1. Kerneigenschaften von Titan der Güteklasse 1
A. Außergewöhnliche Duktilität und Formbarkeit
Bruchdehnung: 24–30 % (gemäß ASTM B265 für Bleche/Platten; 20–25 % für Stangen/Stäbe gemäß ASTM B348), der höchste aller CP-Ti-Sorten.
Flächenreduzierung: Größer als oder gleich 50 % (ASTM B348), was auf eine überlegene Fähigkeit zur Verformung ohne Bruch hinweist.
Praktische Auswirkung: Kann leicht durch Tiefziehen, Biegen, Schweißen, Spinnen oder komplexe Fertigungen (z. B. ultradünne Folien, komplizierte medizinische Komponenten oder Rohrleitungen mit großem Durchmesser) verarbeitet werden. Die strukturelle Integrität bleibt auch nach starker plastischer Verformung erhalten.
B. Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
Bildet einen dichten, selbstheilenden passiven TiO₂-Film, der in den meisten Umgebungen gleichmäßiger Korrosion, Lochfraß und Spaltkorrosion widersteht:
Neutrale/schwach saure/basische Lösungen (Süßwasser, Meerwasser, Essigsäure, Zitronensäure).
Chlorid-reiche Umgebungen (Sole, Meeresanwendungen) mit einer Korrosionsrate von weniger als oder gleich 0,002 mm/Jahr (ASTM G31 Salzwasser-Eintauchtest).
Einschränkung: Nicht geeignet für stark reduzierende Säuren (konzentrierte HCl, HF) oder stark oxidierende Säuren (größer oder gleich 60 % HNO₃), bei denen der Passivfilm zusammenbricht.
C. Hohe Reinheit und Biokompatibilität
Verunreinigungsgrenzen (maximal %, gemäß ASTM B265): Sauerstoff (0,18 %), Eisen (0,20 %), Kohlenstoff (0,08 %), Stickstoff (0,03 %), Wasserstoff (0,015 %).
Biokompatibilität: Nicht-toxisch, nicht-allergen und chemisch inert in menschlichem Gewebe/Flüssigkeiten. Es reagiert nicht mit Körperflüssigkeiten und löst keine Immunreaktionen aus, was es ideal für medizinische Implantate (z. B. Herzschrittmachergehäuse, Knochenschrauben, Zahnabutments) macht.
D. Gute Schweißbarkeit
Kann mit gängigen Techniken (WIG, MIG, Plasmaschweißen) ohne Vorwärmung oder Wärmebehandlung nach dem Schweißen geschweißt werden. Schweißverbindungen behalten etwa 85–90 % der Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Grundmetalls bei, ohne nennenswerten Verlust an Duktilität.
e. Geringe Dichte und mäßige Festigkeit
Dichte: 4,51 g/cm³ (20 Grad), 43 % leichter als Stahl (7,85 g/cm³) und 16 % leichter als Aluminium (2,70 g/cm³).
Stärke-zu-Gewichtsverhältnis: Gleicht geringe Dichte mit ausreichender Festigkeit für nicht-hoch-belastete Anwendungen aus (z. B. Lebensmittelverarbeitungsgeräte, Wärmetauscher).
F. Thermische und elektrische Leitfähigkeit
Wärmeleitfähigkeit: 17 W/(m·K) (20 Grad), niedriger als Aluminium (237 W/(m·K)), aber höher als Edelstahl (16 W/(m·K)).
Elektrische Leitfähigkeit: 3,7 × 10⁶ S/m (20 Grad), geeignet für elektrische Komponenten mit niedrigem Widerstand in korrosiven Umgebungen.
2. Streckgrenze von Titan der Güteklasse 1
Wichtige Anmerkungen:
Note 1 hat dieniedrigste Streckgrenzeunter den CP-Ti-Sorten (Gr.1 < Gr.2 < Gr.3 < Gr.4), was direkt auf seinen minimalen Sauerstoffgehalt zurückzuführen ist (Sauerstoff erhöht die Streckgrenze um ~700 MPa pro 1 % Zugabe).
Temperaturabhängigkeit: Die Streckgrenze nimmt bei erhöhten Temperaturen leicht ab (z. B. 150 MPa bei 100 Grad, 120 MPa bei 200 Grad), bleibt aber bis 300 Grad stabil. Bei kryogenen Temperaturen (-196 Grad) steigt es auf ~250 MPa, ohne an Duktilität zu verlieren.
Auswirkung auf die Anwendung: Aufgrund der geringen Streckgrenze ist Güteklasse 1 für Strukturbauteile mit hoher Beanspruchung ungeeignet, aber ideal für Anwendungen, die Flexibilität (z. B. Dehnungsfugen, flexible Rohrleitungen) oder Formbarkeit (z. B. tiefgezogene Behälter) erfordern.
3. Zugfestigkeit von Titan der Güteklasse 1
Titan der Güteklasse 1 ist einzigartig für Anwendungen positioniert, bei denenFormbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität haben Vorrang vor hoher Festigkeit. Seine standardisierten Streckgrenzen und Zugfestigkeiten gewährleisten Konsistenz über globale Lieferketten hinweg und machen es zu einer zuverlässigen Wahl für Branchen wie medizinische Geräte, Lebensmittelverarbeitung, Schiffstechnik und chemische Ausrüstung.
