Titanium Gr4

Titan Grad 4 ist die stärkste der handelsüblichen Reintitanlegierungen und weist gleichzeitig eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit und Biokompatibilität auf. Es wird häufig für Anwendungen verwendet, bei denen hohe Festigkeit bei geringem Gewicht und außergewöhnlicher Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist, wie z. B. in der Medizintechnik, im Offshore-Bereich und in Drucksystemen.

Empfohlener Schweißzusatzwerkstoff: Titan Grade 4 oder gleichwertige Titanlegierung mit Schutzgas.

Allgemeine Werkstoffbeschreibung:
Typ: Reintitan (mindestens 98 % Titan), höchster Gehalt an interstitiellen Elementen (z. B. Sauerstoff)
Struktur: HCP-Struktur (hexagonal dicht gepackt)
Entwickelt für: Anwendungen, die höhere Festigkeit bei dennoch geringem Gewicht und extrem guter Korrosionsbeständigkeit erfordern
Alternative Bezeichnungen: Titan Grade 4, CP Titan Grade 4, UNS R50700, Werkstoffnr. 3.7065, ASTM B265

Hauptvorteile:
Höchste Festigkeit unter Reintitansorten
Hervorragende Korrosionsbeständigkeit in aggressiven Flüssigkeiten und Meerwasser
Gute Schweißbarkeit und Biokompatibilität – häufig verwendet in Implantaten
Geringes Gewicht (~4,51 g/cm³) – ideal für leichte, aber stabile Komponenten
Gute Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion und wasserstoffinduzierte Rissbildung

Nachteile / Einschränkungen:
Weniger formbar als Güte 1–3 – erfordert mehr Kraft bei Kaltverformung
Nicht wärmehärtbar – mechanische Eigenschaften werden durch die chemische Zusammensetzung bestimmt
Nicht optimal für Hochtemperaturanwendungen (>450 °C)

Anwendungen nach Branche und Wert:
Medizintechnik: Zahnimplantate, Hüftprothesen, chirurgische Instrumente – Festigkeit + Biokompatibilität
Offshore / Marine: Wärmetauscher, Ventile, Verbindungselemente – Festigkeit + Seewasserschutz
Chemieindustrie: Druckbehälter, Tanks, Flansche – Säurebeständigkeit + mechanische Belastbarkeit
Luftfahrt: Strukturteile, druckbeaufschlagte Komponenten – Leichtigkeit + Festigkeit
Energie / Kernkraft: Anlagen in aggressiven Umgebungen – Stabilität

Allgemeine Korrosionsbeschreibung:
Stabile passive Oxidschicht bietet sehr hohe Beständigkeit gegen allgemeine Korrosion
Sehr gute Beständigkeit gegen Meerwasser, Chloride und oxidierende Säuren
Beständig gegen wasserstoffinduzierte Rissbildung (HE)

Korrosionsumgebungen, in denen das Material gut funktioniert:
Meerwasser (ruhend und fließend)
Säuren: Salpetersäure, Phosphorsäure, organische Säuren
Chloridreiche Umgebungen (NaCl, CaCl₂)
Oxidierende Chemikalien und Bleichflüssigkeiten

Korrosionsumgebungen, in denen das Material vermieden werden sollte:
Flusssäure (HF) – greift die Oxidschicht an
Reduzierende Säuren (Salzsäure, Schwefelsäure bei hohen Temperaturen)
Stagnierende saure Lösungen bei hohen Temperaturen

Technische Materialeigenschaften (geglühter Zustand):
Eigenschaft (Typisch Wert)
0,2-Dehngrenze: ~480–550 MPa
Zugfestigkeit: ~550–680 MPa
Bruchdehnung: ~15–20 %
Dichte: ~4,51 g/cm³
Elastizitätsmodul: ~105 GPa
Wärmeleitfähigkeit: ~16–18 W/m·K
Anwendungstemperatur: Empf. ≤ 400 °C (kurzzeitig bis 500 °C)
Schweißbarkeit: Sehr gut – Schutzgasschweißen erforderlich
Bearbeitbarkeit: Mäßig – mehr Kraft als bei Güteklasse 2 erforderlich