Überblick
HDC Manufacturing verfügt über mehr als zehn Jahre Erfahrung im Bereich kundenspezifischer Metallkomponenten. Wir besitzen präzise 4-Achs-Bearbeitungsanlagen und 5-Achsen Werkzeugmaschinen, automatisierte CNC-Bearbeitungszentren und ein professionelles Design- und Produktionsteam. Wir können Ihnen verschiedene Bearbeitungsverfahren anbieten, darunter CNC-Fräsen, CNC-Drehen, Laser schneiden, Metallgussund mehr, um Ihre Komponenten aus Titan Grad 2 perfekt zu fertigen, maßgeschneidert auf Ihre spezifischen Anforderungen.
Was ist Titan Grad 2?
Titan Grad 2 ist unlegiertes Titan. Es ist besonders ähnlich Titan Grad 1. Die Leute nennen es die „Arbeitskräfte“ des industriellen Reintitans. Im Vergleich zu Klasse 1 weist es eine höhere Festigkeit und eine hervorragende Kaltumformleistung auf. In vielen Anwendungsbereichen ist es die erste Wahl, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrtindustrie, der Stromerzeugung, der chemischen Bearbeitung und mehr.
Der Unterschied zwischen Titan Grad 1 und Grad 2
Titan Grad 1 und 2 sind im Wesentlichen identische Titansorten, wobei Grad 1 typischerweise einen etwas höheren Sauerstoffgehalt aufweist und daher leicht abweichende Eigenschaften zeigt. Titan Grad 1 bietet aufgrund seines geringeren Sauerstoffgehalts eine etwas höhere Duktilität und Umformbarkeit, während Titan Grad 2 aufgrund seines etwas höheren Sauerstoffgehalts eine etwas höhere Festigkeit aufweist. Grad 1 zeichnet sich durch bessere Duktilität und Schweißbarkeit sowie Vorteile bei der chemischen Verarbeitung aus; Grad 2 hingegen bietet eine höhere Festigkeit und wird bevorzugt in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und der Automobilindustrie eingesetzt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl zwischen den beiden Qualitäten von den spezifischen Anforderungen an Umformbarkeit, Zugfestigkeit und anderen mechanischen Eigenschaften abhängt.
Was sind die Nachteile von Titan Grad 2?
Obwohl Titan Grad 2 in vielerlei Hinsicht als bessere Wahl gelten kann, weist es dennoch Nachteile auf. Es ist deutlich schwächer als Titanlegierungen wie Grad 5, was seinen Einsatz in Anwendungen mit hohen Anforderungen an das Festigkeits-Gewichts-Verhältnis einschränkt. Zudem ist es teurer als andere Werkstoffe wie Edelstahl oder Aluminium, was sich auf das Budget auswirken kann. Titan Grad 2 ist aufgrund seiner Wärmeleitfähigkeit und der Neigung zur Kaltverfestigung schwer zu bearbeiten, was zu erhöhtem Werkzeugverschleiß und höheren Bearbeitungskosten führt. Zwar ist es schweißbar, erfordert jedoch strenge Schweißverfahren, um Versprödung oder Verunreinigungen zu vermeiden, die die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigen können. Darüber hinaus ist seine Kaltverformbarkeit begrenzt, was Kaltumformung und Formgebung erschwert und die Gefahr von Rissbildung und damit einhergehendem Festigkeitsverlust birgt. Trotz der nahtlosen Verbindungen weist Titan Grad 2 einige Einschränkungen auf; dennoch ist es in Bezug auf Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilität und geringes Gewicht in einer Vielzahl von Anwendungen sehr effektiv.
Chemische Zusammensetzung von Titan Grad 2
| Chemisches Element | Inhalt (%) |
| Titan, Ti | ≥ 98,9 |
| Eisen, Fe | 0- 0.30 |
| Sauerstoff, o | 0-0.25 |
| Kohlenstoff, C | 0-0.08 |
| Stickstoff, n | 0-0.03 |
| Wasserstoff, H | 0- 0.015 |
Der Einfluss eines geringeren Gehalts anderer Elemente auf Titan Grad 2
(Geringere Mengen anderer Elemente haben bei Titan Grad 2 nur einen geringfügigen Einfluss), da es sich bei Titan Grad 2 um eine kommerziell reine Titanlegierung handelt, deren Hauptbestandteil Titan mit geringen Mengen anderer Elemente wie Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Kohlenstoff und Eisen ist. Ti-6Al-4V besteht aus diesen Elementen in einer sehr geringen Konzentration, weshalb Ti-6Al-4V keine nennenswerten Auswirkungen auf die Gesamteigenschaften von Titan Grad 2 hat. Gleichzeitig ist das Metall nicht rein und enthält Fremdelemente, die die mechanischen Eigenschaften des Materials, einschließlich Festigkeit, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit, beeinträchtigen können. Daher ist die Qualitätskontrolle von Verunreinigungen und Legierungselementen von grundlegender Bedeutung, um hochreines Titan Grad 2 mit den gewünschten Eigenschaften zu liefern. Titan Grad 2 wird üblicherweise aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit sowie seiner Biokompatibilität und geringen Dichte ausgewählt, da es in verschiedenen Industriezweigen wie der Luft- und Raumfahrt, der Pharmaindustrie und der chemischen Industrie Anwendung findet.
Mechanische Eigenschaften von Titan Grad 2
| Eigenschaften | Metrisch | Kaiserliche |
| Zugfestigkeit | 485 MPa | 70300 psi |
| Ertragsstärke | 345 MPa | 50000psi |
| Poisson-Zahl | 0.34-0.40 | 0.34-0.40 |
| Elastizitätsmodul | 105 – 120 GPa | 15200 – 17400 ksi |
| Bruchdehnung | 28% | 28% |
| Härte (HV) | 160-200 | 160-200 |
Physikalische Eigenschaften von Titan Grad 2
| Dichte | Beta-Transus | Schmelzpunkt | Wärmeleitfähigkeit | Elastischer Widerstand |
| 4,51g/cm³ | 915 °C | 1660 °C | 21,79 W m-1 °C-1 | 0,53 µΩ/m |
Thermische Eigenschaften von Titan Grad 2
| Thermische Eigenschaften | Metrisch | Englisch |
| Schmelzwärme | 325 J/g | 140 BTU/Pfund |
| WAK, linear | 8,60 µm/m-°C @Temperatur 0,000 – 100 °C | 4,78 µin/in-°F @Temperatur 32,0 – 212 °F |
| 9,20 µm/m-°C @Temperatur 0,000 – 315 °C | 5,11 µin/in-°F @Temperatur 32,0 – 599 °F | |
| 9,70 µm/m-°C @Temperatur 0,000 – 540 °C | 5,39 µin/in-°F @Temperatur 32,0 – 1000 °F | |
| Spezifische Wärmekapazität | 0,523 J/g-°C @Temperatur 20,0 °C | 0,125 BTU/lb-°F @Temperatur 68,0 °F |
| 0,560 J/g-°C @Temperatur 200 °C | 0,134 BTU/lb-°F @Temperatur 392 °F | |
| 0,620 J/g-°C @Temperatur 400 °C | 0,148 BTU/lb-°F @Temperatur 752 °F | |
| 0,670 J/g-°C @Temperatur 540 °C | 0,160 BTU/lb-°F @Temperatur 1000 °F | |
| 0,690 J/g-°C @Temperatur 600 °C | 0,165 BTU/lb-°F @Temperatur 1110 °F | |
| Wärmeleitfähigkeit | 16,4 W/mK | 114 BTU-in/h-ft²-°F |
| Schmelzpunkt | <= 1665 °C | <= 3029 °F |
| Liquidus | 1665 °C | 3029 °F |
| Beta-Transus | 913 °C | 1680 °F |
Geeignete Methoden zur Verarbeitung von Titan Grad 2
Die Verarbeitung von Titan Grad 2 erfolgt je nach Materialeigenschaften mithilfe verschiedener Verfahren. Die spanende Bearbeitung (Drehen und Fräsen) ist weit verbreitet, erfordert jedoch aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit des Materials Zeit. Lediglich Schweißverfahren wie WIG oder EBW bergen das Risiko von Kontamination und Oxidation, weshalb entsprechende Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden müssen. Kalt- und Warmumformverfahren können eingesetzt werden; zur Erzielung von Duktilität kann ein zusätzliches Glühen erforderlich sein. Wärmebehandlungsverfahren (Glühen und Spannungsarmglühen) dienen der Entwicklung der gewünschten mechanischen Eigenschaften. Oberflächenmodifikationen wie Polieren und Anodisieren verbessern die Korrosionsbeständigkeit und das Erscheinungsbild. Im Gegensatz dazu sind maschinelle Fertigungsverfahren wie SLM und EBM sehr flexibel und eignen sich für Strukturen mit komplexen Geometrien. Diese Verfahren werden typischerweise zur Herstellung von Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik und die chemische Industrie eingesetzt.
Anwendungen von Titan Grad 2
Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Titan Grad 2 zeigen sich in seinen herausragenden Eigenschaften in verschiedenen Branchen. Es wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie für Flugzeugstrukturen und Triebwerksteile verwendet, im Gesundheitswesen aufgrund seiner Biokompatibilität und Beständigkeit gegenüber chemischen Prozessen für korrosionsbeständige Ausrüstung. Darüber hinaus findet es Anwendung in der Schifffahrt, im Hochbau und bei Sportgeräten, da es langlebig und beständig gegen elektrochemische Oxidation ist. Generell gilt Titanlegierung Grad 2 als unverzichtbarer Werkstoff in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, die leichte, korrosionsbeständige und leistungsstarke Materialien benötigen.
