Ti-5553 (Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr) Near-Beta-Titan-Rundstange gemäß ASTM B348 / AMS 7026, direkt von einem nach ISO 9001 zertifizierten Titanhersteller geliefert, mit Werksprüfzeugnis gemäß EN 10204 3.1 für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigungsindustrie sowie für Hochleistungs-Konstruktionsanwendungen.
Kontaktieren Sie uns bezüglich Angebotsanfragen, Spezifikationen für Wärmebehandlungsbedingungen und aktuellen Lieferzeiten.
Ti-5553 (Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr) ist eine Near-Beta-Titanlegierung, die für hochfeste strukturelle Anwendungen entwickelt wurde, bei denen herkömmliche Alpha-Beta-Legierungen an ihre Grenzen stoßen. Mit einer Zugfestigkeit von bis zu 1.250 MPa im STA-Zustand und einer hervorragenden Bruchzähigkeit im BASCA-Zustand dient sie als Hauptwerkstoff für Landgestellträger, Flügelholme und strukturelle Flugzeugzellenbauteile in der Luft- und Raumfahrt. Die Lieferung erfolgt gemäß ASTM B348 standardmäßig mit einem Werksprüfzeugnis nach EN 10204 3.1 – direkt von zertifizierten Titanwerken, mit dokumentierter Rückverfolgbarkeit bis zur Produktionscharge.
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Material | Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr (Ti-5553 / TB8) |
| Geltende Normen | ASTM B348 / AMS 7026 / GB/T 2965 TB8 |
| Durchmesser Bereich | 10 mm – 300 mm (0,394 Zoll – 11,81 Zoll) |
| Länge | Bis zu 6.000 mm; Zuschnitt nach Maß möglich |
| Oberflächenbeschaffenheit | Geschliffen (h9/h11), gedreht, schwarzer Stab, geschmiedet |
| Wärmebehandlung | STA / BASCA / geglüht (bitte bei der Anfrage angeben) |
| Werksprüfzeugnis | EN 10204 3.1 (bei jeder Bestellung enthalten) |
| MOQ | Flachstahl: 50 kg; Schwarzstahl / walzblank: 100 kg |
| Vorlaufzeit | Lagerware: 5–10 Werktage; Nicht-Lagerware: 4–10 Wochen |
Ti-5553, mit der Bezeichnung Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr, wird als Near-Beta-Titanlegierung klassifiziert. Die Legierungsstrategie kombiniert vier Beta-stabilisierende Elemente – Vanadium, Molybdän, Chrom und Eisen – mit Aluminium als primärem Alpha-Stabilisator. Diese Zusammensetzung positioniert die Legierung nahe der Beta-Transus-Grenze (~860 °C) und ermöglicht durch Wärmebehandlung eine breite Palette an Kombinationen mechanischer Eigenschaften. Das Ergebnis ist ein Werkstoff, der Zugfestigkeiten von 1.050 MPa bis 1.250 MPa erreichen kann und dabei nützliche Werte für Duktilität und Bruchzähigkeit beibehält, die Alpha-Beta-Legierungen mit vergleichbarer Festigkeit nicht erreichen können.
Der bestätigte Einsatz der Legierung im Hauptfahrwerksträger des Boeing 787 Dreamliner hat ihre Rolle als Mittel zur Gewichtsreduzierung in sicherheitskritischen Strukturen untermauert. Mit einer Dichte von 4,65 g/cm³ – etwa 5% höher als bei Ti-6Al-4V – bietet sie eine deutlich höhere spezifische Festigkeit bei den für Fahrwerks- und Flügelbefestigungen typischen, konstruktionsbestimmenden Belastungswerten. Das von zertifizierten Titanherstellern gelieferte Material ermöglicht eine lückenlose Rückverfolgbarkeit der Schmelzcharge vom Schmelzen des Barrens bis zur Stangenfertigung, wobei die chemischen und mechanischen Prüfdaten auf dem von einer unabhängigen Prüfstelle ausgestellten Werksprüfzeugnis nach EN 10204 3.1 dokumentiert sind.
Standard-Querverweis
| Standardkarosserie | Bezeichnung | Umfang |
|---|---|---|
| ASTM | ASTM B348 | Stangen und Knüppel aus Titan und Titanlegierungen – Maß- und Prüfanforderungen |
| SAE AMS | AMS 7026 | Referenz zur Zusammensetzung der Legierung Ti-5553 – das gültige Dokument mit den festgelegten Elementgrenzwerten für diese Legierung |
| China GB | GB/T 2965 TB8 | Chinesische Norm für Ti-5553-Kaltwalzstangen |
| EN | EN 10204 3.1 | Typ des Werksprüfzeugnisses – obligatorisch für die Lieferkette der Luft- und Raumfahrtindustrie |
Hinweis zur Beschaffung: Für Ti-5553 gibt es keine eigene AMS-Spezifikation für Kaltumformungsstangen. Beschaffungsabteilungen in der Luft- und Raumfahrt stützen sich in der Regel auf die Norm ASTM B348 in Verbindung mit der in AMS 7026 definierten Legierungszusammensetzung sowie auf die Anforderungen der Kundenzeichnungen und die Zertifizierung gemäß EN 10204 3.1 MTC. Diese Kombination wird in allen wichtigen Tier-1-Lieferketten der Luft- und Raumfahrt akzeptiert.
Nennzusammensetzungsziele und zulässige Bereiche gemäß der Legierungszusammensetzung nach AMS 7026 – der etablierten Referenz für die Zusammensetzung von Ti-5553, wie sie in der veröffentlichten Literatur zu Werkstoffen für die Luft- und Raumfahrt angegeben ist. Jedes gemäß EN 10204 3.1 ausgestellte Werksprüfzeugnis enthält eine vollständige chemische Analyse, die auf die Schmelzcharge rückverfolgbar ist und anhand der unten aufgeführten Grenzwerte überprüft werden kann.
| Element | Nennwert (wt%) | Min (wt%) | Max (wt%) |
|---|---|---|---|
| Aluminium (Al) | 5.0 | 4.4 | 5.7 |
| Vanadium (V) | 5.0 | 4.0 | 5.5 |
| Molybdän (Mo) | 5.0 | 4.0 | 5.5 |
| Chrom (Cr) | 3.0 | 2.5 | 3.5 |
| Eisen (Fe) | — | — | 0.25 |
| Sauerstoff (O) | — | — | 0.18 |
| Stickstoff (N) | — | — | 0.05 |
| Kohlenstoff © | — | — | 0.05 |
| Wasserstoff (H) | — | — | 0.015 |
| Titan (Ti) | Bilanz | — | — |
Beschaffungsteams, die Ti-5553 von einem beliebigen Hersteller beziehen, sollten verlangen, dass im chemischen Analysezertifikat alle oben genannten Elemente ausdrücklich unter Angabe der Grenzwerte gemäß AMS 7026 aufgeführt werden – nicht nur die vier primären Legierungselemente. Die Kontrolle von Sauerstoff und Wasserstoff ist besonders wichtig für Anwendungen, bei denen Ermüdungsfestigkeit entscheidend ist; die Mitunterzeichnung des MTC durch eine unabhängige Prüfstelle liefert eine unabhängige Bestätigung dafür, dass die angegebenen Werte die tatsächliche chemische Zusammensetzung der Schmelzcharge widerspiegeln.
Ti-5553 wird in zwei primären wärmebehandelten Zuständen geliefert. Die Wahl zwischen diesen beiden Zuständen bestimmt das Verhältnis zwischen Festigkeit und Zähigkeit für die jeweilige Endanwendung. Beschaffungsteams sollten den gewünschten Zustand in der Angebotsanfrage oder der Bestellung angeben, da sich die mechanischen Eigenschaften der beiden Zustände erheblich unterscheiden.
STA (lösungsbehandelt und gealtert): Lösungsglühen oberhalb des Beta-Transus, gefolgt von einer Alterung. Maximiert die Ausbeute und die Zugfestigkeit. Bevorzugt für hochbelastete Konstruktionsteile, bei denen die Bruchfestigkeit ausschlaggebend für die Auslegung ist.
BASCA (Beta-geglüht, langsam abgekühlt und gealtert): Beta-Glühen, gefolgt von langsamer Ofenabkühlung und Auslagerung. Erzeugt eine gröbere Mikrostruktur, die die Bruchzähigkeit und die Beständigkeit gegen Ermüdungsrisswachstum bei nur geringfügiger Festigkeitsminderung verbessert. Bevorzugt für Fahrwerksträger und Primärstrukturen, bei denen eine Zertifizierung der Schadenstoleranz erforderlich ist.
| Eigentum | Test Standard | STA-Zustand | BASCA-Bedingung |
|---|---|---|---|
| Höchstzugkraft (UTS) | ASTM E8 | 1.050 – 1.250 MPa | 1.050 – 1.150 MPa |
| 0,2% Streckgrenze (YS) | ASTM E8 | 1.000 – 1.100 MPa | 950 – 1.050 MPa |
| Dehnung (5d) | ASTM E8 | 5 – 12% | 6 – 8% |
| Bruchzähigkeit K₁c | ASTM E399 | 44 – 59 MPa√m | 65 – 85 MPa√m |
Die Angaben zur Querschnittsverringerung und zur Härte variieren erheblich je nach Stabdurchmesser und Wärmebehandlungszyklus; die chargenspezifischen Werte entnehmen Sie bitte dem Prüfbericht gemäß EN 10204 3.1. Die oben genannten Eigenschaftsdaten stammen aus dem Datenblatt von Aubert & Duval zu Ti-5553 sowie aus Fanning et al. (2007), TIMET.
Vergleich mit Ti-6Al-4V (Güteklasse 5, walzgeglüht):
| Eigentum | Ti-5553 STA | Ti-6Al-4V, walzgeglüht | Unterschied |
|---|---|---|---|
| UTS | ~1.200 MPa | ~930 MPa | +29% |
| YS | ~1.050 MPa | ~860 MPa | +22% |
| K₁c (BASCA) | ~70 MPa√m | ~55 MPa√m | +27% |
| Dichte | 4,65 g/cm³ | 4,43 g/cm³ | +5% |
Im Vergleich zu walzgeglühtem Ti-6Al-4V weist Ti-5553 im STA-Zustand eine um etwa 30–50% höhere Streckgrenze und Zugfestigkeit auf. Der BASCA-Zustand zeichnet sich durch eine überlegene Bruchzähigkeit aus, weshalb er als bevorzugter Zustand für schadensresistente Primärstrukturen in Flugzeugen gilt.
Ti-5553 ist eine spezielle Near-Beta-Legierung – kein Standardprodukt, das von allgemeinen Titan-Händlern vorrätig gehalten wird. Beschaffungsteams, die dieses Material zum ersten Mal beschaffen, sehen sich mit einer kürzeren Lieferantenliste als bei der Güteklasse 5 und strengeren Qualifikationsanforderungen konfrontiert. Die folgende Checkliste spiegelt die gängige Beschaffungspraxis in der Luft- und Raumfahrt für spezielle Titanstangen wider.
Anforderungen an die Dokumentation (für Luft- und Raumfahrtprogramme nicht verhandelbar):
Vor der Angebotsanfrage zu klärende Lieferantenkapazitäten:
In China ansässige Titanhersteller haben einen erheblichen Anteil an der weltweiten Produktion von Stangen aus Near-Beta-Legierungen und arbeiten nach der Norm GB/T 2965 TB8, dem inländischen Äquivalent zur Kombination aus ASTM B348 und AMS 7026. Mehrere chinesische Hersteller exportieren Ti-5553-Stangen an Tier-1-Programme der Luft- und Raumfahrt gemäß EN 10204 3.1 MTC mit einer unabhängigen Prüfung durch SGS, Bureau Veritas oder den TÜV Rheinland.
Wenn Sie Ti-5553 im Großhandel bei einem chinesischen Titanhersteller beziehen, sollten Sie Folgendes überprüfen:
| Szenario | Vorgehensweise | Typische Lieferzeit |
|---|---|---|
| Serienmengen (≥ 500 kg) | Rahmenauftrag mit planmäßigen Abrufen | 4–6 Wochen Produktions- und Transportzeit |
| Einmalcharge oder Pilotcharge (50–200 kg) | Sofortkauf aus vorrätigem Material | 5–10 Werktage (sofern vorrätig) |
| Sonderanfertigung (nicht standardmäßiger Außendurchmesser, auf Maß zugeschnitten) | Angebotsanfrage mit Zeichnung oder Datenblatt | 6–10 Wochen |
| Qualifizierungsunterlagen für Luft- und Raumfahrtprogramme | In den Lieferantenqualifizierungsprozess einbeziehen | 8–16 Wochen (einschließlich Tests) |
Hinweis: Die Lieferzeiten für Titan in der Luft- und Raumfahrt können in Zeiten hoher Nachfrage bis zu 20–60 Wochen betragen (wie aus Branchenberichten zur Beschaffung erst kürzlich für den Zeitraum 2024–2025 hervorgeht). Für die Beschaffung im Rahmen neuer Programme wird dringend empfohlen, frühzeitig Kontakt zu einem qualifizierten Titanhersteller aufzunehmen.
| Eigentum | Wert | Einheit | Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| Dichte | 4.65 | g/cm³ | Laut Datenblatt von Aubert & Duval |
| Schmelzbereich | ~1.580 – 1.650 | °C | Ungefährer Bereich zwischen Solidus und Liquidus |
| Beta-Transus-Temperatur | ~860 | °C | Nach Aubert & Duval; Fanning et al. (2007) |
| Elastischer Modul | 80 – 114 | GPa | Abhängig von der Wärmebehandlung; ~114 GPa im vollständig gealterten STA-Zustand |
| Poisson-Zahl | ~0.33 | — | — |
| Wärmeleitfähigkeit | ~7–8 | W/(m·K) | Ungefähre Angaben; Werte für Beta-Legierungen; genaue Daten hängen von der Wärmebehandlung ab |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | ~8.6 | µm/(m·°C) | 20–300 °C |
Ti-5553-Rundstangen kommen zum Einsatz, wenn bei einem metallischen Bauteil gleichzeitig eine hohe statische Festigkeit, Schadenstoleranz und Ermüdungsbeständigkeit erforderlich sind. Großaufträge für Strukturprogramme in der Luft- und Raumfahrt werden in der Regel 3 bis 6 Monate vor Beginn der Bearbeitung erteilt, um die Vorlaufzeiten in der Lieferkette und die Qualifikationsanforderungen zu berücksichtigen.
Wichtigste Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt
Verteidigung und Militär
Industrie und aufstrebende Märkte
Ti-5553 lässt sich deutlich schwieriger bearbeiten als Ti-6Al-4V. Der höhere Legierungsgehalt erhöht die Kaltverfestigungsneigung, verringert die Wärmeleitfähigkeit (die bei Titan ohnehin schon gering ist) und beschleunigt den Werkzeugverschleiß bei Schnittgeschwindigkeiten, die für die Güteklasse 5 angemessen sind. Maschinenbauunternehmen, die von Ti-6Al-4V umsteigen, sollten bei der Bewertung der Rohstoffkosten von Titanlieferanten mit höheren Werkzeugkosten und reduzierten Schnittgeschwindigkeiten rechnen.
Ausgangs-Zerspanungsparameter (Drehen, Hartmetallwerkzeuge)
| Parameter | Ti-5553 | Ti-6Al-4V | Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| Oberflächengeschwindigkeit (Vc) | 18 – 25 m/min | 40 – 55 m/min | ~50%-Reduktion |
| Vorschub pro Umdrehung | 0,10 – 0,15 mm/Umdrehung | 0,15 – 0,20 mm/Umdrehung | Reduzierung bei schwierigen Bedingungen |
| Schnitttiefe | 0,5 – 2,0 mm | 1,0 – 3,0 mm | Flachere Pässe werden empfohlen |
| Kühlmittel | Hochdruckflutung (über 70 bar) | Standard-Hochwasser | Obligatorisch; verringert thermische Schäden |
| Werkzeuggüte | Submikron-Hartmetall, PVD-TiAlN-Beschichtung | Standard-Hartmetall | Kantenhonen erforderlich |
Alpha-Case-Risiko: Ti-5553 bildet, wie alle Titanlegierungen, eine mit Sauerstoff angereicherte Oberflächenschicht (Alpha-Case), wenn es in der Luft erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird. Diese harte, spröde Schicht muss nach dem Schmieden bzw. der Wärmebehandlung vollständig entfernt werden, bevor eine für die Ermüdungsfestigkeit kritische Bearbeitung erfolgt. Die Bearbeitung von unbehandeltem Stangenmaterial ohne Überprüfung der Oberflächenvorbereitung wird für Bauteile in der Luft- und Raumfahrt nicht empfohlen.
Leitfaden zur Standzeit: Die Standzeit ist voraussichtlich um 40–60% kürzer als bei vergleichbaren Bearbeitungen von Ti-6Al-4V. Hartmetall-Wendeschneidplatten mit scharfer positiver Geometrie, PVD-Beschichtung und geschliffener Schneide verringern die Bildung von Aufbauschneiden. Keramikwerkzeuge sind für Ti-5553 im Allgemeinen nicht geeignet.
Durchmesserbereich und Toleranzklassen
| Oberflächenbeschaffenheit | Durchmesser Bereich | Toleranzklasse | Typische Verwendung |
|---|---|---|---|
| Erdungsschiene | 10 – 150 mm | h9 / h11 | Präzisionsbearbeitung, Schmiedeteile für die Luft- und Raumfahrt |
| Drehstange | 20 – 200 mm | h11 / h12 | Allgemeine Zerspanung, Strukturrohlinge |
| Schwarzer Stab (walzblank) | 25 – 300 mm | ± 1% Außendurchmesser | Grobbearbeitung, schwere Schmiedeteile |
| Im geschmiedeten Zustand | 80 – 300 mm | Zeichnungsabhängig | Maßgefertigte Schmiederohlinge |
Standardlängenoptionen
OEM-Aufträge / Aufträge nach kundenspezifischen Vorgaben
Für Beschaffungsteams, die nicht standardmäßige Durchmesser, engere Toleranzen oder Maße gemäß Kundenzeichnungen benötigen, werden Sonderanfertigungen angeboten. Bitte geben Sie in der Angebotsanfrage folgende Angaben an, damit wir die Lieferzeit und den Preis genau berechnen können:
Jeder Bestellung von Ti-5553-Rundstangen liegt ein vollständiges Werksprüfzeugnis gemäß den Normen EN 10204 3.1 bei. Diese Art von Dokument erfordert, dass die Prüfergebnisse von einer unabhängigen Prüfstelle validiert werden – und nicht vom Lieferanten selbst zertifiziert werden – und gewährleistet die von den Auditprogrammen AS9100 und Nadcap geforderte Rückverfolgbarkeitskette.
Dokumentationspaket (Standard)
Optionale Unterlagen
Frage 1: Wie lautet die nominelle chemische Zusammensetzung von Ti-5553?
Ti-5553 enthält nominell 5% Aluminium, 5% Molybdän, 5% Vanadium und 3% Chrom, bezogen auf das Gewicht, wobei der Rest aus Titan besteht. Der Chromgehalt ist gemäß AMS 7026 auf maximal 3,5 Gew.-% begrenzt. Jede Lieferung eines qualifizierten Titanherstellers enthält ein vollständiges chemisches Analysezertifikat, anhand dessen die Einhaltung dieser Grenzwerte überprüft werden kann.
Frage 2: Was ist der Unterschied zwischen Ti-5553 und Ti-6Al-4V (Güteklasse 5)?
Ti-6Al-4V ist eine Alpha-Beta-Legierung mit einer typischen Zugfestigkeit im walzglühzustand von etwa 930 MPa. Ti-5553 im STA-Zustand erreicht 1.050–1.250 MPa – je nach Wärmebehandlung etwa 30–50% mehr. Ti-5553 im BASCA-Zustand bietet zudem eine deutlich höhere Bruchzähigkeit (~70 MPa√m gegenüber ~55 MPa√m bei Ti-6Al-4V), was es für schadensresistente Primärstrukturen vorteilhaft macht. Die Nachteile sind eine geringere Zerspanbarkeit (etwa 50% niedrigere Schnittgeschwindigkeiten) und höhere Materialkosten im Vergleich zu den Großhandelspreisen für die Güteklasse 5.
Frage 3: Welche Normen gelten für Ti-5553-Rundstangen?
Die Norm ASTM B348 regelt die Maß- und Prüfanforderungen für Titanstangen und -knüppel. Die chemische Zusammensetzung der Legierung ist in AMS 7026 festgelegt. Die chinesische Norm für diese Legierung in Stangenform lautet GB/T 2965 TB8. Jeder Auftrag wird mit einem Werksprüfzeugnis gemäß EN 10204 3.1 geliefert. Für Ti-5553 gibt es keine eigene AMS-Spezifikation für Kaltumformstangen – Beschaffungsteams verwenden daher die Kombination aus ASTM B348 und AMS 7026 als Referenz für die Zusammensetzung.
Frage 4: Welche mechanischen Eigenschaften weist Ti-5553 im STA-Zustand auf?
Im STA-Zustand erreicht der Ti-5553-Rundstab typischerweise: eine Zugfestigkeit (UTS) von 1.050–1.250 MPa, eine Streckgrenze (0,2%) von 1.000–1.100 MPa, eine Dehnung von 5–12% und eine Bruchzähigkeit K₁c von 44–59 MPa√m. Im BASCA-Zustand verbessert sich die Bruchzähigkeit auf 65–85 MPa√m. Die tatsächlichen Werte hängen vom Stabdurchmesser, dem genauen Wärmebehandlungszyklus und der Produktionscharge ab – allesamt im Prüfbericht gemäß EN 10204 3.1 angegeben.
Frage 5: Welche Bearbeitungsparameter werden für Ti-5553 empfohlen?
Ausgangsparameter für das Hartmetall-Drehen: Oberflächengeschwindigkeit 18–25 m/min (entspricht ca. 50% bei Ti-6Al-4V), Vorschub 0,10–0,15 mm/U, Schnitttiefe 0,5–2,0 mm, mit Hochdruck-Flutkühlung (mindestens 70 bar erforderlich). Es werden PVD-beschichtete Submikron-Hartmetall-Wendeschneidplatten mit geschliffenen Kanten empfohlen. Keramikwerkzeuge sind für Ti-5553 nicht geeignet.
Frage 6: Legen Sie den Sendungen Werksprüfzeugnisse (MTC) bei?
Ja. Jeder Auftrag umfasst ein Werksprüfzeugnis gemäß EN 10204 3.1, das die vollständigen Ergebnisse der chemischen Analyse und der mechanischen Prüfungen enthält und auf die jeweilige Produktionscharge rückverfolgbar ist. Das Dokument wird von einer unabhängigen Prüfstelle ausgestellt und erfüllt die Rückverfolgbarkeitsanforderungen von AS9100- und Nadcap-Audits.
Frage 7: Wie hoch ist die Mindestbestellmenge (MOQ) für Ti-5553-Rundstangen?
Die Mindestbestellmenge hängt vom Durchmesser und der Oberflächenbeschaffenheit ab. Für geschliffene Stangen gilt eine Mindestbestellmenge von 50 kg. Schwarze Stangen und Stangen im Walzzustand sind ab 100 kg erhältlich. Individuelle Zuschnitte können im Rahmen dieser Mindestmengen berücksichtigt werden. Reichen Sie eine Anfrage mit Angabe von Durchmesser, Länge, Wärmebehandlungszustand und gewünschter Menge ein, um innerhalb eines Werktags eine Bestätigung der Lieferzeit und Verfügbarkeit zu erhalten.
Frage 8: In welchen Branchen werden Ti-5553-Stangen hauptsächlich eingesetzt?
Der Großteil des Ti-5553-Verbrauchs entfällt auf die Luft- und Raumfahrt sowie die Verteidigungsindustrie, insbesondere für Fahrwerksträger, Flügelbefestigungen und Schmiedeteile für die Flugzeugzelle. Zu den Sekundärmärkten zählen Komponenten für Hochleistungs-Motorsport-Fahrwerke sowie Fertigungsbetriebe für medizinische Implantate, die eine festigkeitsstärkere Alternative zu Ti-6Al-4V ELI benötigen, bei der die Ermüdungsfestigkeit das Design bestimmt.
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