برابر سخت از کار با گرید 9 می باشد؛ زیرا به نسبتی که سختی یک فلز بالا رود، شکل پذیری آن کاهش خواهد یافت. 

ویژگی های تیتانیوم 5 و 9 

 هر دو آلیاژ خصوصیات عالی دارند، اما تیتانیوم 5 همیشه بهترین گزینه نیست؛ به خصوص زمانی که ما بخواهیم پروژه ای کم هزینه و با دقت بالا در صنایعی چون هوافضا، اتومبیل، پزشکی، نفت، گاز و نیروگاه های برق انجام دهیم.

گرید 9 تیتانیوم یا گرید Ti-Al3-Va2.5 در ترکیب خود بیش از 90 درصد تیتانیوم، 3 درصد آلومینیوم و 2.5 درصد وانادیم دارد. تیتانیوم گرید 5 نیز با نام Ti-Al6-Va4 شناخته می شود و حدود 90 درصد تیتانیوم، 6 درصد آلومینیوم و 4 درصد وانادیم را دارا است. در بسیاری از حوزه ها، تیتانیوم 9 انتخاب مناسب تری نسبت به گرید 5 به شمار می رود. 

تیتانیوم 9 دارای خواص مکانیکی بهتری در مقایسه با تیتانیوم خالص، مانند استحکام بالاتر می باشد. یکی از مزایای اصلی آن، این است که می توان آن را سردکاری نمود. بر خلاف تیتانیوم 5 که به دلیل ترکیباتش شکل پذیری پایین تری دارد، تیتانیوم 9 داکتیل تر و شکل پذیر تر بوده و در کنار این خاصیت استحکام خوب و مقاومت عالی به خورندگی را نیز دارا است. 

 هر دو ماده از نوع آلیاژ های تیتانیوم آلفا – بتا هستند و 90 درصد ترکیبات سازنده آنها مشترک است، اما در هزینه های تولید بسیار متفاوت هستند. این دو آلیاژ، هر دو از خواص مکانیکی، استحکام و مقاومت به خوردگی عالی برخوردار هستند. استفاده از گرید 5، در حالی که همان گرید 9 برای جوابگویی به نیاز های شما کافی است، قطعاً باعث پرداخت هزینه های اضافی خواهد شد. برای انتخاب بین چند نوع فلز، اصلی ترین عامل انتخاب، نوع کاربرد است و این دو آلیاژ نیز از این قاعده مستثنا نیستند.

جوشکاری تیتانیوم 5 و تیتانیوم 9 

• GMAW: که نام دیگر آن میگ (MIG) است و با نام جوشکاری فلز گاز بی اثر یا جوشکاری قوسی با گاز محافظ هم شناخته می شود.
  
• TIG: جوشکاری تنگستن گاز بی اثر یا تیگ
• جوشکاری قوس پلاسما
• جوشکاری پرتو الکترونی

برای کار با این دو آلیاژ ضروری هستند. 

 مصارف تیتانیوم 5 (6Al-4V)

وانادیوم نیز عنصر آلیاژی مهمی هم برای تیتانیوم 5 و هم تیتانیوم 9 می باشد. زمانی که با تیتانیوم ترکیب شود، استحکام بسیار بالاتری در مقایسه با تیتانیوم خالص بدست می آورد و البته خصوصیات دمایی و سفتی تیتانیوم را حفظ می کند.

 برای مصارفی چون ایمپلنت های زیست پزشکی، در قسمت هایی از بدن که فلز بتواند شبیه به استخوان رفتار کند یا صنایع هوافضا که نیاز به پایداری بالا به دما احساس می شود، تیتانیوم 5 انتخابی ضروری است. دلیل این امر شباهت خواص تیتانیوم 5 به استخوان می باشد. این ماده برای تجهیزات ارتوپدی در پزشکی نیز مناسب به شمار می آید. مصارف دیگر این فلز شامل اجزای دوچرخه و پیچ و مهره که در شرایط سخت دوام لازم را داشته باشند و نیز در گروهی خاص از حلقه های نامزدی می باشد.

از تیتانیوم 5 زمانی که نیاز به ماشین کاری باشد نیز استفاده می شود. آلیاژ تیتانیوم معمولاً بصورت پلیت و شیت، و نه کویل موجود است. به دلیل اینکه گرید 5 را، بر خلاف گرید 9، نمی توان سردکاری نمود، بنابراین این فلز برای کشش سرد یا پرسکاری سرد نیز مناسب نیست. اغلب از این ماده زمانی استفاده می شود که فرم دهی نیاز نباشد، زیرا در اینصورت گزینه های بهتری در بین آلیاژ های دیگر تیتانیوم موجود است. البته گرید 5 را می توان به روش گرمایش تماسی گرم کاری نمود اما باید از تجهیزات مخصوصی استفاده گردد. 

برای بدست آوردن ضخامت مناسب از گرید 5، باید آن را با دقت زیاد برش داد و تکه تکه کرد. مشکل دیگر این آلیاژ این است که براده های این فلز پس از اتمام برش دیگر قابلیت ذوب مجدد ندارند، به دلیل اینکه براده ها با مواد دیگر طی عملیات برش زنی مخلوت می شوند و قابل بازیابی نیستند. برای مقابله با این مشکل، تولید کنندگان در هر صنعتی تیتانیوم 3-2.5 (گرید 9) را به عنوان ماده اصلی برای تولید نوار، فویل و سیم بکار می برند. 

تیتانیوم 9 و عملیات گرمایی 

به طور کلی کلی تیتانیوم 9 را می توان به تکه های کوچکتری تقسیم کرد که این ویژگی آن را برای گستره وسیع تری از مصارف نسبت به گرید 5، مانند تولید قطعات و اجزا با اندازه هایی کوچک مناسب می سازد. گرید 9 همچنین مقاومت عالی به خوردگی داشته و برای استفاده در دما های بالا، نسبت به گرید های 1 تا 4 که گونه هایی خالص به شمار می روند، مناسب می باشد. به دلیل اینکه این فلز را به راحتی می توان سرد کاری کرد و در زیر دمای تبلور مجدد شکل آن را تغییر داد، برای کاربرد های نیازمند به دقت بالا در صنایع پزشکی، هوافضا، دریایی و خودرو ایده آل می باشد. بر خلاف تیتانیوم 6-4، بر روی گرید 9 نیز می توانید فرایند های کشش، استامپ و شکل دهی را انجام داده و نورد کردن آن نیز، به نوار های تولید شده قطر 0.001 و 0.025 نیز می دهد. تیتانیوم 9 در برابر عملیات های گرمایی نیز انعطاف داشته و به خوبی قابل جوشکاری است و همانطور که در بالا ذکر شده به دلیل نوع ترکیبات آن ساختاری شکل پذیر تری دارد در حالی که گرید 5 سختی بالاتر و در عوض شکننده تر است. علاوه بر سرد کاری، عملیات رسوب سختی نیز بر روی تیتانیوم 9 قابل انجام است.