Titan ist bekannt für seine einzigartige Mischung aus Festigkeit, Leichtigkeit und Korrosionsbeständigkeit, aber unter den vielen Titangraden ist Titan Grade 2 das vielseitigste und am häufigsten verwendete. Es wird oft als das "Arbeitspferd" des Reintitans bezeichnet und ist ein Grundnahrungsmittel in Branchen von der Luft- und Raumfahrt bis zur Medizin.

In diesem Leitfaden erfahren Sie, was Titan Grade 2 so besonders macht - seine Zusammensetzung, seine Eigenschaften, seine wichtigsten Anwendungen und warum es für Ingenieure und Hersteller weltweit die erste Wahl ist.

Was ist Titan Grad 2?

Titan Grad 2 ist ein handelsübliches Reintitan (unlegiert, d. h. es enthält keine beabsichtigten Legierungselemente wie Aluminium oder Vanadium). Es ist der am häufigsten verwendete CP-Titangrad, der für seine Ausgewogenheit von Festigkeit, Duktilität und einfacher Verarbeitung geschätzt wird.

Im Gegensatz zu legierten Titangüten (z. B. Grade 5 Ti-6Al-4V) beruht Grade 2 auf seiner hohen Reinheit und den kontrollierten Spurenelementen, um eine gleichbleibende Leistung zu erzielen. Seine Einfachheit macht ihn zu einer kostengünstigen Option für Anwendungen, bei denen keine extreme Festigkeit erforderlich ist, aber Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit entscheidend sind.

Chemische Zusammensetzung von Titan Grad 2

Titan Grad 2 besteht aus mehr als 99% Reintitan mit geringen Mengen an Spurenelementen, die seine Eigenschaften verfeinern. Hier ist seine typische Zusammensetzung:

Element	Inhalt (Max)	Rolle bei den Eigenschaften
Titan (Ti)	98.6-99.2%	Unedles Metall, bietet Kernfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Sauerstoff (O)	0.18%	Erhöht die Festigkeit (höherer Sauerstoffgehalt = etwas fester, aber weniger dehnbar).
Eisen (Fe)	0.30%	Verbessert die Festigkeit und Verarbeitbarkeit ohne Beeinträchtigung der Korrosionsbeständigkeit.
Kohlenstoff (C)	0.08%	Minimiert die Sprödigkeit (niedrig gehalten, um die Duktilität zu erhalten).
Stickstoff (N)	0.03%	Kontrolliert die Festigkeit (ein Überschuss kann die Formbarkeit beeinträchtigen).
Wasserstoff (H)	0.02%	Verhindert Versprödung (entscheidend für die Haltbarkeit in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit).

Diese Spurenelemente werden streng kontrolliert, um sicherzustellen, dass Grade 2 seine wichtigsten Eigenschaften beibehält: ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Formbarkeit und Biokompatibilität.

Eigenschaften von Titan Grad 2

Titan Grad 2 besticht durch seine einzigartige Kombination von physikalischen und mechanischen Eigenschaften. Schauen wir uns diese an:

Physikalische Eigenschaften

• Dichte: 4,51 g/cm³ (45% leichter als Stahl, 60% schwerer als Aluminium) Das macht es ideal für gewichtssensible Anwendungen wie Flugzeugteile oder Sportgeräte.
• Schmelzpunkt: 1.668°C (3.034°F) Hält hohen Temperaturen stand, geeignet für Abgasanlagen oder Industrieöfen.
• Korrosionsbeständigkeit: Außergewöhnlich: Bildet eine schützende Oxidschicht (TiO₂), die sich selbst heilt und der Korrosion in Meerwasser, Säuren (z. B. Schwefelsäure) und Chlor widersteht. Übertrifft rostfreien Stahl in rauen Umgebungen.
• Wärmeleitfähigkeit: Gering (17 W/m-K) Verlangsamt die Wärmeübertragung, was für die Isolierung bestimmter industrieller Werkzeuge nützlich ist, aber ein Nachteil bei Anwendungen zur Wärmeableitung.
• Elektrische Leitfähigkeit: Gering Ungeeignet für elektrische Bauteile, aber ideal zur Abschirmung empfindlicher Elektronik vor Störungen.
• Nicht-magnetisch: Keine Wechselwirkung mit Magnetfeldern Kritisch für medizinische Geräte (z. B. MRT-kompatible Implantate) und Luft- und Raumfahrttechnik.

Mechanische Eigenschaften

• Zugfestigkeit: 345-550 MPa Stark genug für strukturelle Aufgaben (z. B. Druckbehälter), aber weniger steif als legierte Sorten wie Grade 5.
• Streckgrenze: ~275 MPa Widersteht dauerhafter Verformung unter Belastung, was es für tragende Teile zuverlässig macht.
• Dehnung: 20-30% Hochgradig dehnbar - kann gebogen, gewalzt oder zu dünnen Blechen/Drähten gezogen werden, ohne zu reißen (wichtig für die Herstellung komplexer Formen).
• Härte: 160 Brinell Weicher als legiertes Titan, aber härter als reines Aluminium, wodurch Verschleißfestigkeit und Verarbeitbarkeit ausgeglichen werden.
• Schweißeignung: Hervorragend Kann im Gegensatz zu einigen spröden Metallen mit WIG- oder Plasmabogenverfahren geschweißt werden (mit geeigneter Abschirmung zur Vermeidung von Verunreinigungen).

Grad 2 im Vergleich zu anderen Titangraden: Wie sie sich vergleichen

Die Wahl zwischen verschiedenen Titangüten hängt von den Anforderungen Ihrer Anwendung ab. Hier sehen Sie, wie Grade 2 im Vergleich zu zwei beliebten Alternativen abschneidet:

Güteklasse 2 vs. Güteklasse 5 (Ti-6Al-4V)

Grad 5 ist die am weitesten verbreitete Titanlegierung, die für ihre Festigkeit geschätzt wird. Hier sind die wichtigsten Unterschiede:

Merkmal	Grad 2 (CP Titan)	Güteklasse 5 (Ti-6Al-4V)
Zusammensetzung	99% Ti (keine Legierungselemente)	90% Ti + 6% Al + 4% V
Zugfestigkeit	345-550 MPa	900-1.200 MPa (2-3x stärker)
Dichte	4,51 g/cm³	4,43 g/cm³ (etwas leichter)
Korrosionsbeständigkeit	Überlegen in Meerwasser/Säuren	Ausgezeichnet, aber weniger als Note 2
Verformbarkeit	Hochgradig dehnbar (leicht zu formen)	Weniger dehnbar (schwieriger zu formen)
Biokompatibilität	Ausgezeichnet (für Implantate verwendet)	Gut (ELI-Variante für Implantate verwendet)
Kosten	Niedriger (einfachere Produktion)	Höher (Legieren erhöht die Komplexität)
Am besten für	Korrosionsbeständige Teile, medizinische Implantate, Schiffsausrüstung	Hochbeanspruchte Teile (Flugzeugtriebwerke, Strukturteile)

Grad 2 vs. Grad 4 (CP Titan)

Grad 4 ist ein weiterer CP-Titangrad, aber mit höherer Festigkeit (dank mehr Sauerstoff). Hier ist, wie sie zu vergleichen:

Merkmal	Klasse 2	Klasse 4
Sauerstoffgehalt	0,18% max (niedriger)	0,40% max (höher)
Zugfestigkeit	345-550 MPa	550-700 MPa (stärker)
Duktilität	Höher (20-30% Dehnung)	Niedriger (15-20% Dehnung)
Bearbeitbarkeit	Einfacher (weicher, weniger Werkzeugverschleiß)	Härter (höherer Werkzeugverschleiß, anfällig für Rissbildung)
Korrosionsbeständigkeit	Geringfügig besser in Säuren/Seewasser	Sehr gut (vergleichbar mit Note 2)
Kosten	Ähnlich (beide CP-Grade)	Ähnlich
Am besten für	Umformbare Teile (Rohre, Platten), medizinische Implantate	Hochfeste CP-Anwendungen (Offshore-Anlagen, Luft- und Raumfahrt)

Anwendungen: Wo Titan Grad 2 glänzt

Die Vielseitigkeit von Titan Grad 2 macht es in vielen Branchen unverzichtbar. Hier sind seine wichtigsten Anwendungen:

1. Luft- und Raumfahrt & Luftfahrt

• Komponenten für Flugzeuge: Rumpfplatten, Hydraulikleitungen und Befestigungselemente - das geringe Gewicht reduziert den Treibstoffverbrauch, und die Korrosionsbeständigkeit widersteht Feuchtigkeit in großen Höhen.
• Hubschrauberteile: Rotorbaugruppen und Strukturhalterungen, bei denen die Duktilität eine Rissbildung bei Vibrationen verhindert.

2. Medizinisch und zahnmedizinisch

• Implantate: Zahnimplantate, Herzschrittmachergehäuse und Knochenschrauben - biokompatibel (der Körper stößt es nicht ab) und ungiftig. Seine Duktilität ermöglicht eine individuelle Formgebung für patientenspezifische Bedürfnisse.
• Chirurgische Werkzeuge: Skalpelle und Pinzetten - sind korrosionsbeständig gegenüber Sterilisationschemikalien (z. B. Autoklaven) und bleiben länger scharf als Edelstahl.

3. Chemische Verarbeitung

• Ausrüstung: Wärmetauscher, Reaktorbehälter und Rohre - widersteht Säuren (z. B. Salzsäure, Schwefelsäure), Chlor und industriellen Lösungsmitteln. Überdauert Edelstahl in aggressiven Umgebungen.
• Lagertanks: Für korrosive Flüssigkeiten wie Düngemittel oder Pharmazeutika, bei denen Lecks katastrophale Folgen haben können.

4. Meerestechnik

• Unterwasser-Teile: Propeller, Rumpfbeschläge und Seewassereinlasssysteme sind resistent gegen Salzwasserkorrosion (im Gegensatz zu Stahl, der rostet, oder Aluminium, das Lochfraß verursacht).
• Offshore-Strukturen: Komponenten von Ölplattformen und Unterwasserpipelines, bei denen die Haltbarkeit unter rauen Meeresbedingungen entscheidend ist.

5. Automobil & Sport

• Leistungsstarke Fahrzeuge: Auspuffanlagen (widerstehen 600-800°C Abgaswärme) und Aufhängungsteile (reduziert das ungefederte Gewicht für besseres Handling).
• Sportgeräte: Fahrradrahmen (leicht und dennoch steif), Golfschlägerköpfe (verbessert die Schwunggeschwindigkeit) und Tauchflaschen (korrosionsbeständig für Salzwassertauchgänge).

Vorteile und Beschränkungen von Titan Grad 2

Vorteile

• Korrosionsbeständigkeit: Übertrifft die meisten Metalle in Seewasser, Säuren und Industriechemikalien.
• Verhältnis Stärke/Gewicht: Stärker als Aluminium, leichter als Stahl - ideal für gewichtssensible Konstruktionen.
• Umformbarkeit: Leicht zu bearbeiten, zu schweißen und zu komplexen Teilen zu formen (im Gegensatz zu spröden hochfesten Legierungen).
• Biokompatibilität: Sicher für die langfristige Verwendung im menschlichen Körper (keine allergischen Reaktionen).
• Kostengünstig: Preiswerter als legierte Titangrade (z. B. Grade 5) bei gleichzeitiger Beibehaltung der wichtigsten Eigenschaften.

Beschränkungen

• Geringere Festigkeit als bei Legierungen: Nicht geeignet für Anwendungen mit extrem hoher Beanspruchung (z. B. Turbinen von Düsentriebwerken) - stattdessen Güteklasse 5 verwenden.
• Höhere Kosten als bei Stahl/Aluminium: Das Verfahren zur Gewinnung von Titan (Kroll-Methode) macht es teurer, aber seine Langlebigkeit gleicht die Kosten oft wieder aus.
• Herausforderungen bei der Bearbeitung: Erzeugt beim Schneiden große Hitze und erfordert spezielle Werkzeuge (Hartmetall) und Kühlmittel, um Werkzeugverschleiß zu vermeiden.

Schlussfolgerung

Die Mischung aus Reinheit, Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit macht Titan Grade 2 zum vielseitigsten kommerziellen Reintitan. Ob für leichte Flugzeuge oder lebenslange medizinische Implantate - dieses Material ist in allen Branchen zuverlässig.

Unter PrecionnWir sind auf die Bearbeitung von Titan Grad 2 nach genauen Spezifikationen spezialisiert - ganz gleich, ob Sie dünne Bleche für die Luft- und Raumfahrt, maßgeschneiderte Implantate für die Medizin oder korrosionsbeständige Rohre für die chemische Verarbeitung benötigen. Unser Fachwissen im Umgang mit den einzigartigen Eigenschaften von Titan gewährleistet, dass Ihre Teile den höchsten Qualitäts- und Leistungsstandards entsprechen.

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