Ti-1023-Titanrundstangen und -Knüppel (Ti-10V-2Fe-3Al, UNS R56410) – eine Near-Beta-Schmiedelegierung, die die chemischen Anforderungen gemäß AMS 4984 erfüllt und für Fahrwerke in der Luft- und Raumfahrt, kritische Schmiedeteile für Flugzeugzellen sowie hochfeste Konstruktionsanwendungen entwickelt wurde, die eine gute Härtbarkeit bei großen Querschnitten erfordern.
Kontaktieren Sie uns für eine Angebotsanfrage und Informationen zur aktuellen Lieferzeit.
Ti-1023-Titanrundstangen und -Knüppel (Ti-10V-2Fe-3Al, UNS R56410) sind eine Nahe-Beta-Titanlegierung, die als Schmiedegut und bearbeitete Stangen geliefert wird und den Anforderungen der Normen AMS 4983 und AMS 4984 hinsichtlich Legierung und Schmelze entspricht, mit Zugfestigkeiten von 970 MPa im geglühten Zustand bis zu 1.193–1.260 MPa (173–183 ksi) im lösungsgeglühten und gealterten Zustand. Die Legierung ist das primäre Werkstoffmaterial für das Hauptfahrwerk der Boeing 777 und wird häufig für kritische Schmiedeteile der Flugzeugzelle sowie für Strukturbauteile mit hoher Zyklusermüdung spezifiziert, bei denen eine hervorragende Tiefhärtbarkeit und eine Near-Net-Shape-Schmiedbarkeit erforderlich sind.
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Material Klasse | Ti-1023 (Ti-10V-2Fe-3Al) |
| UNS-Nummer | R56410 |
| Spezifikationen für das Schmieden | AMS 4983 / AMS 4984 / AMS 4986 / AMS 4987 |
| Verfügbare Formulare | Rundstangen / Knüppel (Schmiedematerial); bearbeitete Stangenrohlinge |
| Durchmesser Bereich | 12,7–203 mm (0,5–8,0 Zoll) |
| Länge | Bis zu 6.000 mm (236 Zoll), Zuschnitte nach Maß möglich |
| Toleranz | h9–h11 (geschliffene Oberfläche); im Walzzustand erhältlich |
| Oberflächenbeschaffenheit | gedreht, geschliffen oder walzblank/geschält |
| MOQ | 50 kg (Sondergröße) / Artikel ab Lager lieferbar |
| Vorlaufzeit | 4–12 Wochen (vorbehaltlich der Materialverfügbarkeit) |
| Werksprüfzeugnis | EN 10204 3.1 liegt jeder Bestellung bei |
Ti-1023 (Ti-10V-2Fe-3Al) ist eine nahezu-beta- und metastabil-beta-Titanlegierung, die nominell 10 Gew.-% Vanadium, 2 Gew.-% Eisen und 3 Gew.-% Aluminium enthält, eine Dichte von 4,65 g/cm³ und eine Beta-Transus-Temperatur von etwa 800 °C (1.472 °F) aufweist.
Ursprünglich von TIMET (Titanium Metals Corporation) entwickelt und unter dem Namen TIMETAL 10-2-3 vermarktet, wurde die Legierung Anfang der 1970er Jahre für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt zugelassen und wurde zur wichtigsten Strukturlegierung für das Hauptfahrwerk der Boeing 777 – eine Anwendung, die eine durchgehende Verfestigung großer Querschnitte erfordert, was herkömmliche Alpha-Beta-Legierungen wie Ti-6Al-4V nicht leisten können. Durch den Ersatz von 4340M-Stahl durch Ti-1023-Schmiedeteile im Hauptfahrwerk der 777 konnte das Systemgewicht um etwa 270 kg reduziert werden.
Wesentliche Unterscheidungsmerkmale:
Ti-1023 wird gemäß der chinesischen Norm (GB/T 2965) auch als TB6 bezeichnet und trägt die UNS-Nummer R56410. Für diese Legierung gibt es keine ASTM-“Güteklasse” (analog zu CP-Güteklassen 1–4); die Produktspezifikationen richten sich ausschließlich nach dem AMS-System.
Chemische Zusammensetzung von Ti-1023 gemäß AMS 4984 (Gewichtsprozent):
| Element | Minimum (wt%) | Maximal (wt%) |
|---|---|---|
| Aluminium (Al) | 2.6 | 3.4 |
| Vanadium (V) | 9.0 | 11.0 |
| Eisen (Fe) | 1.6 | 2.2 |
| Sauerstoff (O) | — | 0.13 |
| Kohlenstoff © | — | 0.05 |
| Stickstoff (N) | — | 0.05 |
| Wasserstoff (H) | — | 0.015 |
| Sonstige Elemente (jeweils) | — | 0.10 |
| Sonstige Elemente (insgesamt) | — | 0.30 |
| Titan (Ti) | Bilanz | — |
Der Aluminiumgehalt stabilisiert die Alpha-Phase und sorgt für eine Festigkeitssteigerung durch Mischkristallbildung; Vanadium ist der wichtigste Beta-Stabilisator und bestimmt die Härtbarkeit; Eisen wirkt als zusätzlicher Beta-Stabilisator mit besonders starkem Einfluss auf die Martensit-Einsetztemperatur, weshalb der Eisengehalt die am strengsten kontrollierte Variable in der Legierungsspezifikation ist.
Die Eigenschaften von Ti-1023 hängen stark von den Wärmebehandlungsbedingungen ab. Die vier AMS-Schmiedespezifikationen (4983, 4984, 4986, 4987) definieren unterschiedliche Kombinationen aus Festigkeit und Zähigkeit, die durch unterschiedliche Alterungstemperaturen bei geschmiedeten Bauteilen erreicht werden.
An Stangen/Knüppeln vor der Endalterung gemessene Eigenschaften – repräsentativ für das Material, das für das anschließende Schmieden und die Wärmebehandlung geliefert wird:
| Eigentum | Wert | Test Standard |
|---|---|---|
| Höchstzugkraft (UTS) | ~970 MPa (141 ksi) | ASTM E8 |
| 0,21 TP3T Streckgrenze | ~900 MPa (131 ksi) | ASTM E8 |
| Dehnung | ~9% | ASTM E8 |
| Elastischer Modul | ~110 GPa (16,0 Msi) | ASTM E111 |
Lösungsgeglühte und gealterte Schmiedeteile: Alterung bei 482–510 °C (900–950 °F), maximaler Querschnitt 76 mm (3 Zoll):
| Eigentum | Mindestwert | Test Standard |
|---|---|---|
| Höchstzugkraft (UTS) | 1.193 MPa (173 ksi) | ASTM E8 |
| 0,21 TP3T Streckgrenze | 1.103 MPa (160 ksi) | ASTM E8 |
| Druckstreckgrenze | 1.145 MPa (166 ksi) | ASTM E9 |
| Dehnung | 4% | ASTM E8 |
| Bruchzähigkeit (KIc) | 44 MPa·m½ (40 ksi·√in) | ASTM E399 |
| Ermüdungsfestigkeit (~10⁷ Zyklen) | ~945 MPa (137 ksi) | ASTM E466 |
| Elastischer Modul | 107–114 GPa (15,5–16,5 Msi) | ASTM E111 |
Für dickere Querschnitte und schadensresistente Konstruktionen (Auslagerung bei 510–593 °C, maximaler Querschnitt 102 mm / 4 in.):
| AMS | Min. UTS | Min YS | Min. Dehnung | Min KIc | Max-Abschnitt |
|---|---|---|---|---|---|
| AMS 4986 | 1.103 MPa (160 ksi) | 1.000 MPa (145 ksi) | 6% | 60 MPa·m½ | 102 mm (4 Zoll) |
| AMS 4987 | 965 MPa (140 ksi) | 896 MPa (130 ksi) | 8% | 88 MPa·m½ | 102 mm (4 Zoll) |
Standardparameter für die Wärmebehandlung:
| Eigentum | Wert |
|---|---|
| Dichte | 4,65 g/cm³ (0,168 lb/in³) |
| Beta-Transus-Temperatur | ~800 °C (1.472 °F) |
| Elastizitätsmodul (Zug) | ~110 GPa (16,0 Msi) |
| Schermodul | 42,1 GPa (6,1 Msi) |
| Poisson-Zahl | ~0.32 |
| Wärmeleitfähigkeit | 7,80 W/m·K |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 9,70 µm/m·°C (5,39 µin/in·°F) |
| Spezifische Wärmekapazität | ~520 J/kg·K |
| Schmelzbereich | ~1.704–1.760 °C (3.100–3.200 °F) |
Ti-1023-Rundstangen und -Knüppel sind in den folgenden Standardausführungen erhältlich. Sonderdurchmesser und Schnittlängen sind bei Einhaltung einer Mindestbestellmenge möglich.
| Formular | Durchmesser Bereich | Oberflächenbeschaffenheit |
|---|---|---|
| Gedreht / geschliffen | 12,7–76,2 mm (0,50–3,00 Zoll) | h9–h11 gemäß ISO 286-2 |
| walzblank / geschält | 25,4–152,4 mm (1,00–6,00 Zoll) | ±0,5 mm |
| Überdimensioniertes Schmiedestück (Schmiedematerial) | 76,2–203,2 mm (3,00–8,00 Zoll) | in bearbeiteter Ausführung |
Ti-1023 und Ti-6Al-4V (Güteklasse 5) sind beides Hochleistungstitanlegierungen für die Luft- und Raumfahrt, erfüllen jedoch unterschiedliche konstruktive Anforderungen. Der folgende Vergleich behandelt die wichtigsten Auswahlkriterien für die Konstruktion von Bauteilen in der Luft- und Raumfahrt.
| Eigentum | Ti-1023 (Zustand AMS 4984) | Ti-6Al-4V (AMS 4928, STA) |
|---|---|---|
| Min. UTS | 1.193 MPa (173 ksi) | ~895 MPa (130 ksi) min. |
| Mindeststreckgrenze | 1.103 MPa (160 ksi) | ~828 MPa (120 ksi) min. |
| Bruchzähigkeit (KIc) | ~44 MPa·m½ | ~60–80 MPa·m½ |
| Dichte | 4,65 g/cm³ | 4,43 g/cm³ |
| Elastischer Modul | ~110 GPa | ~114 GPa |
| Beta Transus | ~800 °C | ~995 °C |
| Tiefgehärtbarkeit | Querschnitt bis zu ca. 100 mm (4 Zoll) | Begrenzt (Querschnitt ca. 25 mm) |
| Schmiedbarkeit (Near-Net-Shape) | Hervorragend (niedrigere Schmiedetemperaturen) | Gut |
| Bearbeitbarkeit | Unterer Bereich (Alterungszustand) | Mäßig |
| Schweißeignung | Eingeschränkt (Schmelzschweißen für STA nicht empfohlen) | Gut |
| Klassifizierung | Near-Beta (metastabiles Beta) | Alpha-Beta |
| Spezifikation für Primärschmiedeteile | AMS 4984 | AMS 4928 |
Wann sollte Ti-1023 angegeben werden:
Wann sollte Ti-6Al-4V verwendet werden:
Titanrundstangen und -blöcke aus Ti-1023 sind für kritische Konstruktionsanwendungen vorgesehen, bei denen hohe Festigkeit, geringes Gewicht und die Härtbarkeit des Querschnitts die maßgeblichen Konstruktionsvorgaben darstellen:
Alle vier AMS-Spezifikationen für diese Legierung gelten für Schmiedeteile. Stangen und Knüppel werden als Schmiedematerial geliefert, das den Anforderungen dieser Spezifikationen hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung der Legierung und der Schmelzbedingungen entspricht.
| Standard | Produkt Form | Zustand | Min. UTS | Max-Abschnitt |
|---|---|---|---|---|
| AMS 4983 | Schmiedeteile | STA – 180 ksi | 1.241 MPa (180 ksi) | — |
| AMS 4984 | Schmiedeteile, durch Schmelzen mit Verbrauchselektrode hergestellt | STA – 173 ksi | 1.193 MPa (173 ksi) | 76 mm (3 Zoll) |
| AMS 4986 | Schmiedeteile, durch Schmelzen mit Verbrauchselektrode hergestellt | STA – 160 ksi | 1.103 MPa (160 ksi) | 102 mm (4 Zoll) |
| AMS 4987 | Schmiedeteile, durch Schmelzen mit Verbrauchselektrode hergestellt | Überaltert — 140 ksi | 965 MPa (140 ksi) | 102 mm (4 Zoll) |
| Standard / Kennung | Beschreibung |
|---|---|
| UNS R56410 | Bezeichnung im einheitlichen Nummerierungssystem |
| GB/T 2965 TB6 | Entsprechende Bezeichnung nach der chinesischen Norm |
| EN 10204 3.1 | Werksprüfzeugnis gemäß Norm; liegt allen Lieferungen bei |
Das Material wird im Rahmen eines nach folgenden Normen zertifizierten Qualitätsmanagementsystems hergestellt und geliefert:
Alle Lieferungen enthalten ein Werksprüfzeugnis (MTC) gemäß EN 10204 3.1, das Folgendes umfasst:
Die Dokumentation zur Erstmusterprüfung (FAI) ist auf Anfrage erhältlich.
Ti-1023 ist eine Near-Beta-Titanlegierung (metastabile Beta-Legierung) mit der Nennzusammensetzung Ti-10V-2Fe-3Al (10 Gew.-% Vanadium, 2 Gew.-% Eisen, 3 Gew.-% Aluminium), UNS R56410. Ursprünglich von TIMET unter dem Handelsnamen TIMETAL 10-2-3 entwickelt, wurde sie für dickwandige Schmiedeteile in der Luft- und Raumfahrt konzipiert, die eine Durchhärtung erfordern – eine Eigenschaft, die Alpha-Beta-Legierungen wie Ti-6Al-4V bei großen Querschnitten nicht bieten können. Nach der chinesischen Norm wird sie außerdem als TB6 bezeichnet.
Die vier AMS-Spezifikationen für Ti-1023 (AMS 4983, 4984, 4986 und 4987) beziehen sich alle auf Schmiedeteile. AMS 4984 (mindestens 173 ksi Zugfestigkeit, max. 76 mm Querschnitt) wird am häufigsten für hochfeste Anwendungen wie Fahrwerke spezifiziert. AMS 4986 (160 ksi, maximaler Querschnitt 102 mm) und AMS 4987 (140 ksi, maximaler Querschnitt 102 mm) bieten eine bessere Bruchzähigkeit bei geringerer Festigkeit für schadensresistente Konstruktionen. Stangen und Knüppel werden als Schmiedegut geliefert, das die Anforderungen dieser Spezifikationen hinsichtlich der Legierungszusammensetzung und der Schmelzbedingungen erfüllt.
Ti-1023 wird in erster Linie für Fahrwerke in der Luft- und Raumfahrt sowie für kritische Strukturen der Flugzeugzelle verwendet. Die am häufigsten genannte Anwendung ist das Hauptfahrwerk der Boeing 777, bei dem Ti-1023 den Stahl 4340M ersetzte und das Gewicht des Hauptfahrwerks um etwa 270 kg reduzierte. Auch beim Militärtransportflugzeug C-17 Globemaster III und beim Hubschrauber Super Lynx (Schmiedeteile für den Hauptrotorkopf) kommt Ti-1023 in tragenden Strukturen zum Einsatz. Die Legierung wird überall dort vorgeschrieben, wo gleichzeitig eine Zugfestigkeit von über 1.100 MPa, eine gute Durchhärtbarkeit dicker Querschnitte und eine Schmiedbarkeit nahe der Endform erforderlich sind.
Die Dichte von Ti-1023 (Ti-10V-2Fe-3Al) beträgt 4,65 g/cm³ (0,168 lb/in³). Diese ist aufgrund des hohen Vanadiumgehalts etwas höher als die von Ti-6Al-4V (4,43 g/cm³), doch die deutlich höhere Zugfestigkeit der Legierung im ausgehärteten Zustand (1.193+ MPa gegenüber mindestens ~895 MPa bei Ti-6Al-4V gemäß AMS 4928) führt zu einer überlegenen spezifischen Festigkeit für dickwandige, tragende Konstruktionsanwendungen.
Bei allen drei handelt es sich um Schmiedespezifikationen für Ti-1023. Sie unterscheiden sich hinsichtlich der Alterungstemperatur und des daraus resultierenden Verhältnisses von Festigkeit und Zähigkeit. AMS 4984 verwendet die niedrigste Alterungstemperatur (482–510 °C) und erreicht die höchste Festigkeit (mindestens 173 ksi Zugfestigkeit, 40 ksi·√in Bruchzähigkeit) bei Querschnitten bis zu 76 mm. AMS 4986 verwendet eine mittlere Alterungstemperatur (510–538 °C) für ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit (160 ksi) und Zähigkeit (55 ksi·√in) bei Querschnitten bis zu 102 mm. AMS 4987 nutzt die höchste Alterungstemperatur (566–593 °C), um bei Querschnitten bis zu 102 mm die beste Zähigkeit (80 ksi·√in) bei der niedrigsten Festigkeit (140 ksi) zu erzielen.
Die Beta-Transus-Temperatur von Ti-1023 (Ti-10V-2Fe-3Al) liegt bei etwa 800 °C (1.472 °F). Bei der Lösungsglühbehandlung nach AMS 4984 werden die Schmiedeteile mindestens 30 Minuten lang auf 28–56 °C (50–100 °F) unterhalb des Beta-Transus – typischerweise 744–772 °C – für mindestens 30 Minuten gehalten und anschließend in Wasser abgeschreckt, um die primäre Alpha-Phase vor der Alterung zu erhalten. Ein Überschreiten des Beta-Transus während der Lösungsglühung führt zu einer vollständig lamellaren Mikrostruktur mit verminderter Ermüdungsfestigkeit.
Ti-1023 im geglühten Zustand kann mittels GTAW (WIG) unter Inertgas-Schutz verbunden werden; das Elektronenstrahlschweißen (EB) ist das bevorzugte Verfahren für konstruktive Verbindungen. Ti-1023 im lösungsgeglühten und gealterten Zustand (AMS 4984) wird im Allgemeinen nicht für das Schmelzschweißen in strukturellen Anwendungen empfohlen, da die vom Schweißprozess betroffene Zone nicht in situ nachgealtert werden kann, um die ursprünglichen mechanischen Eigenschaften wiederherzustellen. Diffusionsschweißen und Inertgas-/Reibschweißen werden in speziellen Fügeverfahren der Luft- und Raumfahrt eingesetzt.
Standarddurchmesser im Bereich von 25,4–76,2 mm (1,0–3,0 Zoll) werden üblicherweise im geglühten Zustand vorrätig gehalten, um einen schnellen Versand als Schmiedematerial zu gewährleisten. Größere Durchmesser und STA-behandelte Stangen werden in der Regel auf Bestellung geliefert, wobei die Lieferzeiten je nach Durchmesser und Menge zwischen 4 und 12 Wochen betragen. Bitte wenden Sie sich an das Vertriebsteam und geben Sie Durchmesser, Länge, Zustand und Menge an, um die aktuelle Verfügbarkeit zu erfahren und ein formelles Angebot zu erhalten.
Unsere Titanprodukte und Fertigungskapazitäten bieten einen hohen Mehrwert für zahlreiche Branchen. Hier sind die wichtigsten Vorteile, die HonTitan zu einem zuverlässigen Partner machen.
Wir bieten schnelle Bearbeitungszeiten für Muster und Großaufträge. Mit effizienter Titanverarbeitung - einschließlich Schneiden, Schmieden und CNC-Bearbeitung - gewährleisten wir Präzision und Schnelligkeit für jedes Projekt.
Von der komplexen CNC-Bearbeitung bis hin zum Schweißen, Formen und der Oberflächenveredelung kann HonTitan kundenspezifische Titanteile mit Merkmalen wie Löchern, Schlitzen, Gewinden, Nuten und präzisen Geometrien herstellen.
HonTitan stellt Titanwerkstoffe her, die im Verhältnis zu ihrem Gewicht sehr stark sind und eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Das macht sie stabil für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt, der Medizin, der Chemie und der Schifffahrt.
