Titanio Grado 5 vs Grado 23: ¿Cuál es la diferencia?
Jan 19, 2026
Misma aleación base, diferente química
El grado 5 (Ti-6Al-4V) y el grado 23 (Ti-6Al-4V ELI) comparten la misma composición nominal: aproximadamente 6 % de aluminio, 4 % de vanadio y el resto de titanio. La diferencia radica en los elementos intersticiales. El grado 23 restringe el oxígeno a un máximo de 0,13%, el hierro a un máximo de 0,25%, el carbono a un máximo de 0,08% y el nitrógeno a un máximo de 0,05%, mientras que el grado 5 permite oxígeno hasta un 0,20% y hierro hasta un 0,40% en la mayoría de las especificaciones del producto. Este control más estricto es lo que hace que el Grado 23 sea "intersticial extra bajo" y cambia su comportamiento mecánico.
Comparación de propiedades mecánicas
| Propiedad | Grado 5 (Ti-6Al-4V) | Grado 23 (Ti-6Al-4V ELI) |
|---|---|---|
| Resistencia máxima a la tracción (barra recocida) | 895 MPa mín. | 860 MPa mín. |
| Límite elástico (barra recocida) | 828 MPa mín. | 795 MPa mín. |
| Elongación en 4D | 10% mínimo | 10% mínimo |
| Dureza a la fractura (KIC) | Normalmente 60-80 MPa-m0,5 | Normalmente 80-110 MPa-m0,5 |
| Biocompatibilidad | Moderado | Excelente |
Los valores siguen ASTM B348 para bar. La versión ELI intercambia aproximadamente 35 MPa de resistencia a la tracción por una tenacidad y una resistencia al crecimiento de grietas notablemente mejores.
Efectos ELI: ductilidad, tenacidad y fatiga
El oxígeno y el nitrógeno fortalecen el titanio mediante una solución sólida intersticial, pero también reducen la ductilidad y la tenacidad a la fractura. Al reducir estos elementos, el Grado 23 logra una mayor resistencia a la iniciación y propagación de grietas. En piezas críticas-fatiga, la mejora en el umbral de crecimiento de grietas suele ser más valiosa que la ligera pérdida de resistencia estática. Esta es la razón por la que el Grado 23 se especifica para implantes, vasos criogénicos y componentes aeroespaciales críticos-para fracturas, donde no se puede tolerar una falla.
Aplicaciones de Grado 5 y Grado 23
El grado 5 es el caballo de batalla de uso general-: estructuras de fuselajes, componentes de motores, sujetadores, hardware marino y equipos industriales donde la máxima resistencia por unidad de peso es la prioridad. Se elige el grado 23 donde dominan la dureza, la fatiga y la biocompatibilidad: implantes quirúrgicos como vástagos de cadera y placas óseas, componentes dentales, tanques y tuberías criogénicos y piezas aeroespaciales que funcionan en condiciones de baja-temperatura o alto-ciclo.
Cómo elegir
Partir del requisito del servicio. Si la pieza soporta altas cargas estáticas y el peso es crítico, el Grado 5 generalmente gana en resistencia y costo. Si la pieza enfrenta cargas cíclicas, servicio a baja-temperatura o contacto con tejido humano, el Grado 23 es la especificación más segura. En ambos casos, verificar la norma aplicable: ASTM B265 para lámina y placa, ASTM B348 para barra, ASTM B861 y B862 para tubería y tubo, y ASTM F136 para material de implante.
Preguntas frecuentes
¿Es el grado 23 más fuerte que el grado 5?
No. El grado 5 tiene un límite elástico y de tracción mínimo ligeramente superior; En cambio, el grado 23 ofrece mejor ductilidad, tenacidad a la fractura y resistencia a la fatiga.
¿Se puede utilizar el grado 5 para implantes médicos?
Los implantes normalmente requieren Ti-6Al-4V ELI certificado según ASTM F136; Los límites más altos de oxígeno y hierro del grado 5 no cumplen con las especificaciones del implante.
¿Qué significa ELI?
Intersticial extra bajo, lo que significa límites más estrictos de oxígeno, nitrógeno, carbono y hierro.
¿Por qué se prefiere el grado 23 para el servicio criogénico?
El menor contenido intersticial preserva la ductilidad y la tenacidad a bajas temperaturas, donde el Grado 5 estándar puede volverse quebradizo.
¿Son soldables los grados 5 y 23?
Ambos son soldables con GTAW y blindaje adecuado, pero los intersticiales inferiores del Grado 23 reducen el riesgo de fragilización de la zona de soldadura.
¿Cómo se comparan los precios?
El grado 23 tiene una prima debido a un control químico más estricto y rendimientos de producción típicamente más bajos; esperar una diferencia de costo significativa por tonelada.
