1. Kandungan Oksigen Maksimum yang Diijinkan dalam Paduan Titanium GR.5
2. Kotoran yang Mempengaruhi Stabilitas Kimia Paduan Titanium GR.5
Besi (Fe)
Fe adalah pengotor umum di GR.5, dengan batas maksimum standar 0,30% berat (sesuai ASTM B348). Pada konsentrasi di atas ambang batas ini, Fe terpisah pada batas fasa, membentuk fasa intermetalik yang rapuh (misalnya TiFe). Fase-fase ini bertindak sebagai lokasi inisiasi korosi, mengurangi ketahanan terhadap korosi lubang di lingkungan yang mengandung klorida-(misalnya, air laut atau atmosfer pantai). Kelebihan Fe juga menurunkan ketahanan paduan terhadap retak korosi tegangan (SCC) dalam media asam atau sarat garam.
Karbon (C)
Kandungan karbon maksimum yang diperbolehkan dalam GR.5 adalah 0,08% berat (standar ASTM). Peningkatan kadar karbon membentuk endapan titanium karbida (TiC) yang keras dan rapuh, yang mengganggu keseragaman + struktur mikro. Partikel TiC bertindak sebagai situs nukleasi microcrack dan mengurangi kemampuan paduan untuk melakukan pasif di lingkungan korosif, sehingga melemahkan ketahanannya terhadap korosi umum dan lokal. Dalam aplikasi suhu-tinggi (di atas 300 derajat /572 derajat F), kelebihan karbon mempercepat oksidasi dengan mendorong pembentukan lapisan oksida non-pelindung.
Nitrogen (N)
Nitrogen dibatasi hingga maksimum 0,05% berat di GR.5. Seperti oksigen, nitrogen adalah penguat interstisial, namun kelebihan nitrogen membentuk endapan titanium nitrida (TiN). TiN sangat rapuh dan mengurangi keuletan paduan, sekaligus merusak integritas film TiO₂ pasif yang memberikan perlindungan terhadap korosi. Dalam aplikasi biomedis (misalnya implan ortopedi), pengotor nitrogen dapat mengganggu biokompatibilitas dengan menginduksi peradangan lokal dan mengurangi ketahanan korosi pada cairan tubuh (misalnya cairan tubuh simulasi, SBF).
Hidrogen (H)
Hidrogen memiliki batas paling ketat di GR.5, biasanya dibatasi pada 0,015% berat (150 ppm) untuk sebagian besar kadar. Bahkan sejumlah kecil hidrogen pun dapat menyebabkannyapenggetasan hidrogen (HE)dalam paduan titanium. Hidrogen berdifusi ke dalam kisi dan membentuk fase hidrida rapuh (misalnya TiH₂) di sepanjang batas butir atau antarmuka fase. Hidrida ini secara drastis mengurangi keuletan dan ketangguhan, dan di bawah beban tarik atau siklik, hal ini memicu patah dini. Dalam lingkungan pemrosesan kimia (misalnya, larutan asam atau gas-kaya hidrogen), pengambilan hidrogen dipercepat, sehingga semakin membahayakan stabilitas kimia dan mekanik.
Silikon (Si)
Silikon adalah pengotor jejak dengan batas maksimum 0,10% berat dalam GR.5. Meskipun Si dalam jumlah kecil dapat meningkatkan ketahanan oksidasi-suhu tinggi dengan menstabilkan lapisan oksida, Si berlebih akan membentuk endapan silisida (misalnya, Ti₅Si₃). Endapan ini menurunkan ketahanan korosi pada media basa atau pengoksidasi dan mengurangi umur kelelahan paduan dalam lingkungan korosif. Pada komponen mesin dirgantara yang beroperasi pada suhu tinggi, kelebihan Si dapat menyebabkan oksidasi dini dan kerak.
