As esferas de titânio são feitas em dois materiais populares de titânio. O primeiro é basicamente titânio puro. Este material, grau 2, é amplamente utilizado em aplicações médicas, onde é frequentemente utilizado em implantes corporais por ser muito biocompatível. A segunda liga, de longe a mais usada, é o titânio 6AL4V (6% de alumínio, 4% de vanádio). Esta liga está disponível em uma variedade de formas de arame e barra para fácil processamento em esferas de precisão. As esferas de titânio com acabamento acetinado são usadas como dispositivos de calibração para dispositivos de inspeção óptica.
O titânio tem uma estrutura atômica hexagonal fechada incomum, em contraste com uma cúbica centrada na face ou centrada no corpo da maioria dos elementos metálicos.
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