Titan Grad 2 vs. Grad 5

Titan Grad 2 ist kommerziell reines Titan (CP) mit mindestens 99 % Titan. Es ist bekannt für seine angemessene Festigkeit, gute Duktilität und hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Aufgrund seiner einfachen Verarbeitbarkeit und guten mechanischen Eigenschaften wird dieser Typ in vielen Branchen wie der Medizintechnik, der chemischen Verarbeitung und der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt.

Titan Grad 5, auch bekannt als Ti-6Al-4V, ist eine Alpha-Beta-Titanlegierung, die aus Titan, Vanadium und Aluminium besteht. Aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit, ihrer hohen Festigkeit und ihrer Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten, ist diese Legierung eine der am häufigsten verwendeten Titansorten.

1. Chemische Eigenschaften

Chemische Zusammensetzung

Korrosionsbeständigkeit

Titan Grad 2 hat eine bessere Korrosionsbeständigkeit als Titan Grad 5. Es bildet eine stabile Oxidschicht, die vor neutralen, oxidierenden und leicht reduzierenden Bedingungen schützt. Klasse 5 weist ebenfalls eine gute Korrosionsbeständigkeit auf, ist jedoch unter bestimmten Bedingungen wie hohen Chloridkonzentrationen oder sauren Umgebungen anfälliger für galvanische Korrosion.

2. Mechanische Eigenschaften

Streckgrenze:Grad 5 hat eine viel höhere Streckgrenze von 880–1100 MPa als Titan Grad 2, das eine Streckgrenze von 275 MPa hat. Daher eignet sich Klasse 5 besser für Betriebe, die eine bessere Tragfähigkeit und strukturelle Stabilität erfordern.

Verlängerung:Titan Grad 2 weist eine Dehnung von 20–30 % auf, was viel besser ist als der Dehnungsbereich von Titan Grad 5 von 10–15 %. Klasse 2 ist also duktiler.

Härte:Titan Grad 5 ist härter als Grad 2. Grad 5 hat einen Härtewert von 379Brinellund für Klasse 2 beträgt 250 Brinell.

Zugfestigkeit:Titan Grad 2 hat eine Zugfestigkeit von 352 MPa. Daher ist es für Anwendungen mittlerer Stärke geeignet. Klasse 5 hingegen hat eine höhere Zugfestigkeit von 1000–1190 MPa als Klasse 2, was für Hochleistungsanwendungen erforderlich ist.

3. Thermische Eigenschaften

Wärmeleitfähigkeit

Titan Grad 2 hat eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 22 W/m·K, während Grad 5 eine geringere Wärmeleitfähigkeit von etwa 6,8 W/mK aufweist

Wärmekoeffizient

Titan Grad 2 hat aufgrund seiner Mikrostruktur einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 9,0 µm/m·K und Grad 5 einen etwas niedrigeren Wert von etwa 8,6 µm/m·K.

Spezifische Wärmekapazität

Die Kapazität von Titan Grad 2 beträgt etwa 540 J/kg·K und Grad 5 hat aufgrund der Legierungselemente (Aluminium und Vanadium) eine höhere spezifische Wärmekapazität von etwa 560 J/kg·K.

Schmelzpunkt

Der Schmelzpunkt beträgt etwa 1660 Grad für Titan Grad 2 und etwa 1610 Grad für Grad 5.

4. Anwendungen – Titan Grad 2 vs. Grad 5

Medizinische Implantate

Wegen seinerBiokompatibilitätTitan Grad 2 wird häufig für Stents, chirurgische Instrumente und Zahnimplantate verwendet. Güteklasse 5 wird zur Herstellung von Herzklappenkomponenten und orthopädischen Implantaten wie Gelenkersatz und Knochenplatten verwendet.

Luft- und Raumfahrtkomponenten

In Treibstofftanks, Flugzeugrahmen, Motorteilen und Luft- und Raumfahrtkomponenten wird Titan Grade 5 aufgrund seines hervorragenden Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht verwendet. Aber Klasse 2 wird meistens für die Herstellung weniger kritischer Dinge wie Befestigungselemente, Halterungen und Flugzeugzellenkomponenten verwendet, bei denen Korrosionsbeständigkeit wichtig ist.

Stromerzeugung

Titan Grad 2 wird bei der Herstellung von Kondensatorrohren, Rohrleitungen und Wärmetauschern verwendet, während Grad 5 für Turbinenkomponenten, Druckbehälter und Kompressorschaufeln geeignet ist.

Chemische Verarbeitung

Titan Grad 2 wird bei der Herstellung von Tanks, Reaktoren, Rohrleitungen und Wärmetauschern verwendet.

Aber Druckbehälter, Pumpenkomponenten und Ventile in chemischen Verarbeitungsanlagen werden normalerweise aus Titan der Güteklasse 5 hergestellt, um eine hervorragende Festigkeit zu gewährleisten.

Schiffsausrüstung

Titan Grad 5 wird zur Herstellung von Komponenten verwendet, die eine höhere Festigkeit erfordern, wie Turbinenschaufeln, Strukturstützen und Unterwasserbefestigungen.

Aufgrund der besseren Korrosionsbeständigkeit im Meerwasser wird Grad 2 hauptsächlich in Schiffsausrüstung wie Seewasserpumpen, Propellerwellen und Bootsrümpfen verwendet.

5. Kostenüberlegungen

Die Preise für Titan Grad 5 sind aufgrund der schwierigen Herstellungsverfahren und der Legierungselemente in der Regel höher und kosten zwischen 15 und 20 US-Dollar pro kg. Klasse 2 ist jedoch günstiger und der Preis liegt zwischen 10 und 12 US-Dollar pro kg.

Titan Grad 2

Titan Grad 2 ist für medizinische Implantate hervorragend biokompatibel. Bei Kontakt mit Organgewebe garantiert seine ungiftige Natur minimale unangenehme Reaktionen im Körper.

Titan Grad 2 ist von Natur aus nicht magnetisch. Dadurch eignet es sich für Anwendungen in medizinischen Implantaten und empfindlichen elektronischen Geräten, bei denen magnetische Störungen reduziert werden müssen.

Titan Grad 2 verfügt über ein besseres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, was seine Leistung verbessert, indem es das Gesamtgewicht verringert und gleichzeitig die strukturelle Integrität aufrechterhält.

Aufgrund seiner beeindruckenden Haltbarkeit hält Titanium Grade 2 der Abnutzung in aggressiven Umgebungen stand.

Titan Grad 5

Für Komponenten, die zyklischer oder wiederholter Belastung ausgesetzt sind, wie z. B. Automobil- und Luft- und Raumfahrtteile, bietet Titan Grad 5 eine hervorragende Ermüdungsbeständigkeit.

Titan der Güteklasse 5 hat eine bessere Hochtemperaturleistung als Titan der Güteklasse 2 und behält seine Festigkeit und Integrität auch unter extremen Bedingungen.

Titan Grad 5 ist mit der neuesten Schweißoption auch schweißbar, um komplizierte Teile herzustellen.

Titan Grad 5 weist eine gute Schlagfestigkeit auf und ist zuverlässig in Teilen, die Stößen und Vibrationen ausgesetzt sind.

Die richtige Option hängt von Ihren speziellen Anwendungsanforderungen ab. Für Formbarkeit und Korrosionsbeständigkeit in maritimen und chemischen Verarbeitungsprozessen wäre Titan Grade 2 die richtige Wahl. Aber für hochfeste Anwendungen wie medizinische Implantate und die Luft- und Raumfahrt, bei denen Leistung und längere Lebensdauer wichtiger sind, ist Titan Grad 5 die bessere Wahl. Um die richtige Entscheidung zu treffen, sollten Sie auch die mechanischen Eigenschaften beider Qualitäten, die Umgebungsbedingungen und die Kosten berücksichtigen.

Sowohl Titan Grad 2 als auch Grad 5 haben ihre eigenen wertvollen Eigenschaften in verschiedenen Anwendungen. Grad 2 zeichnet sich durch hervorragende Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit aus, während Grad 5 große Festigkeit und Haltbarkeit bietet. Die endgültige Wahl hängt jedoch von der Art der Aufgabe ab.

Ist Güte 5 schwieriger zu bearbeiten als Güte 2?

Ja, Sorte 5 ist aufgrund ihrer Härtungseigenschaften und höheren Festigkeit schwieriger zu bearbeiten, weshalb spezielle Techniken und Werkzeuge erforderlich sind.

Können beide Sorten in der additiven Fertigung (3D-Druck) eingesetzt werden?

Ja, sowohl Titan Grad 2 als auch Grad 5 können in der additiven Fertigung verwendet werden, ihre Eigenschaften wirken sich jedoch auf die Funktionalität des Endprodukts aus.

Gibt es für jede Klasse spezifische Zertifizierungen?

Ja, je nach Anwendung und Industriestandards wie ISO und ASTM können für beide Qualitäten Zertifizierungen erforderlich sein.

Kann Titan Grad 5 wie Grad 2 eloxiert werden?

Ja, Titan Grad 5 kann eloxiert werden, was nicht nur sein Aussehen und seine Korrosionsbeständigkeit verbessert, sondern auch seine mechanischen Eigenschaften bewahrt.

Welche Sorte ist duktiler?

Titan Grad 2 ist duktiler als Grad 5. Daher ist es besser formbar und lässt sich in verschiedenen Anwendungen leichter verarbeiten.

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Titanstangen und -stangen: Rundstäbe, Sechskantstäbe und Vierkantstäbe in warmgewalztem, geschmiedetem und kaltgezogenem Zustand, erhältlich in verschiedenen Durchmessern und Längen.

Titanplatte und -blech: Platten, Bleche und Streifen in Standard- und Sonderabmessungen, ideal für Druckbehälter, chemische Verarbeitung und Schiffsanwendungen.

Titandraht und -folie: Feiner Draht für Schweiß-, Befestigungs- und medizinische Anwendungen sowie ultradünne Folien für spezielle industrielle Anwendungen.

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