Titaniumklasse 2 versus klasse 5: belangrijkste verschillen en toepassingen

Titanium en zijn legeringen behoren tot de top van de geavanceerde industriële materialen. In de lucht- en ruimtevaart wordt het vaak het 'ruimtemetaal' genoemd vanwege zijn uitzonderlijke sterkte-tot-gewichtsverhouding. In de waterbouwkunde staat het bekend als het "oceaanmetaal" vanwege zijn ongeëvenaarde weerstand tegen zeewatercorrosie.

Wanneer titanium wordt geselecteerd voor een project, is een van de meest voorkomende en kritische vragen: moet u kiezen voor commercieel zuiver titanium van klasse 2 of de veelgebruikte legering klasse 5 (Ti-6Al-4V)? Het antwoord hangt af van prestatie-eisen, omgevingsomstandigheden en budget.

Dit artikel biedt een gedetailleerde, data-gestuurde vergelijking van titanium klasse 2 versus klasse 5, waarbij de chemische samenstelling, mechanische eigenschappen, corrosieweerstand, verwerkingsoverwegingen en de beste- toepassingen worden benadrukt.

01

Titaniumklasse 2 (commercieel puur titanium)

Zuiverheid boven 99%, geclassificeerd als commercieel zuiver (CP) titanium.

Bevat slechts kleine hoeveelheden ijzer (minder dan of gelijk aan 0,30%) en zuurstof (minder dan of gelijk aan 0,25%).

Behoudt een relatief lage dichtheid van ~4,5 g/cm³.

Bekend om uitstekende corrosieweerstand en biocompatibiliteit.

Voldoet aan ASTM B265-normen; gelijk aan TA2 in China.

02

Titaniumkwaliteit 5 (Ti-6Al-4V-legering)

Een alfa-bèta-titaniumlegering bestaande uit ~90% titanium, 6% aluminium en 4% vanadium.

Aluminium verbetert zowel de sterkte als de weerstand tegen hoge temperaturen.

Vanadium verbetert de taaiheid en weerstand tegen vermoeidheid.

Levert een treksterkte boven 895 MPa-ongeveer 2,6 keer hoger dan klasse 2.

Equivalent aan TC4 in China en verantwoordelijk voor meer dan de helft van het gebruik van titaniumlegeringen in de wereld.

 

Trek- en vloeisterkte

Graad 2: Treksterkte Groter dan of gelijk aan 345 MPa, vloeigrens Groter dan of gelijk aan 275 MPa, rek rond 20%. Werkt goed voor onderdelen met gemiddelde- spanning, zoals chemische leidingen, warmtewisselaars en architectonische fittingen.

Graad 5: Treksterkte Groter dan of gelijk aan 895 MPa, vloeigrens Groter dan of gelijk aan 828 MPa, rek ongeveer 10%. Biedt staal-sterkte bij slechts 60% van het gewicht, en is daarom onmisbaar in de lucht- en ruimtevaart.

Hardheid en vermoeidheidsbestendigheid

Graad 2: Relatief zacht (HRB 60–70), waardoor het gemakkelijk te vormen en buigen is-ideaal voor buizen en componenten die regelmatig moeten worden gevormd.

Graad 5: harder (HRB 95–100) met superieure weerstand tegen vermoeidheid, vaak gekozen voor landingsgestellen, motoronderdelen en andere- toepassingen met hoge belasting.

Temperatuurbestendigheid

Graad 2: Behoudt stabiliteit tot ~300 graden, geschikt voor omgevingen waar de blootstelling aan hitte gematigd is.

Graad 5: Betrouwbaar bij 400–500 graden en bestand tegen korte- blootstelling tot 600 graden, waardoor het een voorkeurskeuze is voor straalmotoren en- hoogwaardige auto-onderdelen.

Smeden en rollen

Graad 2: Biedt een breed verwerkingsvenster en is gemakkelijker te smeden en te walsen met een hoge materiaalopbrengst. Koudvormen kan worden uitgevoerd zonder voorverwarmen, waardoor het kosteneffectief is voor onderdelen die in grotere volumes worden geproduceerd.

Graad 5: Vereist nauwkeurige temperatuurregeling tijdens het smeden, doorgaans 1000–1020 graden. Het legeringswerk-hardt snel uit, dus de bewerking vereist lage snijsnelheden, overvloedige koeling en gespecialiseerd gereedschap.

Als gevolg hiervan zijn de verwerkingskosten gewoonlijk 30-50% hoger dan die van klasse 2.

Lasbaarheid

Graad 2: Bekend om uitstekende lasbaarheid. Lassen hebben mechanische eigenschappen die dicht bij het basismetaal liggen, en standaard TIG- of MIG-methoden zijn over het algemeen voldoende. De na-lasbehandeling is minimaal, wat het gemakkelijk maakt voor fabricage.

Graad 5: Lasbaar maar veeleisender. Het vereist argonafscherming met hoge{2}}zuiverheid om vervuiling te voorkomen en heeft vaak een warmtebehandeling na- het lassen nodig om restspanningen te verlichten. Voor kritische luchtvaart- of medische componenten wordt de voorkeur gegeven aan geavanceerde methoden zoals elektronenstraallassen (EBW) of laserlassen.

Oppervlaktebehandeling

Graad 2: Kan chemisch worden gebeitst om oxiden te verwijderen, wat resulteert in gladde en schone oppervlakken, wat vaak voldoende is voor chemische apparatuur of architectonisch gebruik.

Graad 5: Vaak aangevuld met anodisatie- of keramische coatings om de hardheid en slijtvastheid te vergroten. Dit verklaart zijn aanwezigheid niet alleen in de lucht- en ruimtevaart, maar ook in premium consumentenproducten zoals hoogwaardige- horloges.

Beide kwaliteiten vormen van nature een beschermende TiO₂-oxidefilm, waardoor ze uitstekende corrosieweerstand hebben. Toch zijn er enkele verschillen:

Graad 2: Met een hogere zuiverheid vormt het een meer uniforme passieve laag, die uitzonderlijk goed presteert in zeer agressieve chemische omgevingen.

Graad 5: Globaal uitstekend, maar iets minder resistent dan Graad 2 tegen bepaalde sterke zuren zoals fluorwaterstofzuur.

Voorbeelden in de praktijk

Maritiem en chemisch gebruik: Graad 2 gaat vaak langer mee dan roestvrij staal in zeewater of chloor-rijke omstandigheden.

Biocompatibiliteit: Graad 2 wordt veel gebruikt voor chirurgische instrumenten en niet-lastdragende-implantaten, terwijl de ELI-versie van graad 5 de voorkeur heeft voor last-dragende orthopedische implantaten zoals heupgewrichten.

Hoewel technische prestaties een sleutelfactor zijn, wordt de materiaalkeuze vaak net zo goed beïnvloed door de kosten en de waarde op de lange- termijn. Hier wordt het verschil tussen Graad 2 en Graad 5 even groot.

Graad 2: over het algemeen betaalbaarder, waardoor het een praktische keuze is voor grootschalige toepassingen- waarbij corrosiebestendigheid de belangrijkste vereiste is.

Graad 5: Doorgaans duurder, vooral in de vorm van medische- kwaliteit, maar de hogere kosten worden gecompenseerd door de superieure sterkte en prestaties in kritieke industrieën.

Levenscycluskosten

Graad 2: Biedt lagere onderhoudskosten in sectoren zoals de chemische verwerking en de scheepsbouw, waar een lange levensduur essentieel is.

Graad 5: Hoewel dit vooraf duurder is, vermindert het vaak de vervangingscycli in de lucht- en ruimtevaart- en medische sector, wat leidt tot besparingen op de lange- termijn.

Graad 2 is de kosten-effectieve keuze voor op corrosie-projecten, terwijl Graad 5 de hogere prijs rechtvaardigt door prestaties op lange- termijn in veeleisende toepassingen.

Titanium Graad 2 versus Graad 5 gaat niet over wat beter is, maar over wat geschikt is voor de klus.

Kies klasse 2 wanneer corrosiebestendigheid, lasbaarheid en kostenefficiëntie het belangrijkst zijn.

Kies klasse 5 wanneer hoge sterkte, weerstand tegen vermoeidheid en prestaties onder extreme omstandigheden van cruciaal belang zijn.

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