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Titan Grad 5 / ELI Grade 23
Titan Grade 5 & Grade 23 (ELI) – Ti-6Al-4V – Eigenschaften, Anwendungsbereiche und technische Daten
Titan Grade 5 (Ti-6Al-4V) ist eine hochfeste Titanlegierung, die in Anwendungen eingesetzt wird, bei denen geringes Gewicht, hohe Festigkeit und gute Korrosionsbeständigkeit erforderlich sind. Sie ist weltweit die am häufigsten verwendete Titanlegierung und kommt vor allem in der Luftfahrt, der Medizintechnik und der Industrie zum Einsatz. Titan Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) ist eine reinere Variante mit verbesserter Zähigkeit und Biokompatibilität, die sich besonders für medizinische und sicherheitskritische Anwendungen eignet.
Zusammen decken die Legierungen Grade 5 und Grade 23 ein breites Anwendungsspektrum in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik, der Schifffahrt und Offshore-Technik, der Energiewirtschaft sowie in anderen hochleistungsfähigen industriellen Anwendungen ab.
Was sind Titan Grade 5 und Grade 23?
Sowohl Titan Grade 5 als auch Grade 23 sind Alpha-Beta-Legierungen, bei denen Aluminium die Alpha-Phase und Vanadium die Beta-Phase stabilisiert. Der Unterschied zwischen den Werkstoffen liegt vor allem im Gehalt an Interstitialelementen. Die ELI-Variante (Grade 23) weist einen geringeren Sauerstoff- und Eisengehalt auf, was zu einer besseren Zähigkeit, Duktilität und Ermüdungsfestigkeit führt.
- Typ: Titanlegierung (Alpha+Beta)
- Legierung: Ti-6Al-4V / Ti-6Al-4V ELI
- Struktur: Alpha+Beta (hexagonal + kubisch)
- Bezeichnungen: Titan Grade 5, Titan Gr5, Titan Grade 23, Titanlegierung Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI, UNS R56400 / R56401, Werkstoffnummer 3.7165 / 3.7164
- Gängige Normen: ASTM B265, ASTM B348, ASTM B381, ASTM B367, AMS 4911, AMS 4928, AMS 4930, ASTM F136, ISO 5832-3
Was ist der Unterschied zwischen Grade 5 und Grade 23 (ELI)?
- Grade 5: Standardlegierung für strukturelle und industrielle Anwendungen
- Grade 23 (ELI): Ein geringerer Gehalt an Interstitialstoffen sorgt für verbesserte Zähigkeit und Biokompatibilität
- Grade 23 wird vor allem in medizinischen und sicherheitskritischen Anwendungen eingesetzt
Welche Vorteile bietet Titan Grade 5?
- Hohe Festigkeit im Verhältnis zum geringen Gewicht
- Gute Ermüdungsfestigkeit
- Gute Korrosionsbeständigkeit in maritimen und industriellen Umgebungen
- Kann wärmebehandelt werden, um die mechanischen Eigenschaften zu optimieren
- Titan Grade 23 bietet verbesserte Zähigkeit und Biokompatibilität
Welche Einschränkungen hat Titan Grade 5?
- Geringere Korrosionsbeständigkeit als bei kommerziell reinen Titansorten in bestimmten chemischen Umgebungen
- Aufwändigere Bearbeitung im Vergleich zu CP-Titan
- Höhere Materialkosten als bei einfacheren Titan-Güten
Wann sollte man sich für Titan Grade 5 entscheiden?
- Bei Anwendungen, bei denen hohe Festigkeit und geringes Gewicht entscheidend sind
- Bei hohen mechanischen Belastungen
- In der Luft- und Raumfahrt
- Wenn Festigkeit Vorrang vor maximaler Korrosionsbeständigkeit hat
Wann sollte man sich nicht für Titan Grade 5 entscheiden?
- In bestimmten aggressiven chemischen Umgebungen, in denen CP-Titan bessere Leistungen erbringt
- Wenn die Kosten ein entscheidender Faktor sind
- Bei einfacheren Anwendungen, bei denen eine niedrigere Titan-Güte ausreicht
Typische Anwendungsbereiche
Luft- und Raumfahrtindustrie
Strukturbauteile, Befestigungselemente, Triebwerksteile und Fahrwerke, bei denen geringes Gewicht und hohe Festigkeit entscheidend sind.
Medizintechnik und Implantate
Implantate, Prothesen und chirurgische Instrumente, insbesondere mit Grade 23 (ELI).
Marine und Offshore
Hochbelastete Bauteile in Meeresumgebungen, in denen sowohl mechanische Festigkeit als auch Korrosionsbeständigkeit erforderlich sind.
Energie und Industrie
Bauteile für Turbinen, Druckbehälter und hochentwickelte Maschinenteile in anspruchsvollen Umgebungen.
Titan Grade 5 – Technische Daten (geglüht)
| Streckgrenze (0,2 %): | 830–880 MPa |
| Zugfestigkeit: | 900–950 MPa |
| Bruchdehnung: | 10–14 % |
| Dichte: | 4,43 g/cm³ |
| Elastizitätsmodul: | 110 GPa |
| Wärmeleitfähigkeit: | 6,7 W/mK |
| Maximaltemperatur: | 350 °C |
| Schweißbarkeit: | Gut – AWS A5.16 ERTi-5 |
Titan Grade 23 ELI – Technische Daten (geglühter Zustand)
| Streckgrenze (0,2 %): | 795–860 MPa |
| Zugfestigkeit: | 860–930 MPa |
| Bruchdehnung: | 10–15 % |
| Dichte: | 4,43 g/cm³ |
| Elastizitätsmodul: | 110 GPa |
| Wärmeleitfähigkeit: | 6,7 W/mK |
| Maximaltemperatur: | 350 °C (kurzzeitig bis zu 400 °C) |
| Schweißbarkeit: | Gut – AWS A5.16 ERTi-23 |
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