Rundstange aus kommerziell reinem Titan der Güteklasse 2 (UNS R50400) gemäß ASTM B348 / ASME SB-348, entwickelt für Anwendungen in der chemischen Industrie, der Schifffahrt, der Meerwasserentsalzung und der Medizin, die eine überragende Korrosionsbeständigkeit und hervorragende Schweißbarkeit erfordern.
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| Parameter | Wert |
|---|---|
| Material | Handelsübliche reines Titan (CP Ti, Güteklasse 2) |
| UNS-Bezeichnung | R50400 |
| Grundlegender Standard | ASTM B348 / ASME SB-348 |
| Medizinischer Standard | ASTM F67 / ISO 5832-2 |
| Durchmesser Bereich | 6 mm – 300 mm |
| Länge | Bis zu 6.000 mm (auf Maß geschnitten erhältlich) |
| Zustand | Geglüht |
| Oberflächenbehandlung | gewalzt, gedreht oder geschliffen (h9–h11) |
| Werksprüfzeugnis | EN 10204 3.1 |
| MOQ | 10 kg |
| Vorlaufzeit | 3–7 Werktage (Lagerware) / 2–4 Wochen (Sonderanfertigung) |
Titan der Güteklasse 2 wird als kommerziell reines (CP) Titan klassifiziert – eine unlegierte Form von Titan, die hauptsächlich aus Titan besteht und bei der die Grenzwerte für Interstitial- und Restelemente streng kontrolliert werden. Bei Betriebstemperatur liegt CP der Güteklasse 2 ausschließlich als hexagonal dicht gepackte (HCP) Alpha-Phase vor, ohne Legierungszusätze, die eine Beta-Phase bilden würden. Diese einphasige Alpha-Struktur ist die Grundlage für seine hervorragende Schweißbarkeit und Umformbarkeit.
| Element | Maximal (wt%) |
|---|---|
| Titan | Bilanz |
| Sauerstoff (O) | 0.25 |
| Eisen (Fe) | 0.30 |
| Kohlenstoff © | 0.08 |
| Stickstoff (N) | 0.03 |
| Wasserstoff (H) | 0.015 |
| Weitere Elemente, jeweils | 0.10 |
| Sonstige Elemente, insgesamt | 0.40 |
Quelle: ASTM B348-19, Tabelle 1 – Chemische Anforderungen
CP-Titan-Sorten (1 bis 4) unterscheiden sich durch ihren zulässigen Sauerstoff- und Eisengehalt, der die Streckgrenze bestimmt. Die Güteklasse 2 liegt im mittleren Bereich:
Da keine Legierungselemente enthalten sind, behält die Güteklasse 2 die natürliche Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität von reinem Titan bei, wodurch sie sich sowohl für Anwendungen mit Chemikalienkontakt als auch für implantierbare medizinische Anwendungen eignet (ASTM F67, ISO 5832-2).
Titanstangen der Güteklasse 2 im geglühten Zustand erfüllen die folgenden Mindestanforderungen an die mechanischen Eigenschaften gemäß ASTM B348-19. Die tatsächlichen Werkswerte liegen in der Regel über diesen Mindestwerten; Prüfberichte gemäß EN 10204 3.1 dokumentieren die schmelzspezifischen Ergebnisse für jeden Auftrag.
| Eigentum | Mindestwert | Einheit | Prüfverfahren |
|---|---|---|---|
| Höchstzugkraft (UTS) | 345 | MPa (50 ksi) | ASTM E8 |
| Streckgrenze (0,2% Offset) | 275 | MPa (40 ksi) | ASTM E8 |
| Dehnung bei 50 mm (2 in.) | 20 | % | ASTM E8 |
| Verkleinerung der Fläche | 30 | % | ASTM E8 |
Alle Werte sind Mindestwerte gemäß ASTM B348-19, Tabelle 3. Das Material wird im geglühten Zustand geliefert.
| Eigentum | Wert | Einheit |
|---|---|---|
| Dichte | 4.51 | g/cm³ |
| Elastischer Modul | 103 | GPa |
| Wärmeleitfähigkeit | 16.4 | W/m·K |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (20–100 °C) | 8.6 | µm/m·°C |
| Schmelzbereich | 1,668 | °C (3.034 °F) |
| Temperatur der Alpha-Beta-Umwandlung | 882.5 | °C (1.620 °F) |
Titan der Güteklasse 2 weist über einen breiten Temperaturbereich hinweg angemessene mechanische Eigenschaften auf:
Dank dieser Eigenschaften eignet sich Stabstahl der Güteklasse 2 für Bauteile von Kryogenbehältern, Halterungen für Wärmetauscherrohre und Einbauten in chemischen Reaktoren, die bei mäßig erhöhten Temperaturen betrieben werden.
Titan der Güteklasse 2 verdankt seine Korrosionsbeständigkeit einer stabilen, selbstheilenden passiven Oxidschicht aus Titandioxid (TiO₂), die sich bei Kontakt mit Sauerstoff oder Feuchtigkeit spontan bildet. Dieser Film ist in der Regel 2–10 nm dick, haftet sehr gut und bildet sich bei Beschädigung innerhalb von Millisekunden wieder neu, sofern in der Umgebung Spuren von Sauerstoff oder Wasser vorhanden sind.
| Umwelt | Leistung | Anmerkungen |
|---|---|---|
| Meerwasser (bis zu 315 °C / 600 °F) | Ausgezeichnet | Vollständig widerstandsfähig; Konstruktion zur Vermeidung enger Spalten |
| Oxidierende Säuren (HNO₃, verdünnte H₂SO₄) | Ausgezeichnet | einschließlich konzentrierter HNO₃ |
| Wässrige Salzlösungen | Ausgezeichnet | einschließlich NaCl- und MgCl₂-Sole |
| Alkalische Medien (NaOH, KOH) | Ausgezeichnet | Breiter Konzentrations- und Temperaturbereich |
| Organische Verbindungen und Säuren | Ausgezeichnet | einschließlich Essigsäure, Milchsäure und Zitronensäure |
| Nasses Chlor und Bromgas | Ausgezeichnet | Erfordert das Vorhandensein von Spuren von Feuchtigkeit oder Sauerstoff |
| Leicht reduzierende Säuren | Gut | Mit Passivierungshemmern |
| Stark reduzierende Säuren (HCl, konzentrierte H₂SO₄) | Nicht empfohlen | Risiko einer aktiven Auflösung |
| Alkalische Peroxidlösungen | Nicht empfohlen | Chemischer Angriff |
| Geschmolzene Chloridsalze | Nicht empfohlen | Hochtemperaturkorrosion |
In chemischen Prozessumgebungen übertrifft Titan der Güteklasse 2 den Edelstahl 316L durchweg in folgenden Bereichen:
Auch der Gewichtsvorteil ist erheblich: Mit 4,51 g/cm³ ist Titan der Güteklasse 2 etwa 43% leichter als Edelstahl 316L (7,98 g/cm³), wodurch die strukturelle Belastung bei Druckbehälter- und Rohrleitungsanwendungen verringert wird.
Spaltkorrosion kann in heißen Halogenid- oder Sulfatlösungen mit einer Konzentration von über 1.000 ppm bei Temperaturen über 75 °C auftreten. Bei der Konstruktion von Bauteilen sollten enge Spalten vermieden werden, wenn diese im maritimen Bereich oder in chemischen Anwendungen mit hohem Chloridgehalt eingesetzt werden.
Rundstangen aus kommerziell reinem Titan der Güteklasse 2 kommen in zahlreichen Branchen zum Einsatz, in denen Korrosionsbeständigkeit, geringes Gewicht und zuverlässige Schweißbarkeit technische Prioritäten sind.
Titanstangen der Güteklasse 2 werden häufig zur Herstellung von Rührwellen, Einbauten für Reaktionsbehälter, Pumpenwellen, Ventilspindeln und Befestigungselementen in chemischen Anlagen verwendet. Das Material ist beständig gegen oxidierende Säuren, chlorhaltige Prozessströme und Salzlösungen, die bei Bauteilen aus Kohlenstoffstahl und Edelstahl zu einem raschen Versagen führen. Typische Prozessumgebungen sind die Chlor-Alkali-Produktion, die pharmazeutische Synthese und die Düngemittelherstellung.
Offshore-Plattformen, Unterwasserpipelines und Schiffsrumpfbeschläge aus Titanstangen der Güteklasse 2 zeichnen sich durch vollständige Beständigkeit gegen Meerwasserkorrosion bis zu 315 °C (600 °F) aus. Schiffsausrüstung wie Propellerwellen, Ruderzapfen und Verankerungselemente werden aus Titanstangen der Güteklasse 2 gefertigt, um die bei Bronze und Edelstahl im Meerwasserbetrieb auftretenden Probleme mit galvanischer Korrosion und Biofouling zu vermeiden.
Rohrböden, Kondensatorbauteile und Strukturstahl, die in Meerwasserentsalzungsanlagen mit Multi-Stage-Flash-Verfahren (MSF) und Umkehrosmose (RO) zum Einsatz kommen, werden hergestellt aus Titan nach ASTM B348, Güteklasse 2. Da das Material gegen Korrosion durch Salzwasser und gegen Ablagerungen beständig ist, wird es weltweit als Standardwerkstoff in den Spezifikationen für Entsalzungsprojekte verwendet.
Für Rahmen von nicht implantierbaren Medizinprodukten, Instrumentenkomponenten und bestimmte chirurgische Instrumente wird Stabmaterial der Güteklasse 2 gemäß ASTM F67 und ISO 5832-2 verwendet. Seine Biokompatibilität wird durch biologische Bewertungsprotokolle gemäß ISO 10993 nachgewiesen. Für tragende orthopädische Implantate, die eine höhere Festigkeit erfordern, werden in der Regel stattdessen die Güteklassen 4 oder 23 (Ti-6Al-4V ELI) vorgeschrieben.
Titan-Stangenmaterial der Güteklasse 2 wird zu Rohrbodenrohlingen, Leitblechhaltern und Zugstangen für Rohrbündelwärmetauscher bearbeitet, die in aggressiven chemischen oder salzhaltigen Umgebungen eingesetzt werden. Die Kombination aus Wärmeleitfähigkeit (16,4 W/m·K), Korrosionsbeständigkeit und geringer Dichte macht die Güteklasse 2 zu einer kostengünstigen und langlebigen Alternative zu Kupfer-Nickel-Legierungen in Wärmetauschern für korrosive Betriebsbedingungen.
Kathodenrohlinge, Anodenstäbe, Korbrahmen und Vorrichtungskomponenten für Galvanisierungsvorgänge werden routinemäßig aus Titan der Güteklasse 2 hergestellt. Das Material ist in den meisten Elektrolytbädern inert, widersteht der anodischen Auflösung und behält auch bei wiederholten Temperaturwechseln seine Maßhaltigkeit bei – Eigenschaften, die die Austauschhäufigkeit verringern und die Reinheit des Galvanisierungsbads verbessern.
Titan der Güteklasse 2 gilt als eine der am besten schweißbaren Titansorten. Seine einphasige Alpha-Mikrostruktur enthält keine Legierungselemente, die beim Schweißen intermetallische Phasen oder eine Versprödung in der Wärmeeinflusszone (HAZ) verursachen – ein wesentlicher Vorteil gegenüber legierten Sorten wie der Sorte 5 (Ti-6Al-4V).
Empfohlene Schweißparameter:
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Schweißzusatz | ERTi-2 pro AWS A5.16 / SFA-5.16 |
| Prozess | GTAW (WIG), GMAW (MIG), Elektronenstrahl, Laser |
| Schutzgas | Argon (Reinheit mindestens 99,999%), Ar/He-Gemische |
| Nachlaufschild | Erforderlich – Schweißzone bis unter 427 °C (800 °F) schützen |
| Vorheizen | Für die meisten Dicken nicht erforderlich |
| Wärmebehandlung nach dem Schweißen | Spannungsabbau bei 480–595 °C (900–1.100 °F) zur Verringerung der Restspannung |
Unabdingbare Voraussetzung: Titan-Schweißnähte müssen während und nach dem Schweißen vollständig vor Verunreinigungen aus der Umgebungsluft (Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff) geschützt werden, bis das Metall auf unter 427 °C (800 °F) abgekühlt ist. Die Aufnahme von Sauerstoff oder Stickstoff oberhalb dieser Temperatur führt zu Verfärbungen der Oberfläche und Versprödung. Eine gold-, silbergraue oder hellstrohfarbene Schweißnahtfarbe deutet auf eine ausreichende Abschirmung hin; blau, grau oder weiß deuten auf Verunreinigungen hin.
Titan der Güteklasse 2 ist zerspanbar, erfordert jedoch bestimmte Vorgehensweisen, um Werkzeugverschleiß und Kaltverfestigung zu vermeiden:
Die Güteklasse 2 gilt aufgrund ihrer geringeren Festigkeit und des Fehlens harter Legierungsphasen allgemein als besser zerspanbar als die Güteklasse 5 (Ti-6Al-4V).
| Durchmesser Bereich | Oberflächenbeschaffenheit | Typische Toleranz | Geradheit |
|---|---|---|---|
| 6 – 25 mm | Kaltgezogen / gedreht | h9 | ≤ 1 mm/m |
| 26 – 80 mm | Warmgewalzt / gedreht | h10–h11 | ≤ 1,5 mm/m |
| 81 – 150 mm | Warmgewalzt / geschmiedet | h11 | ≤ 2 mm/m |
| 151 – 300 mm | Wie geschmiedet / grob gedreht | ±3 mm | Nach Vereinbarung |
Engere Toleranzen (z. B. Schliffqualität h8) sind auf Anfrage erhältlich. Alle Toleranzen gemäß ISO 286-1, bezogen auf die Welle.
| Länge | Beschreibung |
|---|---|
| 500 – 3.000 mm | Standard-Längen ab Lager |
| Bis zu 6.000 mm | Verlängerte Länge, Werksbestellung |
| Längsschnitt | ±2 mm Standardtoleranz beim Sägeschnitt |
| Benutzerdefiniert | Jede Länge erhältlich, bei Einhaltung der Mindestbestellmenge |
Titan-Rundstangen der Güteklasse 2 werden in der geglühter Zustand sofern nicht anders angegeben. Alternative Konditionen sind nach Vereinbarung möglich:
Jede Bestellung wird unterstützt durch:
Die beiden am häufigsten spezifizierten Titanstangensorten sind die Sorte 2 (handelsreines Titan, UNS R50400) und die Sorte 5 (Ti-6Al-4V-Legierung, UNS R56400). Die Auswahl hängt von den jeweiligen Anforderungen an die Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit und Umformbarkeit der jeweiligen Anwendung ab.
| Eigentum | Klasse 2 (CP Ti) | Güteklasse 5 (Ti-6Al-4V) |
|---|---|---|
| UNS | R50400 | R56400 |
| Grundlegender Standard | ASTM B348 | ASTM B348 / AMS 4928 |
| Mindestzugfestigkeit | 345 MPa (50 ksi) | 895 MPa (130 ksi) |
| Min. Streckgrenze | 275 MPa (40 ksi) | 828 MPa (120 ksi) |
| Dichte | 4,51 g/cm³ | 4,43 g/cm³ |
| Schweißeignung | Ausgezeichnet (ERTi-2) | Gut – erfordert eine strenge Inertgasabschirmung und eine Nacherwärmung (PWHT) |
| Verformbarkeit | Ausgezeichnet | Mäßig (erfordert eine Formung bei erhöhter Temperatur) |
| Korrosionsbeständigkeit | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet |
| Bearbeitbarkeit | Mäßig | Schwieriger (höhere Schwierigkeitsstufe) |
| Mikrostruktur | Einphasiges Alpha | Zweiphasen-Alpha-Beta |
| Biokompatibilität | Hoch (ASTM F67, ISO 5832-2) | Hoch (ASTM F1472, ISO 5832-3) |
| Typische Anwendungen | Chemieanlagen, Schifffahrt, Meerwasserentsalzung, Galvanotechnik | Konstruktionen für die Luft- und Raumfahrt, orthopädische Implantate, hochbelastbare Befestigungselemente |
Ingenieure wählen in der Regel die Güteklasse 2, wenn:
Die Sorte 5 (Ti-6Al-4V) ist die richtige Wahl, wenn:
Was ist der Unterschied zwischen der 2. Klasse und Titan der Güteklasse 5?
Die Güteklasse 2 ist handelsreines (unlegiertes) Titan mit einer Mindestzugfestigkeit von 345 MPa. Die Güteklasse 5 (Ti-6Al-4V) ist eine Legierung, die 6% Aluminium und 4% Vanadium enthält und eine etwa 2,6-mal höhere Mindestzugfestigkeit (895 MPa) aufweist. Die Güteklasse 2 wird bevorzugt, wenn hervorragende Schweißbarkeit, Formbarkeit und Korrosionsbeständigkeit erforderlich sind; die Güteklasse 5 wird für Anwendungen gewählt, die eine hohe Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit erfordern.
Welche Normen gelten für Titan-Rundstangen der Güteklasse 2?
Die wichtigste Spezifikation lautet ASTM B348 (sowie ASME SB-348 für den Einsatz in Druckbehältern), die Stangen und Knüppel aus Titan und Titanlegierungen abdeckt. Für medizinische Anwendungen, ASTM F67 (chirurgische Implantate – handelsreines Titan) und ISO 5832-2 gelten. Werksprüfzeugnisse werden ausgestellt gemäß EN 10204 3.1.
Ist Titan der Güteklasse 2 schweißbar, und welches Schweißzusatzmaterial wird verwendet?
Schweißnähte aus Titan der Güteklasse 2 unter Verwendung von GTAW- (TIG) oder GMAW- (MIG) Verfahren. Als Schweißzusatzwerkstoff wird empfohlen: ERTi-2 gemäß AWS A5.16 / SFA-5.16. Das Schweißen muss unter hochreinem Argon (mindestens 99,9991 TP3T) erfolgen, wobei der Nachschutz so lange aufrechterhalten werden muss, bis die Schweißzone unter 427 °C (800 °F) abgekühlt ist. Bei korrekter Schutzgasführung ergibt sich eine silbergraue oder hellstrohfarbene Schweißnaht; eine blaue oder weiße Verfärbung deutet auf eine Sauerstoffverunreinigung hin.
Kann eine Titanstange der Güteklasse 2 in Meerwasserumgebungen verwendet werden?
Titan der Güteklasse 2 ist bei Temperaturen bis zu 315 °C (600 °F) vollständig beständig gegen Meerwasserkorrosion – ein Leistungsniveau, das Kohlenstoffstahl und die meisten Edelstähle nicht erreichen können. Spaltkorrosion stellt in heißer, konzentrierter Sole bei Temperaturen über 75 °C ein potenzielles Problem dar; bei der Konstruktion der Bauteile sollten enge Spalten unter solchen Betriebsbedingungen vermieden werden.
Welche mechanischen Eigenschaften weist eine Titanstange der Güteklasse 2 gemäß ASTM B348 auf?
Laut ASTM B348-19 (geglüht): Mindestzugfestigkeit 345 MPa (50 ksi), Mindeststreckgrenze 275 MPa (40 ksi, 0,2% Versatz), Mindestdehnung 20% (auf 50 mm) und MindestQuerschnittsverringerung 30%. Die tatsächlichen Werkswerte sind im Werksprüfzeugnis nach EN 10204 3.1 dokumentiert, das jeder Bestellung beiliegt.
In welchen Abmessungsbereichen und mit welchen Toleranzen ist Titan-Rundstangen der Güteklasse 2 erhältlich?
Die Standarddurchmesser reichen von 6 mm bis 300 mm. Die Standardtoleranzen liegen je nach Durchmesser und Oberflächenbeschaffenheit (gedreht, kaltgezogen oder walzblank) zwischen h9 und h11 gemäß ISO 286-1. Längen bis zu 6.000 mm sind erhältlich; ein Zuschnittservice mit einer Sägezuschnitttoleranz von ±2 mm wird angeboten. Geschliffene Oberflächen bis h8 und genauer sind auf Anfrage erhältlich.
Stellen Sie Werksprüfzeugnisse gemäß EN 10204 3.1 aus?
Die Zertifizierung nach EN 10204 3.1 ist bei allen Bestellungen Standard. Das MTC dokumentiert die tatsächliche chemische Zusammensetzung und die Ergebnisse der mechanischen Prüfungen, die von einer unabhängigen Prüfstelle zertifiziert und auf die Schmelz-/Chargennummer rückverfolgbar sind. Die Zertifikate verweisen auf die geltende Norm (ASTM B348, ASTM F67 oder andere, je nach Angabe).
Wie hoch ist die Mindestbestellmenge (MOQ) und wie lang ist die übliche Lieferzeit?
Die Mindestbestellmenge beträgt 10 kg. Die Lieferzeit für Lagerartikel beträgt in der Regel 3–7 Werktage. Bei Sonderabmessungen, speziellen Toleranzen oder Großaufträgen beträgt die Lieferzeit je nach Durchmesser und Menge 2–4 Wochen. Wenden Sie sich an das Vertriebsteam, um Informationen zur konkreten Lagerverfügbarkeit zu erhalten und innerhalb von 24 Stunden eine Antwort auf Ihre Anfrage zu erhalten.
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