Titan Grades – Reintitan und Titanlegierungen im Überblick
Titan ist in unterschiedlichen Reinheitsgraden und Legierungen verfügbar, deren mechanische, chemische und fertigungstechnische Eigenschaften sich teilweise deutlich unterscheiden. Die Auswahl des geeigneten Titan Grades richtet sich deshalb nach den Anforderungen der jeweiligen Anwendung.
Zu den häufig eingesetzten Werkstoffen gehören die Reintitanqualitäten Grade 1 bis Grade 4 sowie Titanlegierungen wie Grade 5 (Ti-6Al-4V), Grade 7 und Grade 9. Sie unterscheiden sich unter anderem hinsichtlich Festigkeit, Verformbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und ihrer Eignung für unterschiedliche Einsatzbedingungen.
Die folgende Übersicht stellt wichtige Titan Grades mit ihren charakteristischen Eigenschaften, gebräuchlichen Bezeichnungen und relevanten Werkstoffspezifikationen vor. Weitere Titanwerkstoffe und Legierungen können abhängig von den technischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung bereitgestellt werden.
Titan Grade 1
Gebräuchliche Bezeichnungen
CP Titanium Grade 1
Titan Grade 1
Werkstoff-Nr. 3.7025 / 3.7024
UNS R50250
Eigenschaften und Einsatzbereiche
Titan Grade 1 gehört zu den kommerziell reinen Titanwerkstoffen (Commercially Pure Titanium / CP Titanium). Innerhalb der Reintitan-Grades 1 bis 4 besitzt Grade 1 die geringste Festigkeit, zeichnet sich dafür jedoch durch eine besonders hohe Duktilität und sehr gute Kaltumformbarkeit aus.
Der Werkstoff bietet eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit und lässt sich gut schweißen und umformen. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich Titan Grade 1 insbesondere für Anwendungen, bei denen komplexe Geometrien durch Umformung oder Tiefziehen hergestellt werden sollen und gleichzeitig eine hohe Beständigkeit gegenüber korrosiven Medien gefordert ist.
Typische Einsatzgebiete finden sich unter anderem im Anlagen- und Apparatebau, in Wärmetauschern sowie bei Rohren, Blechen und weiteren technisch anspruchsvollen Bauteilen. Welche Fertigungsform und Spezifikation geeignet ist, hängt von den jeweiligen mechanischen und chemischen Anforderungen der Anwendung ab.
Gängige Spezifikationen
- ASTM B265 – Blech, Band und Platte
- ASTM B348 – Stab und Knüppel
- ASTM B367 – Gussteile
- ASTM B381 – Schmiedeteile
- ASTM F67 – Reintitan für chirurgische Implantate
- ISO 5832-2 – Reintitan für chirurgische Implantate
Titan Grade 2
Gebräuchliche Bezeichnungen
CP Titanium Grade 2
Titan Grade 2
Werkstoff-Nr. 3.7035
UNS R50400
Eigenschaften und Einsatzbereiche
Titan Grade 2 gehört zu den kommerziell reinen Titanwerkstoffen (Commercially Pure Titanium / CP Titanium) und zählt zu den am häufigsten eingesetzten Reintitanqualitäten. Der Werkstoff verbindet gute Festigkeit mit hoher Duktilität, sehr guter Korrosionsbeständigkeit und guter Verarbeitbarkeit.
Im Vergleich zu Grade 1 besitzt Titan Grade 2 eine höhere Festigkeit, lässt sich jedoch weiterhin gut umformen und schweißen. Dadurch bietet der Werkstoff ein ausgewogenes Eigenschaftsprofil für zahlreiche technisch anspruchsvolle Anwendungen.
Typische Einsatzgebiete finden sich unter anderem im chemischen Anlagen- und Apparatebau, in Wärmetauschern, Rohrleitungssystemen, im Marinebereich sowie bei Bauteilen, die korrosiven Medien ausgesetzt sind. Auch für kundenspezifische Komponenten und Zeichnungsteile kann Grade 2 abhängig von den jeweiligen Anforderungen eingesetzt werden.
Gängige Spezifikationen
- ASTM B265 – Blech, Band und Platte
- ASTM B338 – nahtlose und geschweißte Rohre für Wärmetauscher und Kondensatoren
- ASTM B348 – Stab und Knüppel
- ASTM B367 – Gussteile
- ASTM B381 – Schmiedeteile
Titan Grade 4
Gebräuchliche Bezeichnungen
CP Titanium Grade 4
Titan Grade 4
Werkstoff-Nr. 3.7065
UNS R50700
Eigenschaften und Einsatzbereiche
Titan Grade 4 gehört zu den kommerziell reinen Titanwerkstoffen (Commercially Pure Titanium / CP Titanium) und besitzt innerhalb der Reintitan-Grades 1 bis 4 die höchste Festigkeit. Gleichzeitig bietet der Werkstoff die für Reintitan charakteristische hohe Korrosionsbeständigkeit.
Im Vergleich zu Grade 1, Grade 2 und Grade 3 weist Titan Grade 4 eine höhere mechanische Belastbarkeit auf, während Duktilität und Umformbarkeit geringer ausfallen. Dadurch eignet sich der Werkstoff insbesondere für Anwendungen, bei denen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit gleichzeitig gefordert sind.
Typische Einsatzgebiete finden sich unter anderem im chemischen Anlagen- und Apparatebau, bei hoch belasteten Komponenten sowie in der Medizintechnik. Die konkrete Eignung von Grade 4 hängt von Bauteilgeometrie, Belastung, Fertigungsverfahren und den jeweiligen Einsatzbedingungen ab.
Gängige Spezifikationen
- ASTM B265 – Blech, Band und Platte
- ASTM B348 – Stab und Knüppel
- ASTM B367 – Gussteile
- ASTM B381 – Schmiedeteile
- ASTM F67 – Reintitan für chirurgische Implantate
- ISO 5832-2 – Reintitan für chirurgische Implantate
Titan Grade 5 – Ti-6Al-4V
Gebräuchliche Bezeichnungen
Ti-6Al-4V
Ti6Al4V
Titan Grade 5
Werkstoff-Nr. 3.7165
UNS R56400
Eigenschaften und Einsatzbereiche
Titan Grade 5, auch als Ti-6Al-4V bezeichnet, ist eine Alpha-Beta-Titanlegierung mit etwa 6 % Aluminium und 4 % Vanadium. Sie gehört zu den weltweit am häufigsten eingesetzten Titanlegierungen und verbindet hohe Festigkeit, geringe Dichte und gute Korrosionsbeständigkeit.
Im Vergleich zu den Reintitan-Grades 1 bis 4 erreicht Grade 5 deutlich höhere Festigkeitswerte. Gleichzeitig bietet die Legierung ein sehr gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Die mechanischen Eigenschaften können zudem durch geeignete Wärmebehandlungen gezielt beeinflusst werden.
Aufgrund dieses Eigenschaftsprofils wird Titan Grade 5 für zahlreiche technisch anspruchsvolle Anwendungen eingesetzt. Typische Einsatzgebiete finden sich unter anderem in der Luft- und Raumfahrt, im Automotive- und Maschinenbaubereich sowie bei hoch belasteten technischen Komponenten. Die konkrete Eignung hängt von Bauteilgeometrie, Fertigungsverfahren, Temperaturbereich und mechanischer Belastung ab.
Gängige Spezifikationen
- ASTM B265 – Blech, Band und Platte
- ASTM B348 – Stab und Knüppel
- ASTM B367 – Gussteile
- ASTM B381 – Schmiedeteile
- ASTM B861 – nahtlose Rohre
- ASTM B862 – geschweißte Rohre
- AMS 4911 – Blech, Band und Platte
- AMS 4928 – Stäbe, Draht, Schmiedeteile und Ringe
Titan Grade 7
Gebräuchliche Bezeichnungen
CP Titanium Grade 7
Titan Grade 7
Ti-0.2Pd
Werkstoff-Nr. 3.7235
UNS R52400
Eigenschaften und Einsatzbereiche
Titan Grade 7 basiert auf kommerziell reinem Titan und besitzt ein ähnliches grundlegendes Eigenschaftsprofil wie Titan Grade 2. Durch die gezielte Zugabe einer geringen Menge Palladium wird die Korrosionsbeständigkeit insbesondere unter bestimmten reduzierenden und chemisch aggressiven Bedingungen deutlich verbessert.
Der Werkstoff kombiniert damit sehr hohe Korrosionsbeständigkeit mit guter Verformbarkeit und Schweißbarkeit. Grade 7 eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen die Korrosionsbeständigkeit von unlegiertem Reintitan unter den jeweiligen Einsatzbedingungen nicht ausreicht.
Typische Einsatzgebiete finden sich unter anderem im chemischen Anlagen- und Apparatebau, bei Wärmetauschern, Rohrleitungssystemen sowie in der chemischen Prozessindustrie. Aufgrund des Palladiumanteils wird Grade 7 vor allem dort eingesetzt, wo die besonderen Korrosionsanforderungen den zusätzlichen Werkstoffaufwand rechtfertigen.
Gängige Spezifikationen
- ASTM B265 – Blech, Band und Platte
- ASTM B338 – nahtlose und geschweißte Rohre für Wärmetauscher und Kondensatoren
- ASTM B348 – Stab und Knüppel
- ASTM B367 – Gussteile
- ASTM B381 – Schmiedeteile
- ASTM B861 – nahtlose Rohre
- ASTM B862 – geschweißte Rohre
Titan Grade 9 – Ti-3Al-2.5V
Gebräuchliche Bezeichnungen
Ti-3Al-2.5V
Ti3Al2.5V
Titan Grade 9
Werkstoff-Nr. 3.7195
UNS R56320
Eigenschaften und Einsatzbereiche
Titan Grade 9, auch als Ti-3Al-2.5V bezeichnet, ist eine Alpha-Beta-Titanlegierung mit etwa 3 % Aluminium und 2,5 % Vanadium. Der Werkstoff verbindet höhere Festigkeit als kommerziell reines Titan mit guter Umformbarkeit, geringem Gewicht und hoher Korrosionsbeständigkeit.
Im Vergleich zu Titan Grade 5 weist Grade 9 eine geringere Festigkeit auf, lässt sich dafür jedoch besser kaltumformen. Diese Kombination macht die Legierung besonders interessant für die Herstellung von Rohren und dünnwandigen Bauteilen, bei denen sowohl mechanische Belastbarkeit als auch gute Umformeigenschaften gefordert sind.
Typische Einsatzgebiete finden sich unter anderem in der Luft- und Raumfahrt, im Automotive-Bereich, bei hydraulischen Leitungssystemen sowie bei hochfesten Titanrohren und weiteren technisch anspruchsvollen Komponenten. Die konkrete Eignung hängt von Bauteilgeometrie, Belastung, Fertigungsverfahren und Einsatzbedingungen ab.
Gängige Spezifikationen
- ASTM B265 – Blech, Band und Platte
- ASTM B338 – nahtlose und geschweißte Rohre für Wärmetauscher und Kondensatoren
- ASTM B348 – Stab und Knüppel
- ASTM B861 – nahtlose Rohre
- ASTM B862 – geschweißte Rohre
- AMS 4943 – nahtlose hydraulische Titanrohre
Welcher Titan Grade eignet sich für welche Anwendung?
Die Auswahl des geeigneten Titan Grades hängt von den technischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab. Dabei spielen nicht nur Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit eine Rolle, sondern auch Verformbarkeit, Temperaturbereich, Bauteilgeometrie und das vorgesehene Fertigungsverfahren.
Die Reintitanqualitäten Grade 1 bis Grade 4 unterscheiden sich vor allem hinsichtlich Festigkeit und Verformbarkeit. Während Grade 1 eine besonders hohe Duktilität und gute Umformbarkeit bietet, steigt die Festigkeit über Grade 2 und Grade 3 bis zu Grade 4 kontinuierlich an.
Legierte Titanwerkstoffe erweitern dieses Eigenschaftsspektrum. Grade 5 (Ti-6Al-4V) bietet eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht und eignet sich für mechanisch anspruchsvolle Anwendungen. Grade 7 zeichnet sich durch eine besonders hohe Korrosionsbeständigkeit aus, während Grade 9 (Ti-3Al-2.5V) eine interessante Kombination aus Festigkeit und guter Umformbarkeit bietet und unter anderem für Rohre und dünnwandige Bauteile eingesetzt wird.
Welcher Werkstoff technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist, muss deshalb immer anhand der konkreten Einsatzbedingungen beurteilt werden. Weitere Informationen zu Festigkeit, Dichte, Korrosions- und Temperaturbeständigkeit finden Sie unter Materialeigenschaften von Titan.
Titan Grades im direkten Vergleich
Die verschiedenen Titan Grades unterscheiden sich deutlich in ihren charakteristischen Eigenschaften und bevorzugten Einsatzbereichen. Während sich die Reintitanqualitäten Grade 1 bis 4 vor allem hinsichtlich Festigkeit und Verformbarkeit unterscheiden, bieten legierte Titanwerkstoffe wie Grade 5, Grade 7 und Grade 9 zusätzliche spezifische Eigenschaften.
Die folgende Übersicht ermöglicht einen schnellen Vergleich der wichtigsten Titan Grades und dient als erste Orientierung für die Werkstoffauswahl. Die konkrete Eignung eines Werkstoffs ist jedoch immer anhand der technischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung zu bewerten.
| Titan Grade | Werkstofftyp | Charakteristische Eigenschaft | Typische Anwendungen |
|---|---|---|---|
| Grade 1 | Reintitan | Sehr hohe Duktilität und sehr gute Umformbarkeit | Umformteile, Apparatebau, Wärmetauscher |
| Grade 2 | Reintitan | Ausgewogenes Verhältnis aus Festigkeit und Verformbarkeit | Anlagenbau, Rohre, Wärmetauscher |
| Grade 3 | Reintitan | Höhere Festigkeit bei weiterhin guter Korrosionsbeständigkeit | Druckbehälter, Apparatebau, stärker belastete Komponenten |
| Grade 4 | Reintitan | Höchste Festigkeit der Reintitan-Grades 1 bis 4 | Hoch belastete Komponenten, Medizintechnik |
| Grade 5 | Ti-6Al-4V | Hohe spezifische Festigkeit und geringes Gewicht | Luft- und Raumfahrt, Automotive, Maschinenbau |
| Grade 7 | Ti-0.2Pd | Besonders hohe Korrosionsbeständigkeit | Chemische Prozessindustrie, Wärmetauscher, Rohrsysteme |
| Grade 9 | Ti-3Al-2.5V | Gute Kombination aus Festigkeit und Umformbarkeit | Titanrohre, dünnwandige Bauteile, Luftfahrt |
Von der Werkstoffauswahl zum Fertigungsverfahren
Die Auswahl des geeigneten Titan Grades ist eng mit dem vorgesehenen Fertigungsverfahren verbunden. Nicht jeder Titanwerkstoff eignet sich gleichermaßen für jede Bauteilgeometrie, Abmessung oder Herstellungsart. Neben den geforderten Materialeigenschaften müssen deshalb auch Stückzahl, Bearbeitungsaufwand und die konstruktiven Anforderungen des Bauteils berücksichtigt werden.
Abhängig von Werkstoff und Anwendung bietet Form & Technik unterschiedliche Lösungen für die Herstellung anspruchsvoller Titanbauteile. Dazu gehören Titan-Feinguss, 3D-Druck. Titan-Graphitguss, Titan-Schmiedeteile, Titanrohre und kundenspezifische Titan-Zeichnungsteile.
Auch die mechanische Bearbeitung und das Fügen von Titan stellen werkstoffspezifische Anforderungen. Weitere Informationen hierzu finden Sie unter Bearbeitung & Schweißen von Titan.
Häufige Fragen zu Titan Grades und Titanlegierungen
Was ist der Unterschied zwischen Titan Grade 2 und Grade 5?
Titan Grade 2 ist ein kommerziell reiner Titanwerkstoff und zeichnet sich durch hohe Korrosionsbeständigkeit, gute Verformbarkeit und gute Schweißbarkeit aus. Grade 5 (Ti-6Al-4V) ist dagegen eine Alpha-Beta-Titanlegierung mit Aluminium und Vanadium. Sie erreicht deutlich höhere Festigkeitswerte und bietet ein sehr gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Welcher Werkstoff geeigneter ist, hängt von den mechanischen, chemischen und fertigungstechnischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab.
Welcher Titan Grade ist besonders korrosionsbeständig?
Bereits kommerziell reine Titan Grades besitzen eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Für besonders anspruchsvolle korrosive Bedingungen kann Titan Grade 7 interessant sein. Dieser Werkstoff basiert auf Reintitan und enthält eine geringe Menge Palladium, wodurch die Korrosionsbeständigkeit unter bestimmten chemisch aggressiven Bedingungen verbessert wird. Die konkrete Beständigkeit muss jedoch immer in Bezug auf das jeweilige Medium und die Einsatzbedingungen bewertet werden.
Welcher Titan Grade lässt sich besonders gut umformen?
Innerhalb der kommerziell reinen Titan Grades 1 bis 4 besitzt Grade 1 die höchste Duktilität und eine besonders gute Umformbarkeit. Mit zunehmendem Grade steigt grundsätzlich die Festigkeit, während die Verformbarkeit abnimmt. Bei legierten Titanwerkstoffen bietet beispielsweise Grade 9 (Ti-3Al-2.5V) eine interessante Kombination aus Festigkeit und guter Umformbarkeit.
Was bedeutet CP Titanium?
CP Titanium steht für „Commercially Pure Titanium“ und bezeichnet kommerziell reine Titanwerkstoffe. Dazu gehören insbesondere die Titan Grades 1 bis 4. Sie bestehen überwiegend aus Titan und unterscheiden sich unter anderem durch die zulässigen Gehalte an Begleitelementen. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Festigkeits- und Verformungseigenschaften.
Ist Ti-6Al-4V dasselbe wie Titan Grade 5?
Ja. Ti-6Al-4V ist die gebräuchliche Bezeichnung für die als Titan Grade 5 bekannte Alpha-Beta-Titanlegierung. Die Bezeichnung verweist auf die wesentlichen Legierungselemente: etwa 6 Prozent Aluminium und 4 Prozent Vanadium. Grade 5 gehört aufgrund seiner hohen spezifischen Festigkeit und seines vielseitigen Eigenschaftsprofils zu den weltweit am häufigsten eingesetzten Titanlegierungen.
Sie suchen den passenden Titan Grade für Ihr Bauteil?
Die Auswahl des geeigneten Titanwerkstoffs hängt von zahlreichen Faktoren ab – darunter mechanische Belastung, Korrosionsanforderungen, Temperaturbereich, Bauteilgeometrie und das vorgesehene Fertigungsverfahren.
Form & Technik unterstützt Sie bei der Auswahl eines geeigneten Titan Grades und einer auf Ihre technische Anwendung abgestimmten Fertigungslösung.