グレード5合金は、α-β型二相中強度のチタン合金で、α安定化元素Alを6%、β安定化元素Vを4%含有しています。この合金は優れた総合特性を有し、航空宇宙産業で広く使用されています。また、400℃までの高温で長時間作動可能です。航空宇宙産業では、主にエンジンファンやコンプレッサーのディスクやブレード、そして航空機構造における梁、ジョイント、隔壁などの重要な荷重支持部品の製造に使用されています。
グレード5チタン合金の主な半製品は、棒材、鍛造品、厚板、薄板、形材、線材です。この合金は主に焼鈍状態で使用されますが、溶体化時効処理によってある程度の強度を高めることもできます。ただし、硬化後の断面積は一般的に25mmを超えません。この合金は優れた加工塑性と超塑性を有しており、様々な加圧成形プロセスに適しています。また、様々な方法で溶接や機械加工が可能です。
インゴットは真空消耗電極アーク炉で少なくとも2回溶解する必要があります。エンジンローター部品の材料は3回溶解する必要があります。合金元素のVは、Al-Vマスター合金として添加されます。消耗電極には、タングステンイナートガス（TIG）溶接は厳禁です。アルゴンシールドプラズマ溶接が必要です。
半製品または部品を焼鈍する場合、保持時間は断面の厚さによって異なります。断面の厚さが10 mm以下の場合、保持時間は30分を超えてはなりません。断面の厚さが11～50 mmの場合は30～60分、50 mmを超える場合は1～2時間です。部品の熱処理には様々なタイプの電気炉が使用され、処理前に炉内を徹底的に洗浄する必要があります。ガス炉または油炉を使用する場合は、炉内雰囲気を厳密に制御して弱酸化雰囲気を維持し、燃焼ノズルが部品に直接噴射されないように注意する必要があります。真空焼鈍を行う前に、部品表面の酸化スケールと酸素を多く含む層を除去し、炉内に入る前に油を慎重に除去する必要があります。形状が複雑な部品の場合は、真空焼鈍中にクランプを使用して固定し、変形を抑える必要があります。理想的には、炉に投入される部品は、酸化を防ぐために、事前に脱ガス処理された酸化物を含まない二酸化チタンの削りくずで満たされるべきです。
表面処理プロセスには、チタン合金部品の疲労強度を向上させるためのショットピーニングが含まれます。ショットピーニングでは通常、直径2～5mmのスチールショットが使用され、約785MPaの表面圧縮応力と約200μmの表面強化深さが生成されます。ショットピーニングは、Ti-6Al-4Vチタン合金の疲労強度を大幅に向上させます。グレード5チタン合金の耐摩耗性を向上させるため、ファンブレードのダンピングプラットフォーム側面など、摩耗しやすい部品に、プラズマ溶射法または爆発溶射法を用いて、炭化タングステンや炭化クロムなどの耐火粒子を塗布します。この方法は、チタン合金部品の摩耗部品の補修にも使用できます。運転中にチタン合金部品に傷や固着が生じないように、摩擦接触部やねじ接続部には陽極酸化処理、クロムメッキ、無電解ニッケルメッキ、窒化処理などを施す必要があります。
