Titan Grade 5 (6Al-4V) | 3.7165

• Die Alpha-Beta Legierung Titan Grade 5 (6Al-4V) ist die bekannteste Titanlegierung. Insbesondere das Zusammenspiel von hoher Festigkeit bei geringer Dichte macht sie in vielen Bereichen sehr beliebt.

• Diese Titanlegierung ist besonders beliebt in der Medizintechnik, findet jedoch auch Anwendung in anderen Industrien wie der Chemie.

• Vorteile sind vor allem die guten mechanischen Eigenschaften wie die gute Schlagzähigkeit sowie die hervorragenden Korrosionseigenschaften in vielen Umgebungen, darunter Meerwasser und oxidierende Einflüsse.

• Aufgrund der hohen Festigkeit und der niedrigen Wärmeleitfähigkeit ist das Reintitan ebenso wie andere Titanwerkstoffe nur beschwerlich zerspanbar.

Normen und Bezeichnungen

EN
DIN
ASTM
UNS
Titan Grade 5
3.7165
Ti-Grade 5
R56400

Chemische Zusammensetzung

%
C
V
N
Ti
Al
Fe
O
H
min.
-
3,50
-
-
5,50
-
-
-
max.
0,08
4,50
0,05
Rest
6,75
0,40
0,20
0,015

Eigenschaften auf einen Blick

Korrosionsbeständigkeit
Bearbeitbarkeit
Schmiedbarkeit
Schweißeignung
Zerspanbarkeit
★★★
★★☆
★★★
★★☆
★☆☆

Physikalische Eigenschaften 20°C

Dichte g/cm³
Elektrischer Widerstand Ω in kN/mm²
Wärmeleitfähigkeit W/m K
Spezifische Wärmekapazität J/kg K
Magnetisierbarkeit
4,43
1,71
7,1
560
★☆☆

Mechanische Eigenschaften 20°C

Härte HB
Dehngrenze Rp N/mm²
Zugfestigkeit Rm N/mm²
Dehnung A5 in %
Elastizitätsmodul kN/mm²
≤ 310
≥ 830
≥ 895
≥ 10
114

Verarbeitung und thermische Behandlung

Kaltumformung
Warmumformung
Härtbarkeit
Schmelzen
Polierbarkeit
Anodische Oxidation
nicht geeignet
geeignet
thermisch möglich
Laserschmelzen (VAR)
geeignet
geeignet

Anwendungsgebiete

✔ Chemieindustrie

✔ Luft- und Raumfahrt

✔ Medizintechnik

✔ u.v.m.

Vorteile auf einen Blick

✔ sehr korrosionsbeständig

✔ gute Polierbarkeit

✔ Grade 5 besticht durch eine hohe Biokompatibilität

✔ gute Warmformbarkeit

✔ Günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Dichte

✔ u.v.m.

Eigenschaften von Titan Grade 5 im Detail

Schweißeignung: Die Schweißeignung von Titan Grade 5 ist sehr hoch. Dies liegt vor allem daran, dass dieser Werkstoff ein günstiges Mischungsverhältnis mit einem hohen Schweißpunkt hat. Mechanische Eigenschaften werden während des Schweißprozesses in der Regel nicht beeinflusst, jedoch sind Vorbehandlungen nötig, um Stickstoff-, Sauerstoff- oder Wasserstoffverunreinigungen zu vermeiden. Die Schweißergebnisse sind sehr präzise und beeinflussen nicht die Korrosionsbeständigkeit des Materials. Der Werkstoff kann in verschiedenen Zuständen leicht geschweißt werden, dazu zählt der lösungsgeglühte als auch mittelgealterte Zustand. Als Schweißverfahren kommen sowohl jene mit Schutzgas als auch ohne infrage. Für das Schweißen ohne Gas eignen sich hierbei besonders das Punkt-, Naht und Abbrennstumpfschweißen. Als Schweißzusatzstoff wird Blankdraht empfohlen.

Zerspanbarkeit: Die Zerspanbarkeit von Titan Grade 5 ist als niedrig einzustufen. Diese Legierung im Vergleich zu anderen Titanwerkstoffen härter, wodurch sie eine sehr hohe Festigkeit hat, die die Zerspanung erschwert. Durch Diffusion, die in Reaktion mit Sauerstoff bei der Bearbeitung entsteht, wird bei hohem Wärmeeinfluss ein gleichzeitig hoher Werkzeugverschleiß hervorgerufen. Dieser wird durch die geringe Wärmeleitfähigkeit verstärkt, da weniger Wärme durch das Material bzw. den Spänen abgeleitet wird und somit die thermische Belastung erhöht wird. Um trotzdem Grade 5 gut zerspanen zu können, sollte darauf geachtet werden, ausreichend Kühlmittel sowie geringe Schrittgeschwindigkeiten und einen hohen Vorschub zu nutzen.

Schmiedbarkeit: Der Werkstoff kann gut geschmiedet werden. Dazu wird Grade 5 auf eine angemessene Temperatur erwärmt, um dann bei einer Temperatur unterhalb des Beta Transus von 980°C zu schmieden. Anschließend erfolgt eine Abkühlung durch Luft. Hierbei ist besonders wichtig, die Abkühlung kontrolliert und langsam durchzuführen, um Rissbildung zu vermeiden.

Magnetisierbarkeit: Der Werkstoff Grade 5 ist nicht magnetisch. Dadurch wird er insbesondere für Anwendungen in der Medizintechnik, wie Implantate oder dem Einsatz in Medizingeräten, interessant.

Korrosionsbeständigkeit: Der Werkstoff Titan Grade 5 besitzt eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Insbesondere bietet der Werkstoff einen hohen Schutz in oxidierenden Umgebungen, gegen alkalische, gas- und ölhaltige Medien sowie auch gegen Salzlösungen und in leicht reduzierenden Umgebungen. Darüber hinaus besticht der Werkstoff auch durch den hohen Korrosionsschutz in Meerwasser und generell maritimen Umgebungen, wodurch er insgesamt für viele Anwendungen einsetzbar ist.

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