Graad 5 versus klasse 2 titanium staaf: wat is het verschil?
Dec 10, 2025
Titaniumkwaliteiten begrijpen
Titanium wordt beoordeeld op basis van zijn zuiverheid en legeringsgehalte, wat een directe invloed heeft op de mechanische eigenschappen en corrosieweerstand. Titanium van klasse 2 is commercieel zuiver, wat betekent dat het zeer weinig legeringselementen bevat, terwijl titanium van klasse 5 een legering is die aluminium en vanadium bevat om de sterkte en prestaties te verbeteren. Deze verschillen beïnvloeden hoe elke kwaliteit zich gedraagt onder stress, in corrosieve omgevingen en tijdens fabricageprocessen.
De classificatie van titaniumkwaliteiten helpt ingenieurs en ontwerpers het juiste materiaal te selecteren op basis van de specifieke eisen van hun projecten. Toepassingen die een uitstekende corrosieweerstand maar een matige sterkte vereisen, geven bijvoorbeeld vaak de voorkeur aan klasse 2, terwijl toepassingen die een hoge sterkte en weerstand tegen vermoeiing vereisen, neigen naar klasse 5.
Verschillen in chemische samenstelling
Graad 2 titanium: commercieel zuiver
Graad 2 titanium bestaat uit ten minste 99,2% puur titanium, met sporen van zuurstof, ijzer, koolstof en stikstof. De afwezigheid van significante legeringselementen betekent dat de eigenschappen ervan worden gedomineerd door de zuiverheid van titanium zelf. Deze hoge zuiverheid geeft klasse 2 een uitstekende corrosieweerstand en ductiliteit, waardoor het zeer goed vervormbaar is en geschikt voor toepassingen waarbij deze eigenschappen van cruciaal belang zijn.
De kleine hoeveelheden zuurstof en ijzer die aanwezig zijn in klasse 2 dienen als interstitiële elementen die het metaal enigszins versterken zonder de corrosieweerstand in gevaar te brengen. De balans van deze elementen wordt zorgvuldig gecontroleerd om de uitstekende prestaties van het metaal in agressieve omgevingen te behouden.
Graad 5 titanium: gelegeerd voor sterkte
Titanium van klasse 5, ook bekend als Ti-6Al-4V, bevat ongeveer 90% titanium, met 6% aluminium en 4% vanadium. Deze legeringselementen verbeteren de mechanische sterkte en hittebestendigheid van het materiaal aanzienlijk. Aluminium fungeert als stabilisator voor de alfafase van titanium, waardoor de sterkte en oxidatieweerstand worden verbeterd, terwijl vanadium de bètafase stabiliseert, wat bijdraagt aan de taaiheid en weerstand tegen vermoeidheid.
Door de precieze combinatie van deze elementen kan klasse 5 sterkteniveaus bereiken die veel verder gaan dan commercieel puur titanium, terwijl toch een goede corrosieweerstand behouden blijft. De legering heeft ook een lichte invloed op de dichtheid van het metaal, waardoor het iets zwaarder is dan klasse 2, maar met een veel hoger draagvermogen-.
Vergelijking van mechanische eigenschappen
Treksterkte en vloeigrens
Graad 2 titanium vertoont treksterktes variërend van ongeveer 345 tot 550 MPa, met vloeigrens tussen 275 en 483 MPa. Deze waarden maken het geschikt voor toepassingen waar matige sterkte voldoende is en waar ductiliteit en taaiheid kritischer zijn.
Graad 5 titanium heeft daarentegen treksterktes tussen 895 en 930 MPa, met vloeisterktes van 828 tot 869 MPa. Deze dramatische toename in sterkte maakt klasse 5 ideaal voor structurele toepassingen die een hoog draagvermogen en weerstand tegen vervorming onder spanning vereisen.
Rek en ductiliteit
Ductiliteit, of het vermogen van een materiaal om plastisch te vervormen voordat het breekt, is aanzienlijk hoger in titanium van klasse 2, waarbij de rek bij breuk doorgaans tussen 20% en 30% ligt. Dit maakt het gemakkelijker om te vormen zonder te barsten, een belangrijke overweging bij het vervaardigen van complexe onderdelen.
Titanium van klasse 5 is weliswaar sterker, maar heeft lagere rekwaarden van ongeveer 10% tot 15%, wat aangeeft dat het minder taai is en gevoeliger voor bros falen bij overbelasting. Deze afweging tussen sterkte en taaiheid is een fundamentele overweging bij de materiaalkeuze.
Hardheid
Titanium van klasse 5 is aanzienlijk harder dan klasse 2, met hardheidswaarden van ongeveer 36 tot 41 HRC, vergeleken met 80 tot 90 HRB van klasse 2. De verhoogde hardheid van klasse 5 verbetert de slijtvastheid en duurzaamheid bij veeleisende toepassingen, maar maakt het bewerken en vormen ook uitdagender.
Vermoeidheidssterkte en breuktaaiheid
De vermoeiingssterkte, die het vermogen van een materiaal meet om herhaalde belastingscycli te weerstaan, is hoger in titanium van graad 5 (ongeveer 500 MPa) vergeleken met titanium van klasse 2 (ongeveer 300 MPa). Dit maakt klasse 5 meer geschikt voor dynamische toepassingen zoals lucht- en ruimtevaartcomponenten of auto-onderdelen die cyclische spanningen ervaren.
Graad 2 titanium heeft echter een betere breuktaaiheid, wat betekent dat het de verspreiding van scheuren effectiever kan weerstaan. Deze eigenschap is gunstig in toepassingen waarbij slagvastheid en schadetolerantie belangrijk zijn.
Corrosiebestendigheid
Graad 2: Superieure corrosieweerstand
Titanium van klasse 2 staat bekend om zijn uitzonderlijke corrosieweerstand. Het vormt een zeer stabiele en beschermende oxidelaag die het metaal beschermt tegen een breed scala aan corrosieve omgevingen, waaronder zeewater, zure oplossingen zoals azijnzuur en oxidatiemiddelen. Dit maakt het de voorkeurskeuze voor maritieme toepassingen, chemische verwerkingsapparatuur en medische implantaten waarbij biocompatibiliteit en corrosiebestendigheid van het grootste belang zijn.
De zuiverheid van klasse 2 titanium betekent dat het minder gevoelig is voor galvanische corrosie, die kan optreden wanneer ongelijksoortige metalen in contact komen in de aanwezigheid van een elektrolyt. Deze stabiliteit verlengt de levensduur van componenten die worden blootgesteld aan zware omstandigheden.
Graad 5: Goed maar gevoeliger
Titanium van klasse 5 vertoont ook een goede corrosieweerstand, maar de aanwezigheid van aluminium en vanadium maakt het iets kwetsbaarder voor galvanische corrosie, vooral in omgevingen met hoge chlorideconcentraties of zure omstandigheden. Hoewel het goed presteert in veel industriële en ruimtevaarttoepassingen, is het minder ideaal dan klasse 2 voor zeer corrosieve chemische of maritieme omgevingen.
De legeringselementen kunnen ook de vorming en stabiliteit van de beschermende oxidelaag beïnvloeden, wat onder bepaalde omstandigheden het corrosiegedrag op lange termijn kan beïnvloeden.
Temperatuurbestendigheid
Temperatuurbestendigheid is een andere belangrijke factor die titaniumstaven van klasse 2 en graad 5 onderscheidt.
Titanium van klasse 2 begint kracht te verliezen boven ongeveer 300 graden (572 graden F) en heeft een maximale aanbevolen gebruikstemperatuur rond de 400 graden (752 graden F). Boven deze temperaturen gaan de mechanische eigenschappen achteruit, waardoor het gebruik ervan in toepassingen met hoge- temperaturen wordt beperkt.
Titanium van klasse 5 behoudt daarentegen ongeveer 80% van zijn sterkte bij kamertemperatuur bij 450 graden (842 graden F), waardoor het geschikter is voor componenten die worden blootgesteld aan hogere temperaturen, zoals onderdelen van lucht- en ruimtevaartmotoren of hoogwaardige auto-onderdelen-. Deze verbeterde temperatuurbestendigheid is te danken aan de legeringselementen die de microstructuur van het metaal bij hogere temperaturen stabiliseren.
Toepassingen van titaniumstaven van klasse 2 en klasse 5
Graad 2-toepassingen
Vanwege zijn uitstekende corrosieweerstand en ductiliteit wordt titanium van klasse 2 veel gebruikt in chemische verwerkingsfabrieken, maritieme hardware en medische implantaten. Het vermogen om agressieve omgevingen zoals zeewater en zure oplossingen te weerstaan, maakt het ideaal voor maritieme bevestigingsmiddelen, warmtewisselaars en leidingsystemen.
Op medisch gebied heeft titanium van graad 2 de voorkeur voor implantaten en protheses vanwege de biocompatibiliteit en weerstand tegen lichaamsvloeistoffen. Bovendien maakt de vervormbaarheid ervan de vervaardiging mogelijk van complexe vormen die nodig zijn in chirurgische apparaten.
In architectonische toepassingen wordt titanium van klasse 2 gebruikt waar corrosiebestendigheid en esthetische aantrekkingskracht belangrijk zijn, zoals in dakbedekkings- en bekledingsmaterialen.
Graad 5-toepassingen
De superieure sterkte en vermoeidheidsweerstand van titanium van klasse 5 maken het tot het materiaal bij uitstek voor lucht- en ruimtevaartcomponenten, waaronder casco's, motoronderdelen en landingsgestellen. De hoge sterkte-tot-gewichtsverhouding draagt bij aan het brandstofverbruik en de prestaties in vliegtuigen.
In de auto-industrie wordt klasse 5 gebruikt voor onderdelen met hoge- prestaties, zoals drijfstangen, kleppen en ophangingscomponenten, waarbij gewichtsvermindering en duurzaamheid van cruciaal belang zijn.
Fabrikanten van sportartikelen gebruiken ook titanium van klasse 5 voor producten zoals golfclubs, fietsframes en race-uitrusting, waarbij sterkte en een laag gewicht de prestaties verbeteren.
In de medische sector wordt Grade 5 titanium gebruikt voor implantaten die een hogere mechanische sterkte vereisen, zoals botplaten en schroeven.
Hoe te kiezen tussen titaniumstaven van klasse 2 en klasse 5?
Het selecteren van de juiste titaniumkwaliteit vereist een zorgvuldige afweging van verschillende factoren:
- Sterktevereisten: Voor toepassingen die hoge sterkte en draagvermogen- vereisen, is klasse 5 de superieure keuze vanwege de aanzienlijk hogere treksterkte en vloeigrens.
- Corrosieomgeving: In zeer corrosieve omgevingen, vooral maritieme of chemische processen, maakt de superieure corrosieweerstand van klasse 2 het geschikter.
- Fabricagebehoeften: Als het gemak van vormen, bewerken en lassen een prioriteit is, bieden de ductiliteit en zuiverheid van klasse 2 voordelen.
- Blootstelling aan temperatuur: voor onderdelen die worden blootgesteld aan hoge temperaturen is de betere sterkte bij hoge- temperaturen van klasse 5 gunstig.
- Budgetbeperkingen: Titanium van klasse 2 is kosteneffectiever-, waardoor het geschikt is voor projecten met middelmatige prestatie-eisen.
Uiteindelijk hangt de beslissing af van het in evenwicht brengen van deze factoren om aan de specifieke eisen van de toepassing te voldoen.
Veelgestelde vragen
Vraag 1: Is titanium van graad 5 altijd beter dan titanium van klasse 2?
A1: Niet altijd. Graad 5 biedt superieure sterkte en weerstand tegen vermoeidheid, maar is minder corrosie-bestendig en minder ductiel dan Graad 2. De beste keuze hangt af van de omgevings- en mechanische vereisten van de toepassing.
Vraag 2: Kan titanium van klasse 2 worden gebruikt in de lucht- en ruimtevaart?
A2: Hoewel titanium van klasse 2 minder gebruikelijk is in de lucht- en ruimtevaart vanwege de lagere sterkte, kan het worden gebruikt in niet-kritieke componenten waarbij corrosieweerstand en vervormbaarheid prioriteit krijgen.
Vraag 3: Welke titaniumkwaliteit is beter voor maritieme toepassingen?
A3: Titanium van klasse 2 heeft de voorkeur voor maritieme omgevingen vanwege de uitstekende corrosieweerstand tegen zeewater en chloride-rijke omstandigheden.
Vraag 4: Hoe verschilt het lassen tussen klasse 2 en klasse 5?
A4: Titanium van klasse 2 is gemakkelijker te lassen vanwege de zuiverheid en ductiliteit. Graad 5 vereist gespecialiseerde lastechnieken om scheuren te voorkomen en de mechanische eigenschappen te behouden.
Vraag 5: Wat zijn de temperatuurlimieten voor titanium van klasse 2 en klasse 5?
A5: Titanium van klasse 2 verliest sterkte boven 300 graden en wordt doorgaans gebruikt tot 400 graden. Titanium van klasse 5 behoudt de sterkte beter bij hogere temperaturen en presteert goed tot 450 graden.
waarom voor ons kiezen
Wij bieden een uitgebreid assortiment titaniummaterialen en gefabriceerde onderdelen, waaronder:
Titanium buizen en pijpen: Naadloze en gelaste buizen in commerciële en ruimtevaartkwaliteiten (Gr1, Gr2, Gr5, Gr7, Gr9, Gr12), geschikt voor warmtewisselaars, condensorbuizen en leidingsystemen.
Titanium staven en staven: Ronde staven, zeskantstaven en vierkante staven in warm-gewalste, gesmede en koud-getrokken omstandigheden, verkrijgbaar in verschillende diameters en lengtes.
Titanium plaat en blad: Platen, platen en strips in standaard- en aangepaste afmetingen, ideaal voor drukvaten, chemische processen en maritieme toepassingen.
Titaniumdraad en folie: Fijne draad voor lassen, bevestigingsmiddelen en medische toepassingen, naast ultra-dunne folie voor gespecialiseerd industrieel gebruik.
Precisie titanium CNC-bewerkingsonderdelen: Op maat-ontworpen componenten, fittingen, flenzen, bevestigingsmiddelen en ingewikkelde onderdelen, vervaardigd uit titanium knuppels, staven of platen met nauwe toleranties.
Neem contact op met ons team voor offertes, technische specificaties of om uw projectvereisten voor titaniumbuizen, staven, platen, platen, draad, folie of op maat gemaakte CNC-gefreesde componenten te bespreken.
E-mail ons op:info@gneemetal.com
