Titanium Gr5

Titan Grade 5 – die weltweit am häufigsten verwendete Titanlegierung – ist für ihre außergewöhnliche Kombination aus hoher Festigkeit, geringem Gewicht, Korrosionsbeständigkeit und guter Schweißbarkeit bekannt. Es wird in fast allen Branchen eingesetzt, in denen hohe Leistung erforderlich ist, von der Luft- und Raumfahrt und Medizin bis hin zu Offshore, Rennsport und fortschrittlicher Industrie.

Der empfohlene Schweißzusatzwerkstoff ist Titan AWS A5.16-90 ERTi-5.

Allgemeine Materialbeschreibung:
Typ: α + β Titanlegierung (~6 % Aluminium, ~4 % Vanadium)
Struktur: Gemischte Struktur – Alpha + Beta, mit ausgezeichnetem Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Zähigkeit
Entwickelt für: Hohe Festigkeit bei geringem Gewicht unter Beibehaltung der Verformbarkeit und Korrosionsbeständigkeit
Alternative Bezeichnungen: Titan Grade 5, Ti-6Al-4V, UNS R56400, Werkstoffnr. 3.7165, ASTM B348, AMS 4911

Hauptvorteile:
Sehr hohe Festigkeit (bis zu 1100 MPa)
Geringe Dichte – ca. 45 % leichter als Stahl
Hervorragende Korrosionsbeständigkeit in vielen Umgebungen
Gute Biokompatibilität – wird häufig in Implantaten verwendet
Gute Schweißbarkeit und Dimensionsstabilität bei der Bearbeitung
Behält die Festigkeit bis ca. 400 °C

Nachteile/Einschränkungen:
Teurer als rostfreie Stähle und Güteklassen 1–4
Eingeschränkte Kaltumformbarkeit – erfordert Warmumformung für komplexe Formen
Nicht optimal in extrem chloridreichen Lösungen (Gefahr von Spalt-/Lochkorrosion)
Gefahr von wasserstoffinduzierter Versprödung bei unsachgemäßer Handhabung

Anwendungen nach Branche und Wert:
Luftfahrt/Raumfahrt: Strukturteile, Turbinenkomponenten, Verbindungselemente – Festigkeit + geringes Gewicht
Medizintechnik: Implantate, orthopädische Schrauben – Biokompatibilität + Tragfähigkeit
Offshore/Marine: Verbindungselemente, Rohrleitungen – Korrosionsbeständigkeit + Festigkeit
Energiewirtschaft: Turbinenschaufeln, Kompressoren – thermisch Stabilität
Sport / Rennsport / Industrie: Fahrradteile, Motorblöcke, Werkzeuge – Stärke + Leichtigkeit

Allgemeine Korrosionsbeschreibung:
Bildet einen dichten und selbstheilenden Oxidfilm, der in den meisten Umgebungen schützt
Hervorragende Beständigkeit gegen Meerwasser, Chloride, organische Säuren
Beständig gegen mäßige Säuren und Basen

Korrosionsumgebungen, in denen das Material gut funktioniert:
Meerwasser und Meeresumgebungen (insbesondere bei Bewegung)
Oxidierende Säuren (Salpetersäure, Chromsäure)
Organische Säuren, alkalische Lösungen
Biologische Umgebungen / Körperflüssigkeiten

Korrosionsumgebungen, in denen das Material vermieden werden sollte:
Flusssäure (HF)
Stark chloridhaltige Umgebung in stehender Flüssigkeit (Gefahr von Lochfraß/Spaltkorrosion)
Reduzierende Säuren (konz. HCl, H₂SO₄ in heißem Umgebung)

Technische Materialeigenschaften (lösungsgeglüht + gealterter Zustand):
Eigenschaft (Typischer Wert)
0,2-Dehngrenze: ~825–950 MPa
Zugfestigkeit: ~900–1100 MPa
Bruchdehnung: ~10–15 %
Dichte: ~4,43–4,50 g/cm³
Elastizitätsmodul: ~114 GPa
Wärmeleitfähigkeit: ~6,7 W/m·K
Einsatztemperatur: Empf. ≤ 400 °C (kurzzeitig bis ~540 °C)
Schweißbarkeit: Sehr gut – erfordert jedoch Schutzgas (Argon)
Bearbeitbarkeit: Gut – erfordert jedoch Werkzeuge mit hoher Verschleißfestigkeit

Dokument:

Titanium alloys

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