Titanqualtitäten von Verbindungselementen: Ein umfassender Leitfaden

In diesem Leitfaden erläutern wir die Nuancen der verschiedenen Titanqualitäten. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Vielfalt der Titanlegierungen und deren einzigartige Eigenschaften und Anwendungen. 

Dieser Leitfaden hebt die entscheidende Bedeutung der Auswahl der geeigneten Titanqualitäten hervor, die speziell auf bestimmte Anwendungsfälle zugeschnitten sind.  Die folgenden Abschnitte umfassen: 

• Erläuterung der verschiedenen Titanqualitäten
• Arten von Titan-Verbindungselementen
• Korrosionsbeständigkeit
• Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus Titan
• Anwendungen von Verbindungselementen aus Titan

Erläuterung der verschiedenen Titanqualitäten

Titan gibt es in einer Vielzahl von Qualitäten, von denen jede sich durch ihre eigene Zusammensetzung und einzigartigen Eigenschaften auszeichnet. Jede Qualität enthält unterschiedliche Legierungselemente, wobei die höheren Klassen stärker sind als die niedrigen  Legierungsmaterialien dürfen nicht mit einer Beschichtung auf den Metallen verwechselt werden. Sie sind in das Metall selbst eingebettet. 

Titan gibt es außerdem in zwei Hauptlegierungskategorien: Alpha und Beta. Die Alpha-Kategorie zeichnet sich durch eine dichtgepackte hexagonale Struktur aus, während die Beta-Kategorie eine kubisch raumzentrierte Struktur aufweist. 

Die Alpha-Kategorie-Legierungen von Titan weisen oft eine gute Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit auf, wodurch sie für verschiedene Anwendungen in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und der biomedizinischen Technik geeignet sind.  Titan Grade 1 — 4 werden überwiegend als Alpha-Kategorie-Legierungen betrachtet. Titan Grade 5 gilt als Alpha-Beta. 

Werfen wir einen genaueren Blick auf diese Titanqualitäten und beleuchten ihre Unterscheidungen und Anwendungen. Bitte beachten Sie, dass unsere Titan-Verbindungselemente in Grade 2 und 5 erhältlich sind. 

Titan Grade 1: 

• Titan Grade 1 steht in der Welt des Titans für Reinheit 
• Besteht hauptsächlich aus Titan ohne Legierungselemente und zeichnet sich durch außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit aus  
• Grade 1 wird häufig in der chemischen Verarbeitung und in maritimen Anwendungen eingesetzt und ist die erste Wahl, wenn Korrosionsbeständigkeit oberste Priorität hat.  

Titan Grade 2: 

• Titan Grade 2 ist eine der gängigsten Titanarten 
• Mit einer ausgewogenen Kombination aus Festigkeit und Schweißbarkeit zählt Titan Grade 2 aufgrund seines Reinheitsgrads von 99 % zu den beliebtesten Optionen.  
• Diese handelsübliche reine Legierung wird in der chemischen Verarbeitung, Architektur und für medizinische Implantate eingesetzt. 
• Ihre moderate Festigkeit in Verbindung mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit macht sie zu einer starken Wahl in verschiedenen Anwendungsbereichen.  
• Sie eignet sich auch für Komponenten, die eine Festigkeit von bis 204 °C und eine Oxidationsbeständigkeit bis zu 315 °C erfordern. 

Titan Grade 3: 

• Titan Grade 3 erweist sich als vielseitige und zuverlässige Option  
• Oft im Schatten seiner bekannteren Pendants findet Grade 3 mit seiner besonderen Zusammensetzung seine Nische in verschiedenen industriellen Anwendungen, wie z. B. in der chemischen Verarbeitung, im Schiffbau und bei medizinischen Implantaten. 
• Es findet Anwendungen in Komponenten, die eine Festigkeit von bis zu 204°C und eine Oxidationsbeständigkeit bis 315 °C erfordern. 

Titan Grade 4: 

• Titan Grade 4 zeichnet sich als reinste Form von unlegiertem Titan durch einen erhöhten Sauerstoffgehalt und eine außergewöhnliche Festigkeit aus.  
• Er bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Festigkeit und Dehnbarkeit und ist mit geringen Mengen Palladium legiert. 
• Grade 4 ist ideal für Anwendungen, für die sowohl Robustheit als auch Formbarkeit benötigt wird, und eignet sich für Komponenten, die eine Festigkeit von bis zu 204 °C und eine Oxidationsbeständigkeit von bis zu 315 °C erfordern.  
• Dies macht Grade 4 zu einer gefragten Wahl in der Schifffahrtsindustrie und in der chemischen Industrie 

Titan Grade 5: 

• Titan Grade 5 (6Al-4 V) übertrifft die Festigkeit von handelsüblichen reinen Titanlegierungen 
• Mit 6 % Aluminium und 4 % Vanadium bietet diese wärmebehandelbare Legierung eine überzeugende Mischung aus Festigkeit, Schweißbarkeit und Formbarkeit. 
• Dies macht sie unverzichtbar für Anwendungen, bei denen ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht entscheidend ist 
• Titan Grade 5 weist die gleichen Korrosionseigenschaften wie Titan Grade2 auf und eignet sich daher hervorragend für chemische Verfahren, Architektur, Luft- und Raumfahrt und Transport. 

Übersicht der Titanqualitäten

Diese Übersicht der Titanqualitäten veranschaulicht die verschiedenen Titanqualitäten zusammen mit ihren elementaren Zusammensetzungen, einschließlich entsprechender Zugfestigkeitswerte, O2-Gehalte und anderer legierter Metalle. 

Arten von Titan-Verbindungselementen

Nachfolgend sehen Sie die Arten von Titan-Verbindungselementen, die wir anbieten. Mehr erfahren Sie, indem Sie auf die Links klicken. 

Unterlegscheiben aus Titan

Oft übersehen, sind Titanunterlegscheiben die heimlichen Helden bei Befestigungsbaugruppen. Diese kleinen Komponenten bieten Korrosionsschutz und gewährleisten eine gleichmäßige Lastverteilung. Sie tragen somit wesentlich zur Zuverlässigkeit der Gesamtstruktur bei. 

Unser Sortiment umfasst Unterlegscheiben aus Titan Grade 2 und Titan Grade 5. Es gibt auch Optionen für Edelstahl oder Stahl mit Zinkbeschichtung. Unsere Unverlierbarkeitsscheiben verfügen über ein sehr flaches Gewinde, sodass sie angeschraubt werden können. Sobald sie das Gewinde passiert haben, lösen sie sich nicht mehr von der unverlierbaren Schraube oder dem Bolzen. 

Um mehr über die Auswahl der richtigen unverlierbaren Schrauben zu erfahren, lesen Sie bitte unseren Leitfaden. 

Wartungsanforderungen für Titan-Verbindungselementen

Die Korrosionsbeständigkeit von Titan führt zu einer verlängerten Lebensdauer für Befestigungen. Ob Bolzen zur Sicherung kritischer Komponenten in der Luft- und Raumfahrt, Schrauben in empfindlichen medizinischen Geräten oder Unterlegscheiben zur Unterstützung der strukturellen Stabilität, die Langlebigkeit von Titan gewährleistet eine längere Funktionalität und reduziert die Notwendigkeit eines häufigen Austauschs.  

Es ist außerdem kostengünstig, da es weniger häufig Inspektionen und Ersatzteile erfordert. Die Industrie profitiert von niedrigeren Wartungskosten und kürzeren Betriebsunterbrechungen, was letztendlich die Gesamteffizienz steigert. 

Korrosionsbeständigkeit

Die Korrosionsbeständigkeit von Titan ist auf eine stabile, schützende und stark haftende Oxidschicht auf seiner Oberfläche zurückzuführen. Diese Schicht bildet sich sofort, wenn die frische Oberfläche Luft oder Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Das Wachstum der Schicht wird unter stark oxidierenden Bedingungen, wie z. B. durch Erwärmung der Luft, beschleunigt. 

Nachfolgend finden Sie eine Liste der wichtigsten Eigenschaften von Titan-Verbindungselementen. 

Chemische Trägheit: Titan ist in vielen korrosiven Umgebungen langlebig, einschließlich Meerwasser, Säuren und verschiedenen Chemikalien. Diese Langlebigkeit ist auf die Oxidschutzschicht zurückzuführen, die unter einer Vielzahl von korrosiven Bedingungen stabil bleibt. 

Beständigkeit gegen Lochkorrosion: Die Beständigkeit von Titan gegen Lochkorrosion, eine Form der Korrosion, die zu kleinen Löchern oder Vertiefungen im Material führen kann, ist bemerkenswert.  Diese Eigenschaft ist für Anwendungen von entscheidender Bedeutung, bei denen die Befestigungen rauen Bedingungen ausgesetzt sind, beispielsweise in Meeresumgebungen oder in der chemischen Verarbeitung. 

Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit: Titan behält seine Korrosionsbeständigkeit auch bei erhöhten Temperaturen bis zu 315 °C bei, wodurch es für Anwendungen geeignet ist, bei denen Befestigungen hoher Hitze ausgesetzt sind, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt und in industriellen Umgebungen. 

Galvanische Korrosionsbeständigkeit: Titan-Metalle sind hervorragend gegen galvanische Korrosion beständig, eine Art von Korrosion, die auftritt, wenn zwei leitfähige Metalle mit einem durch chemische Einwirkung erzeugten elektrischen Strom in Berührung kommen.  Dadurch sind Verbindungselemente aus Titan für den Einsatz in Baugruppen mit unterschiedlichen Metallen ohne erhebliches Korrosionsrisiko kompatibel.  

Biokompatibilität: In medizinischen Anwendungen, bei denen Titan-Verbindungselemente in Implantaten, anatomischen Strukturen oder chirurgischen Instrumenten verwendet werden können, ist die Biokompatibilität von Titan ein entscheidender Aspekt. Die Korrosionsbeständigkeit von Titan gewährleistet die Langlebigkeit und Sicherheit dieser Medizinprodukte im menschlichen Körper. 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Korrosionsbeständigkeit von Verbindungselementen aus Titan auf die Bildung einer Schutzoxidschicht zurückzuführen ist, wodurch sie zuverlässige und langlebige Komponenten in Umgebungen sind, die für andere Metalle eine Gefahr darstellen. 
 

Mechanische Eigenschaften von Titan-Verbindungselementen

Titan zeichnet sich durch seine unverwechselbare Mischung aus Festigkeit, Dehnbarkeit und anderen mechanischen Eigenschaften als vielseitiges Material für eine Reihe von technischen Anwendungen aus. Es ist oft die bessere Wahl für Anwendungen mit hoher Belastung, bei denen das Gewicht eine Rolle spielt. 

Ihre entscheidenden mechanischen Eigenschaften machen Titan-Verbindungselemente in der modernen Bau- und Fertigungswelt unverzichtbar. Nachfolgend finden Sie eine Liste ihrer wichtigsten Eigenschaften und warum sie in bestimmten Anwendungen berücksichtigt werden sollten. 

Zugfestigkeit: 

Hochfeste Materialien werden typischerweise für Anwendungen mit starker Beanspruchung verwendet. Deshalb ist Edelstahl eines der am häufigsten verwendeten Produkte der Welt, aber sein Hauptnachteil besteht darin, dass er keine natürliche Schutzschicht oder Legierung wie Titan besitzt und daher anfälliger für Korrosion ist. Das wirft die Frage auf: Ist Titan stärker als Stahl? Ja, Titan ist stärker als Stahl. Ganz zu schweigen davon, dass Titan 45 % leichter ist als Stahl mit gleicher, wenn nicht sogar höherer Zugfestigkeit. 

Verbindungselemente aus Titan, einschließlich Bolzen, Schrauben und Unterlegscheiben, verfügen über eine beeindruckende Zugfestigkeit. Die Zugfestigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit des Materials, axialen Belastungen ohne dauerhafte Verformung standzuhalten. Aufgrund der hohen Zugfestigkeit von Titan eignet es sich für Anwendungen, bei denen strukturelle Integrität und Tragfähigkeit entscheidend sind. 

Wenn Sie Titan mit Edelstahl vergleichen möchten, lesen Sie bitte unseren Leitfaden zu Edelstahl-Güteklassen. 

Streckgrenze: 

Die Streckgrenze ist die Spannung, die ein Material ohne Verformung aushalten kann.  Verbindungselemente aus Titan weisen eine bemerkenswerte Streckgrenze auf und tragen zu ihrer Zuverlässigkeit bei Anwendungen bei, bei denen die Beibehaltung der Form und der strukturellen Integrität entscheidend ist.  

Ermüdungsbeständigkeit: 

Verbindungselemente aus Titan bieten eine hervorragende Ermüdungsbeständigkeit, sodass sie wiederholte Be- und Entladezyklen ohne Ausfall überstehen. Dieses Merkmal ist besonders in Anwendungen wie der Luft- und Raumfahrt wichtig, bei denen Komponenten während des Betriebs zyklischen Belastungen ausgesetzt sind. 

STOßFESTIGKEIT: 

Aufgrund der Stoßfestigkeit von Titan eignet es sich für Anwendungen, bei denen Befestigungen plötzlichen oder wiederholten Stößen ausgesetzt sind.  Diese Eigenschaft ist in Branchen von der Automobiltechnik bis hin zum Bauwesen, in denen Befestigungen starken und direkten Kräften standhalten müssen, von großem Wert. 

Härte: 

Titan verfügt über ausreichende Härte, um Verschleiß und Abrieb standzuhalten. Dadurch sind Verbindungselemente aus Titan strapazierfähig und langlebig in Anwendungen, bei denen Kontakt oder Reibung mit anderen Materialien üblich ist. 

Anwendungen von Verbindungselementen aus Titan

Unsere Verbindungselemente aus Titan sind in Grade 2 und 5 erhältlich. Zu Ihrer Information haben wir diese Tabelle zusammengestellt, um Ihnen die Anwendungen zu zeigen, mit denen alle Titanqualitäten typischerweise in Verbindung gebracht werden: 

Hinweis: Ein ✔ zeigt an, dass die Titanqualität häufig mit der jeweiligen Anwendung verbunden ist. 

Die oben aufgeführten Anwendungen sind allgemein gehalten und können je nach spezifischen Eigenschaften und Anforderungen, wie z. B. der Korrosionsbeständigkeit, der einzelnen Titanqualitäten variieren. Darüber hinaus können Fortschritte in der Technologie und der Materialwissenschaft neue Anwendungen für Titanlegierungen hervorbringen. 

Fragen? 

Wir helfen Ihnen gerne weiter. Wenn Sie Beratung zu unserem Sortiment an Verbindungselementen aus Titan benötigen, senden Sie uns eine E-Mail an sales@essentracomponents.de oder sprechen Sie mit einem unserer Experten, um weitere Informationen über die ideale Lösung für Ihre Anwendung zu erhalten +49 (0) 2157 – 89 690.