Titanlegierungen als Schmiedestück: Reintitan bis TiAl6V4
Titanlegierungen verbinden geringes Gewicht mit hoher Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Das macht sie für Anwendungen interessant, bei denen Stahl an seine Grenzen stößt. Wir liefern Reintitan, TiAl6V4 und Güten mit Palladium, Molybdän oder Nickel, geschmiedet als Ring, Scheibe, Block oder Stab.
Untergruppen
Titanlegierungen nach Anwendung wählen
Geschmiedetes Titan teilt sich in drei Gruppen: unlegiertes Titan, Güten mit einem geringen Legierungszusatz und die hochfeste Legierung TiAl6V4. Welche Gruppe zu Ihrer Anwendung passt, hängt vor allem davon ab, was im Vordergrund steht: Korrosionsbeständigkeit oder Festigkeit.
Reintitan: Grade F1 bis F4
Diese vier Güten sind unlegiert und für korrosionsbeständige Anwendungen bestimmt. Ist Korrosionsbeständigkeit Ihre erste Anforderung, sind Sie hier richtig; F2 wird daher viel in der Chemie und für Bauteile in Meerwasser verwendet.
TiAl6V4: Grade F5
Aluminium (6 %) und Vanadium (4 %) machen diese Güte zu einer Legierung, die international als Ti-6Al-4V bekannt ist. Sie ist für Konstruktionen bestimmt, die leicht bleiben und dennoch stark belastet werden.
Mit Palladium, Molybdän oder Nickel: F7, F11 und F12
F7 und F11 enthalten einen geringen Zusatz Palladium und sind damit für Prozessmedien mit reduzierenden Säuren bestimmt. F12 ist leicht mit Molybdän und Nickel legiert.
Schreibweise
Norm und Werkstoffnummer auf Zeichnung und Bestellung
Für geschmiedete Titanlegierungen schreibt die Spezifikation meist ASTM B381 vor. Je Güte legt diese Norm die Zusammensetzung und die mechanischen Anforderungen fest, sodass Sie vorab wissen, womit Sie rechnen können. Bei Druckgeräten gilt das ASME-Pendant SB-381; in der Luftfahrt können auch AMS-Spezifikationen gelten.
Auf Zeichnungen und Zeugnissen steht Titan in der Regel als Güte oder als Werkstoffnummer; beides begegnet uns. TiAl6V4 ist dieselbe Legierung wie Grade F5. Wir liefern nach der Norm und der Normausgabe auf Ihrer Bestellung, sodass Zeichnung, Bestellung und Zeugnis zueinander passen.
| W.-Nr. | ASTM B381 |
|---|---|
| 3.7024 | Grade F1 |
| 3.7025 | Grade F1 |
| 3.7225 | Grade F11 |
| 3.7105 | Grade F12 |
| 3.7035 | Grade F2 |
| 3.7055 | Grade F3 |
| 3.7065 | Grade F4 |
| 3.7164 | Grade F5 |
| 3.7235 | Grade F7 |
| 3.7165 | TiAl6V4 |
Formen
In diesen Formen lieferbar
Abnahme
Zeugnis und Prüfung bei Titan
Das Zeugnis bei Titanlegierungen ist EN 10204 3.1 oder 3.2. Schreibt Ihre Spezifikation eine unabhängige Prüfung vor, zum Beispiel durch Bureau Veritas, TÜV oder DNV? Dann planen wir diese Abnahme für Sie ein. Auch Inspektoren im Auftrag Ihres Kunden oder Endkunden sind jederzeit willkommen, der Abnahme beizuwohnen.
Anwendungen
Wo wird Titan verwendet?
Titan wählen Sie, wo Stahl und nichtrostender Stahl nicht ausreichen, wegen saurer oder salziger Medien oder weil das Gewicht begrenzt bleiben muss. Denken Sie an Bauteile wie diese:
Armaturen und Flansche, die saure Prozessmedien in der Chemie verarbeiten
Bauteile für Anlagen zur Meerwasserentsalzung
leichte, hoch belastete Flugzeugteile aus TiAl6V4
Bauteile für Offshore und Schiffbau, die ständig in Meerwasser stehen
Rohrböden und andere Teile von Wärmetauschern und Kondensatoren, die mit Meerwasser kühlen
Reaktorbehälter und Verdampfer für die chemische Prozessindustrie
Gewicht
Dichte von Titan neben Stahl
| Werkstoff | Dichte |
|---|---|
| Reintitan (Grade 2) | rund 4,51 g/cm³ |
| Ti-6Al-4V | rund 4,43 g/cm³ |
| Stahl | etwa 7,85 g/cm³ |
Arbeitsablauf
Titan schmieden: Prozess und Kontrolle
Zeichnung, Normausgabe und Prüfungen nebeneinanderlegen
Als Erstes legen wir Ihre Zeichnung, die Normausgabe und die geforderten Prüfungen nebeneinander und kontrollieren, ob sie zueinander passen.
Prozessparameter vorab festlegen
Titan verträgt wenig Spielraum im Prozess, und das Schmieden erfordert eine genaue Temperaturführung. Daher legen wir Schmiedetemperatur, Glühbehandlung und Bearbeitungszugabe fest, bevor das Schmieden beginnt.
Kennzeichnen und einzeln prüfen
Jedes Titanstück erhält eine eigene Kennzeichnung und wird einzeln geprüft, bevor es das Werk verlässt. Anhand der Schmelznummer führen Sie jedes Bauteil auf seine Schmelze zurück, sodass Sie stets nachvollziehen können, woher Ihr Werkstoff stammt.
Vordrehen, Ultraschallprüfung und Dokumentation
Wird ein Bauteil vorgedreht geliefert, folgt eine Ultraschallprüfung. Mit dem Versand erhalten Sie eine Dokumentation, die auf Ihre Einkaufsspezifikation abgestimmt ist.
Fragen
Fragen zu Titanlegierungen
Ist eine Titanlegierung dasselbe wie eine Titan-Legierung?
Ja, es handelt sich um ein und dasselbe Metall, mit Ti als chemischem Symbol. Im Niederländischen heißt es „titaan“, international „titanium“; Letzteres hört man in den Niederlanden ebenfalls oft. So entstehen „titaanlegering“ und „titaniumlegering“ nebeneinander. Im Deutschen sprechen Sie einfach von Titan und Titanlegierungen.
Wann wählt man Titan Grade 2 und wann Grade 5?
Grade 2 wählen Sie, wenn Korrosionsbeständigkeit und Umformbarkeit mehr zählen; Grade 5, wenn Festigkeit bei geringem Gewicht im Vordergrund steht. Grade 2 ist unlegiert, gut umformbar und sehr korrosionsbeständig. Grade 5 ist die legierte Variante, mit deutlich höherer Festigkeit. Als Schmiedestück heißen sie F2 und F5.
Warum steht ein F in Grade F5?
Der Buchstabe F gehört zur Schmiedereihe: In ASTM B381 ist die F-Reihe speziell für Schmiedestücke. F5 steht darin für die Legierung Ti-6Al-4V (UNS R56400). Für Stab, Blech oder Rohr gelten andere ASTM-Normen, und dort heißt dieselbe Legierung Grade 5, ohne Buchstaben.
Was, wenn Ihre Spezifikation Ti-6Al-4V ELI (Grade 23) nennt?
Steht Grade 23 in Ihrer Spezifikation, suchen wir diese Güte gern für Sie heraus. ELI steht für extra low interstitial: eine reinere Ausführung von Grade 5 mit strengeren Obergrenzen für Sauerstoff, Eisen und Kohlenstoff (UNS R56407). Der Werkstoff ist dadurch etwas weniger fest, aber zäher und besser umformbar, auch bei tiefer Temperatur.
Was bewirkt Palladium in Titan Grade F7 und F11?
Palladium macht Titan in F7 und F11 beständiger gegen reduzierende Säuren. Beispiele sind Salzsäure und Schwefelsäure, Medien, in denen unlegiertes Titan angegriffen werden kann. Die zugesetzte Menge ist klein, und die mechanischen Eigenschaften beider Güten weichen wenig von denen von unlegiertem Titan ab.
Wie viel leichter sind Titanlegierungen als Stahl?
Titan wiegt gut 40 % weniger als Stahl, ein deutlicher Unterschied, wenn das Gewicht für Sie zählt. Grade 5 verbindet dieses geringe Gewicht mit einer hohen Festigkeit, und das ergibt ein günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Stellen Sie jedoch die richtigen Güten gegenüber: Reintitan wiegt ebenfalls weniger als Stahl, ist aber deutlich weniger fest als Grade 5.
Lässt sich Titan gut zerspanen?
Ja, sofern Sie bei der Bearbeitung die geringe Wärmeleitfähigkeit von Titan berücksichtigen. Die Wärme bleibt an der Schneidkante. Daher zerspanen Sie mit niedriger Schnittgeschwindigkeit, scharfen Werkzeugen mit positiver Geometrie und viel Kühlmittel. Wir liefern ein Titanbauteil auch bearbeitet nach Zeichnung, sodass Sie es nicht in Ihrer eigenen Werkstatt zerspanen müssen.
Worauf muss man beim Schweißen von Titan achten?
Beim Schweißen müssen Sie Schmelzbad, Wärmeeinflusszone und Naht beim Abkühlen mit Argon oder Helium abschirmen. Titan nimmt oberhalb von etwa 500 °C Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff auf und wird dann spröde. Ein Schutzgas allein am Schmelzbad reicht also nicht.
Was steht auf dem Zeugnis bei Titanlegierungen?
Das Zeugnis nennt die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften des gelieferten Titans. In der Analyse stehen auch Elemente wie Sauerstoff und Wasserstoff, weil diese gelösten Elemente Festigkeit und Zähigkeit von Titan beeinflussen. Ergänzend können Sie Eindringprüfung, PMI (Werkstoffidentifikation) und eine Maßkontrolle verlangen.
Wovon hängt die Lieferzeit eines Titan-Schmiedestücks ab?
Die Lieferzeit hängt bei Titan von Gewicht, Abmessungen, Bearbeitung und der Verfügbarkeit des Ausgangsmaterials ab. Manchmal liegt eine passende Güte im gewünschten Durchmesser schnell bereit; manchmal muss dieses Material erst noch hergestellt werden. Sobald Ihre Anfrage eingegangen ist, prüfen wir das sofort. Im Angebot steht danach eine begründete Frist, sodass Sie wissen, woran Sie sind.
Ist Ihre Titangüte nicht dabei?
Fehlt Ihre Titangüte in der Übersicht, oder schreibt Ihre Zeichnung eine andere Norm vor? Schreiben Sie uns an info@rdforgings.com oder rufen Sie an unter +31 (0)85 773 7470; auch für ein einzelnes Stück sind Sie willkommen. Mit diesen Punkten in der Anfrage wissen wir schnell, was für Ihre Bestellung machbar ist.
Güte (wie F2 oder F5) oder Werkstoffnummer, mit Norm und Ausgabe oder Ihrer eigenen Spezifikation
Produktform, Abmessungen und gewünschte Ausführung
Zeugnistyp, zusätzliche Prüfungen und wer abnimmt
Stückzahl