*16-Seiter Titan - ThyssenKrupp Schulte GmbH
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2<br />
<strong>ThyssenKrupp</strong> <strong>Schulte</strong> –<br />
Werkstoffe nach Maß<br />
Kundenorientierung bedeutet seit<br />
langem für <strong>ThyssenKrupp</strong> <strong>Schulte</strong><br />
mehr als umfangreiche Bevorratung<br />
von Werkstoffen und termingerechte<br />
Auftragsabwicklung. Heute geht es<br />
darüber hinaus um individuelle, auf<br />
Verarbeiterkunden ausgerichtete<br />
Leistungsangebote und Lösungen.<br />
Programmbreite und Spezialisierung,<br />
Anarbeitung unter dem Stichwort „Werkstoffe<br />
nach Maß“ sowie Angebote bei<br />
Logistik, Materialwirtschaft und Dienstleistungen<br />
bei Outsourcing-Konzepten<br />
der Kunden – mit diesen Leistungen<br />
hat sich <strong>ThyssenKrupp</strong> <strong>Schulte</strong> eine<br />
anerkannte Position erarbeitet.
Als Anbieter und Dienstleister<br />
für Walzstahl, Rohre, Edelstahl,<br />
NE-Metalle und Kunststoffe<br />
wurde ein umfassendes<br />
Produkt- und Serviceprogramm<br />
für Industrie, Handwerk und<br />
Bauwirtschaft entwickelt und<br />
durch hohes Investment in ein<br />
leistungsstarkes Lager- und<br />
Logistik-System umgesetzt.<br />
<strong>ThyssenKrupp</strong> <strong>Schulte</strong> ist in<br />
Deutschland flächendeckend<br />
und kundennah vertreten. Zum<br />
umfassenden Verkaufsnetz<br />
gehören 35 Niederlassungen.<br />
Zahlreiche in- und ausländische<br />
Tochtergesellschaften in ganz<br />
Europa zählen weiterhin zum<br />
Unternehmenskreis.<br />
Die lokale Lagerhaltung wird<br />
in immer stärkerem Umfang<br />
durch ein System moderner<br />
und leistungsfähiger Zentralläger<br />
wirkungsvoll ergänzt.<br />
Diese zeitnahe Lagerhaltung<br />
weist einen hohen Spezialisierungsgrad<br />
auf und bietet eine<br />
ausgefeilte Logistik.<br />
Die Zentralläger sind inzwischen<br />
zu leistungsfähigen<br />
Service-Centren ausgebaut<br />
worden. Hier stehen moderne<br />
Maschinenparks mit großen<br />
Kapazitäten für kundenorientierte<br />
Dienstleistungen zur<br />
Verfügung.<br />
<strong>ThyssenKrupp</strong> <strong>Schulte</strong> hat seit<br />
langem ein besonderes Augenmerk<br />
auf ein wachsendes<br />
Dienstleistungsangebot zur<br />
Unterstützung und in Arbeitsteilung<br />
mit den Kunden gelegt.<br />
Umfangreiche Maschinenkapazitäten<br />
garantieren „Werkstoffe<br />
nach Maß“ nach Kundenvorgaben<br />
und in engsten Toleranzen:<br />
Als Scheren-, Plasma- und Laserzuschnitte<br />
bietet Thyssen-<br />
Krupp <strong>Schulte</strong> Ringe, Ronden,<br />
Fixformate und Fixlängen, über<br />
Spalt- und Querteiltechnik<br />
Längs- und Quergutabschnitte<br />
vom Coil und – last but not<br />
least – Oberflächenbearbeitung<br />
in Form von Schleifen und Bürsten.<br />
Ein großer Teil der modernen<br />
Kapazitäten für die kundenorientierte<br />
Anarbeitung ist in<br />
Dortmund – dem europaweit<br />
führenden Logistik- und Service-Center<br />
– und in Karlsruhe<br />
bei <strong>ThyssenKrupp</strong> Metallcenter<br />
konzentriert. Beide Betriebsstätten<br />
sind ganz auf Edelstahl<br />
und NE-Metalle ausgerichtet.<br />
Über die klassische Lagerhaltung<br />
und Belieferung hinaus<br />
übernimmt <strong>ThyssenKrupp</strong><br />
<strong>Schulte</strong> alle Wünsche der Kunden<br />
bis zu „just-in-time“-Aufträgen<br />
zur Materialversorgung<br />
in die laufende Produktion oder<br />
für die betriebsinternen Läger<br />
der Instandhaltung und Repa-<br />
ratur bei Kunden. Als neuer<br />
Dienstleistungsbereich wird<br />
auch die Übernahme des kompletten<br />
Managements innerhalb<br />
der Materialwirtschaftskette<br />
(Supply Chain Management) für<br />
Industriebetriebe angeboten.<br />
Für praxisnahe Beratung über<br />
Einsatz, Verarbeitung und<br />
Werkstoff-Alternativen stehen<br />
die Mitarbeiter in den Verkaufsabteilungen<br />
vor Ort ebenso<br />
zuverlässig zur Verfügung wie<br />
überregional eingesetzte Berater<br />
von <strong>ThyssenKrupp</strong> <strong>Schulte</strong>.<br />
3
4<br />
Ein neues Programm – <strong>Titan</strong><br />
Neben umfassenden Lagerprogrammen<br />
bei Aluminium, Kupfer und<br />
Messing hat <strong>ThyssenKrupp</strong> <strong>Schulte</strong> nun<br />
auch neu <strong>Titan</strong> im Programm. Dieser<br />
hochwertige Werkstoff ist als Halbzeug,<br />
legiert, niedriglegiert und unlegiert<br />
erhältlich – als Blech, Platte, Stab, Rohr<br />
und als Coil.<br />
<strong>ThyssenKrupp</strong> <strong>Schulte</strong> hat die<br />
Lagerhaltung und Distribution<br />
von <strong>Titan</strong>-Halbzeug für die Deutsche<br />
<strong>Titan</strong> <strong>GmbH</strong> übernommen.<br />
Diese neue Marktkooperation<br />
führt die vielfältigen Kompetenzen<br />
in Forschung, Entwicklung<br />
und Herstellung der Deutschen<br />
<strong>Titan</strong> <strong>GmbH</strong> und das Know-how<br />
von über 50 Jahren zusammen<br />
mit den Stärken eines modernen<br />
Handels- und Dienstleistungsunternehmens.<br />
<strong>ThyssenKrupp</strong><br />
<strong>Schulte</strong> – mit über 100 Jahren<br />
Geschäftstradition als HandelsundDienstleistungsunternehmen<br />
– ist mit seinen vielfältigen<br />
Leistungsprofilen tief in die<br />
Materialwirtschaft der Kundenbetriebe<br />
eingebunden.
Liefer- und Anarbeitungsprogramm<br />
Reintitan Flachprodukte<br />
DIN- Werkstoff- VdTÜV- ASTM/ASME<br />
Werkstoff-Nr. Leistungsblatt<br />
(WL)<br />
Bezeichnung<br />
3.7025 3.7024 Ti1 Grade 1<br />
3.7035 3.7034 Ti 2 Grade 2<br />
3.7055 – Ti 3 Grade 3<br />
Produkt Stärke (mm) Breite (mm) Länge (mm)<br />
Folie 0,1–0,4 610 Coil<br />
Kaltgewalzte<br />
Bleche<br />
aus Bändern<br />
0,5–2,0 1000<br />
1250<br />
10000<br />
Warmgewalzte<br />
Bleche<br />
aus Bändern<br />
2,5–6,0 1000<br />
1250<br />
10000<br />
Stückblech<br />
gewalzt<br />
3,0–65,0 2000 12000<br />
Max. Stück-<br />
gew. 1500 kg<br />
<strong>Titan</strong>legierungen Flachprodukte<br />
DIN- Werkstoff- DIN- ASTM AMS4911<br />
Werkstoff-Nr. Leistungsblatt<br />
(WL)<br />
Bezeichnung<br />
3.7165 3.7164 TiAl6V4 Grade 5 6AL-4V<br />
Produkt Stärke (mm) Breite (mm) Länge (mm)<br />
Stückblech<br />
gewalzt<br />
5,0–45,0 1219 3048<br />
Reintitan und <strong>Titan</strong>legierungen Langprodukte<br />
DIN- Werkstoff- Bezeichnung ASTM Medizintechnik<br />
Werkstoff-Nr. Leistungsblatt<br />
(WL)<br />
3.7035 3.7034 Ti 2 Grade 2<br />
ISO 5832/2<br />
ASTM F 67<br />
3.7165 3.7164 TiAl6V4 Grade 5 ISO 5832/3<br />
- - TiAl6V4 ELI Grade 23 ASTM F 136<br />
Produkt Ø (mm) Länge (m)<br />
Gewalzte<br />
Rundstangen<br />
1–50 HL 2–4<br />
Geschmiedete<br />
Rundstangen<br />
50–350 HL 2–4<br />
Produktionsmöglichkeiten<br />
über die Deutsche <strong>Titan</strong><br />
Geschweißte Rohre in Grade 1 und Grade 2 sind auf Anfrage lieferbar.<br />
In der Übersicht finden sich nur die geläufigen Halbzeugformen, weitere können auf<br />
Anfrage beschafft werden.<br />
Gratarme Sägezuschnitte<br />
Maßgenaue rechtwinklige<br />
Blech- und Plattenzuschnitte<br />
Dicken 1–300 mm<br />
Breiten 30–2000 mm<br />
Längen 30–4000 mm<br />
Längen- und Breitentoleranzen<br />
von �0,5 mm. Bei Einzelfertigung auf<br />
Wunsch von �0,2 mm.<br />
Scherenzuschnitte<br />
Arbeitsbereich 2500� 6000 mm<br />
Blechdicke 1,0–10 mm<br />
Toleranz �1 mm<br />
Ronden und Ringe<br />
Dicken 1–150 mm<br />
Durchmesser 110–1480 mm<br />
Toleranzen<br />
für Außendurchmesser �0/�1 mm<br />
für Innendurchmesser �1/�0 mm<br />
bis max. 100 kg<br />
Blechfolierung<br />
Beschichtung von Blechen<br />
mit Schutzfolien<br />
auf Ober- und/oder Unterseite<br />
Breite max. 1500 mm<br />
Länge max. 4000 mm<br />
Längsteilen<br />
Stärke 0,2–4 mm<br />
Breite 5–1600 mm<br />
Querteilen<br />
Stärke 0,3–5,0 mm<br />
Länge 210–10500 mm<br />
Sonstiges<br />
– Verschiedene Toleranzfelder<br />
– Schneiden unter Direkteinzug<br />
– Richtaggregate<br />
für säbelarme Schmalbänder<br />
– Minimaler Schneidgrad<br />
– Vollautomatische Verpackungslinie<br />
– Folieren ein-/beidseitig<br />
5
6<br />
<strong>Titan</strong> – Ein Werkstoff mit Zukunft<br />
1200 N/mm 2<br />
1000<br />
Seit Entwicklung eines wirtschaftlichen<br />
und qualitativ zuverlässigen Verfahrens<br />
zur Gewinnung von <strong>Titan</strong> aus Erzen<br />
Mitte der 50er Jahre des vergangenen<br />
Jahrhunderts haben sich verschiedene<br />
<strong>Titan</strong>-Basiswerkstoffe entwickelt, die<br />
auf die speziellen Verarbeiterbedürfnisse<br />
ausgerichtet sind.<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
Grade 1/<br />
3.7025<br />
Zugfestigkeiten Rm von <strong>Titan</strong><br />
Grade 2/<br />
3.7035<br />
Reintitan unlegiert<br />
Grade 11/<br />
3.7235<br />
Grade 5/<br />
3.7164<br />
Reintitan niedriglegiert Reintitan legiert<br />
Die <strong>Titan</strong>-Basiswerkstoffe<br />
lassen sich in zwei Hauptgruppen<br />
unterteilen:<br />
❚ Zum einen in Reintitan<br />
(c.p. Ti = commercial pure Ti),<br />
das zusammengesetzt ist aus<br />
> 99,2 % <strong>Titan</strong>, zuzüglich der<br />
Begleitelemente wie Sauerstoff,<br />
Kohlenstoff, Eisen.<br />
❚ Zum anderen in <strong>Titan</strong>legierungen,<br />
bei denen <strong>Titan</strong> mit<br />
Elementen wie z.B. Aluminium,<br />
Vanadium, Zinn, Chrom,<br />
Zirkonium legiert wird.
<strong>Titan</strong> – Ein Werkstoff mit<br />
einzigartigen Eigenschaften<br />
Ob man in die Tiefen des Weltraums,<br />
der Meere, atomarer<br />
Strukturen oder des menschlichen<br />
Körpers eindringen will,<br />
ohne den Werkstoff <strong>Titan</strong> sind<br />
diese Vorhaben undenkbar.<br />
Denn eine hohe Festigkeit bei<br />
niedriger Dichte, extreme<br />
mechanische und thermische<br />
Belastbarkeit sowie gute Korrosions-<br />
und Erosionsbeständigkeit<br />
haben <strong>Titan</strong> und <strong>Titan</strong>legierungen<br />
zu einem gefragten<br />
Werkstoff werden lassen.<br />
Die vier Reintitansorten decken<br />
einen Festigkeitsbereich von<br />
290 bis 740 N/mm 2 ab. Die unterschiedlichen<br />
Eigenschaften<br />
werden dabei hauptsächlich<br />
durch Abstufung des Sauerstoffgehaltes<br />
erzielt. Mit zunehmendem<br />
Sauerstoffgehalt<br />
nehmen Festigkeit und Härte<br />
zu, während die Zähigkeit<br />
abnimmt.<br />
Um höhere Festigkeitswerte bei<br />
gleichzeitig guter Zähigkeit oder<br />
besondere Eigenschaften zu<br />
erhalten, wird <strong>Titan</strong> legiert. Die<br />
durch Legieren erreichbaren<br />
Festigkeiten gehen über 1200<br />
N/mm 2 hinaus. Palladium- und<br />
Nickel-Molybdän-legiertes <strong>Titan</strong><br />
zeichnet sich gegenüber unlegiertem<br />
<strong>Titan</strong> durch verbesserte<br />
Korrosionsbeständigkeit aus.<br />
<strong>Titan</strong> – Ein Werkstoff mit<br />
vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten<br />
Die Einsatzfelder von <strong>Titan</strong> und<br />
<strong>Titan</strong>legierungen sind vielfältig:<br />
Sie reichen von A wie Automobilindustrie<br />
über Bauwirtschaft,<br />
Chemische Industrie, Luft- und<br />
Raumfahrt bis hin zu Z wie Zellenbau.<br />
Auch im Off-Shore-Bereich,<br />
im Schiffbau sowie in der<br />
Optischen Industrie und der<br />
Schmuckindustrie finden <strong>Titan</strong>werkstoffe<br />
unterschiedlichste<br />
Anwendung.<br />
Für <strong>Titan</strong>legierungen lassen<br />
sich drei Kategorien von<br />
Anwendungen unterscheiden:<br />
❚ Anwendungen, bei denen<br />
gute Struktur- und/oder<br />
Temperatureigenschaften<br />
von <strong>Titan</strong>legierungen im<br />
Verhältnis zu ihrer geringen<br />
Dichte erforderlich sind.<br />
Tatsächlich ist das Verhältnis<br />
zwischen den Festigkeitseigenschaften<br />
und der Dichte<br />
das höchste bei den metallischen<br />
Bauteilen.<br />
❚ Anwendungen, bei denen ein<br />
sehr hoher Korrosionswiderstand<br />
gegen bestimmte<br />
aggressive Medien, wie in<br />
der Chemischen Industrie,<br />
verlangt wird.<br />
❚ Spezielle Anwendungen, die<br />
auf den einzigartigen Eigenschaften<br />
von Reintitan und<br />
<strong>Titan</strong>legierungen basieren.<br />
Grundsätzlich kann <strong>Titan</strong> aber<br />
auch auf anderen als den<br />
angestammten Gebieten eine<br />
interessante Alternative darstellen.<br />
So bietet sich in einer<br />
Reihe von Fällen eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung<br />
Stahl/<strong>Titan</strong> an. Aufgrund seiner<br />
spezifischen Eigenschaften<br />
lassen sich beim Einsatz von<br />
<strong>Titan</strong> im Vergleich zu Stahl<br />
Materialkosten reduzieren.<br />
Denn bei gleicher Festigkeit ist<br />
<strong>Titan</strong> immerhin 42 % leichter<br />
als Stahl. Und weil der Konstrukteur<br />
Volumen benötigt,<br />
aber Gewicht bezahlt, sind auch<br />
die Kosten gegenüber Stahl<br />
entsprechend niedriger.<br />
7
8<br />
Die Einsatzfelder von unlegiertem <strong>Titan</strong><br />
Unlegiertes <strong>Titan</strong> hat in physikalischer<br />
Hinsicht diverse Vorzüge gegenüber<br />
anderen Werkstoffen. So ist die<br />
elektrische und thermische Leitfähigkeit<br />
geringer als bei Stahl. Aufgrund der<br />
geringen Wärmeausdehnung kommt<br />
es bei <strong>Titan</strong>konstruktionen so zu<br />
geringeren Wärmespannungen.<br />
Reintitan zeichnet sich weiterhin durch<br />
eine geringe Verfestigungsneigung auf<br />
und ist entsprechend gut tiefziehfähig.<br />
❚ <strong>Titan</strong> in der Chemischen<br />
Industrie und dem Apparatebau<br />
Vielseitigen Einsatz findet <strong>Titan</strong><br />
in der Chemischen Industrie<br />
und im Apparatebau. Der<br />
Werkstoff wird häufig als Blech<br />
oder Platte benötigt. Besonders<br />
die unlegierten <strong>Titan</strong>-Sorten<br />
eignen sich für Konstruktionsteile<br />
im Chemischen Apparatebau.<br />
Anwendungsgebiete<br />
Behälter, Rührer, Pumpen, Kolonnen,<br />
Gestelle, Siebe, Gewebe,<br />
Mischer, Ventile, Druckreaktoren,<br />
Armaturen, Filter,<br />
Rohrleitungen, Wärmetauscher,<br />
Elektroden und Anodenkörbe<br />
für Metall-Elektrolyse (Cu, Ni,<br />
Co, Zn), Elektroden für Chlor-<br />
Alkali-Elektrolyse, Tankwagen<br />
für Salpetersäure, Tanks für<br />
Natriumchlorat und Kalziumchlorid<br />
Einige der genannten Erzeugnisse<br />
können abhängig von der<br />
Beanspruchung auch aus nied-<br />
riglegierten und legierten <strong>Titan</strong>qualitäten<br />
hergestellt werden.<br />
❚ <strong>Titan</strong> in der Sportindustrie<br />
<strong>Titan</strong> führt zu relevanten<br />
Gewichtsverringerungen bei<br />
Sportgeräten wie Fahrrädern,<br />
Kletterhaken oder Golfschlägern.<br />
Anwendungsgebiete<br />
Fahrradrahmen, Radnaben und<br />
-achsen, Tennisschläger, Köpfe<br />
und Schäfte für Golfschläger,<br />
Schlitten, Bobkonstruktionen,<br />
Hufeisen<br />
❚ <strong>Titan</strong> in der Medizintechnik<br />
Unlegiertes <strong>Titan</strong> kommt in der<br />
Medizintechnik immer dann<br />
zum Einsatz, wenn die gefertigten<br />
Teile keiner extremen<br />
mechanischen Belastung ausgesetzt<br />
sind.<br />
Anwendungsgebiete<br />
Knochen- und Zahn-Implantate,<br />
Gehäuse für Herzschrittmacher,<br />
künstliche Herzklappen,<br />
Chirurgische Instrumente<br />
❚ <strong>Titan</strong> in der Schmuckindustrie<br />
Die Biokompatibilität von Reintitan<br />
wird zunehmend auch für<br />
Uhren und Schmuck genutzt.<br />
Allergien sind so ausgeschlossen;<br />
zudem sind Gewichtsreduzierungen<br />
insbesondere bei<br />
Chronometern erwünscht.<br />
Anwendungsgebiete<br />
Schmuck, Uhren, Brillengestelle,<br />
Kameragehäuse- und -verschlüsse<br />
❚ <strong>Titan</strong> in der Elektronischen<br />
Industrie<br />
Unlegiertes <strong>Titan</strong> ist im Hochvakuum<br />
thermisch hochbelastbar<br />
und verfügt über irreversible<br />
Getter-Eigenschaften. Abgesehen<br />
von Wasserstoff und<br />
Edelgasen eignet es sich deshalb<br />
hervorragend zur Reinigung<br />
von Gasen und wird vor<br />
allem in der Elektronischen<br />
Industrie dafür eingesetzt.
Werkstoff-Eigenschaften von unlegiertem <strong>Titan</strong><br />
Chemische Zusammensetzung der unlegierten <strong>Titan</strong>sorten (Massenanteile in %)<br />
Reintitan DIN- DIN- Luftfahrtunlegiert<br />
Kurzbezeichnung Werkstoff-Nr. Werkstoff-Nr. 3) Fe1) O N C H2) Pd Ni Mo<br />
Grade 1 Ti1 3.7025 3.7024<br />
min.<br />
max.<br />
–<br />
0,15<br />
–<br />
0,12<br />
–<br />
0,05<br />
–<br />
0,06<br />
–<br />
0,013<br />
–<br />
–<br />
–<br />
–<br />
–<br />
–<br />
Grade 2 Ti 2 3.7035 3.7034<br />
min.<br />
max.<br />
–<br />
0,20<br />
–<br />
0,18<br />
–<br />
0,05<br />
–<br />
0,06<br />
–<br />
0,013<br />
–<br />
–<br />
–<br />
–<br />
–<br />
–<br />
1) Ein Eisengehalt von max. 0,10 % kann vereinbart werden.<br />
2) Für Bleche � 2 mm Dicke und anderes Halbzeug � 2 mm Durchmesser ist ein Wasserstoffgehalt von max. 0,015 % zulässig.<br />
3) Bei den Luftfahrtwerkstoffen gelten geringfügig abweichende Werte für die chemische Zusammensetzung.<br />
Nach DIN 17 850 und 17 851 sind sonstige Elemente mit einem Gehalt von max. 0,1 % (einzeln) und 0,4 % (zusammen) zulässig, Rest <strong>Titan</strong>.<br />
Physikalische Eigenschaften und Umformparameter der unlegierten <strong>Titan</strong>sorten (Richtwerte)<br />
Reintitan Dichte Spezifische Wärme Mittlerer linearer Wärmeleitfähigkeit Spezifischer<br />
unlegiert bei 20 °C bei 400 °C Wärmeausdehnungskoeffizient bei 20 °C bei 400 °C elektrischer Widerstand<br />
10-6 /°C bei 20 °C bei 400 °C<br />
g/cm3 J/kg K J/kg K 20–200 °C 20–400 °C W/m K W/m K Ohm mm2 /m Ohm mm2 /m<br />
Grade 1<br />
3.7025<br />
4,5 520 630 8,7 9,3 22,6 19,3 0,47 1,18<br />
Grade 2<br />
3.7035<br />
4,5 520 630 8,7 9,3 22,6 19,3 0,48 1,18<br />
Physikalische Eigenschaften und Umformparameter der niedriglegierten <strong>Titan</strong>sorten (Richtwerte)<br />
Reintitan E-Modul G-Modul Relative Warmumformung Blechumformung<br />
unlegiert bei 20 °C bei 400 °C bei 20 °C magnetische Temperaturbereiche Mindest-Biegeradius (mm) Umformtemperatur<br />
Permeabilität bei Blechdicke s °C<br />
kN/mm2 kN/mm2 kN/mm2 °C s = 1 s = 2 s = 4 einfach komplex<br />
Grade 1<br />
3.7025<br />
105 80 38 1,000178 870–650 2,5 6 12 20 20<br />
Grade 2<br />
3.7035<br />
105 80 38 1,000178 870–650 4 8 16 20 150–400<br />
Mechanisch-technologische Eigenschaften der unlegierten <strong>Titan</strong>sorten im geglühten Zustand bei Raumtemperatur<br />
Reintitan Dehngrenzen Zugfestigkeit Bruchdehnung Kerbschlagarbeit5) DVM-Probe Bruch- Brinellunlegiert<br />
Rp0,24) Rp1,0 Rm A5 Av einschnürung härte6) MPa MPa MPa % J Z Richtwert<br />
(N/mm2 ) (N/mm2 ) (N/mm2 ) längs quer7) längs quer % HB 30<br />
min. min. min. max. min. min. min. min. min.<br />
Grade 1<br />
3.7025<br />
180 200 290 410 30 (24) 8) 25 83 62 35 120<br />
Grade 2<br />
3.7035<br />
250 270 390 540 22 20 41 34 30 150<br />
4) In den Werkstoffleistungsblättern für Luftfahrtwerkstoffe werden geringfügig höhere 0,2 %-Dehngrenzen verlangt.<br />
5) Bei Bändern und Blechen wird entweder der Biegeversuch mit einem Biegewinkel von 105° in Querrichtung für Nenndicken � 5 mm oder der Kerbschlagbiegeversuch<br />
in Querrichtung für Nenndicken � 5 mm durchgeführt.<br />
6) Die Härte an Blechen � 3 mm Dicke wird nach Vickers bestimmt und kann nach diesem Prüfverfahren um 15 % höher sein als bei einer Prüfung nach Brinell.<br />
7) Diese Werte gelten nur für Stäbe und Schmiedestücke. Bei Bändern und Blechen sind die Anforderungen in Längs- und Querrichtung gleich.<br />
8) A50-Werte in Klammern für Bleche � 5 mm Dicke.<br />
Werte für die mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen und Langzeit-Warmfestigkeitswerte können den Beiblättern zu den Werkstoff-Leistungsblättern<br />
der Deutschen Luftfahrt WL 3.7024, WL 3.7034, WL 3.7064 und dem VdTÜV-Werkstoffblatt 230 entnommen werden.<br />
9
10<br />
Einsatzfelder von niedriglegiertem <strong>Titan</strong><br />
Niedriglegiertes <strong>Titan</strong> findet zu Wasser<br />
gleichermaßen Einsatz wie zu Land.<br />
Beispiele sind die Off-Shore-Technik<br />
und der Schiffbau sowie die Bauwirtschaft.<br />
Dabei entspricht Palladiumlegiertes<br />
<strong>Titan</strong> in seinen technologischen<br />
Eigenschaften denen des<br />
unlegierten <strong>Titan</strong>s gleicher Festigkeitsgruppe.<br />
Durch Zusatz geringster Mengen<br />
Palladium wird eine Verbesserung<br />
der Korrosionsbeständigkeit in reduzierenden<br />
Medien erreicht.<br />
Anwendungsgebiete<br />
Off-Shore-Technik<br />
Kühler, Kondensatoren, Wärmetauscher,<br />
Bodenplatten für Rohrwärmetauscher,<br />
Rohrleitungen,<br />
Feuerlöscheinrichtungen, Flansche,<br />
Tiefbohrsteigleitungen,<br />
Bohrgestänge, Flexible Risers,<br />
Stress Joints (Rohrverbindungen),<br />
Gehäuse für Messgeräte,<br />
Draht<br />
Anwendungsgebiete<br />
Schiffbau<br />
Schiffsschrauben, Ruderschäfte,<br />
Propellerwellen, Gehäuse für<br />
Instrumente, Kreiselkompasse,<br />
Strahlpumpen, Radarkomponenten<br />
für den Mast-Top, Minen-<br />
Räumboote, Ausrüstungen für<br />
Rennjachten, Anoden für kathodischen<br />
Schutz<br />
Anwendungsgebiete<br />
Bauindustrie<br />
Sanierung von Baudenkmälern,<br />
TI-Anoden für den kathodischen<br />
Schutz von Stahl in Beton, Elemente<br />
für Dächer und Fassaden,<br />
Armierung von Beton
Werkstoff-Eigenschaften von niedriglegiertem <strong>Titan</strong><br />
Chemische Zusammensetzung der niedriglegierten <strong>Titan</strong>sorten (Massenanteile in %)<br />
<strong>Titan</strong> DIN- DIN- ASTM<br />
niedriglegiert Kurzbezeichnung Werkstoff-Nr. Fe1) O N C H2) Pd Ni Mo<br />
Grade 7 Ti 2 Pd 3.7235 (Grade 7)<br />
min. – – – – – 0,15 – –<br />
3)<br />
max. 0,20 0,18 0,05 0,06 0,013 0,25 – –<br />
1) Ein Eisengehalt von max. 0,10 % kann vereinbart werden.<br />
2) Für Bleche � 2 mm Dicke und anderes Halbzeug � 2 mm Durchmesser ist ein Wasserstoffgehalt von max. 0,015 % zulässig.<br />
3) Klammerangaben entsprechen nur angenäherten Vergleichsbezeichnungen.<br />
Nach DIN 17 850 und 17 851 sind sonstige Elemente mit einem Gehalt von max. 0,1 % (einzeln) und 0,4 % (zusammen) zulässig, Rest <strong>Titan</strong>.<br />
Physikalische Eigenschaften und Umformparameter der niedriglegierten <strong>Titan</strong>sorten (Richtwerte)<br />
<strong>Titan</strong> Dichte Spezifische Wärme Mittlerer linearer Wärmeleitfähigkeit Spezifischer<br />
niedriglegiert bei 20 °C bei 400 °C Wärmeausdehnungskoeffizient bei 20 °C bei 400 °C elektrischer Widerstand<br />
10-6 /°C bei 20 °C bei 400 °C<br />
g/cm3 J/kg K J/kg K 20–200 °C 20–400 °C W/m K W/m K Ohm mm2 /m Ohm mm2 /m<br />
Grade 7<br />
3.7235<br />
4,5 520 630 8,7 9,3 22,6 19,3 0,50 1,18<br />
Physikalische Eigenschaften und Umformparameter der niedriglegierten <strong>Titan</strong>sorten (Richtwerte)<br />
<strong>Titan</strong> E-Modul G-Modul Relative Warmumformung Blechumformung<br />
niedriglegiert bei 20 °C bei 400 °C bei 20 °C magnetische Temperaturbereiche Mindest-Biegeradius (mm) Umformtemperatur<br />
Permeabilität bei Blechdicke s °C<br />
kN/mm2 kN/mm2 kN/mm2 °C s = 1 s = 2 s = 4 einfach komplex<br />
Grade 7<br />
3.7235<br />
105 80 38 – 870–650 4 8 16 20 150–400<br />
Mechanisch-technologische Eigenschaften der niedriglegierten <strong>Titan</strong>sorten im geglühten Zustand bei Raumtemperatur<br />
<strong>Titan</strong> Dehngrenzen Zugfestigkeit Bruchdehnung Kerbschlagarbeit4) DVM-Probe Bruch- Brinellniedriglegiert<br />
Rp0,2 Rp1,0 Rm A5 Av einschnürung härte5) MPa MPa MPa % J Z Richtwert<br />
(N/mm2 ) (N/mm2 ) (N/mm2 ) längs quer6) längs quer % HB 30<br />
min. min. min. max. min. min. min. min. min.<br />
Grade 7<br />
3.7235<br />
250 270 390 540 22 20 41 34 30 150<br />
4) Bei Bändern und Blechen wird entweder der Biegeversuch mit einem Biegewinkel von 105° in Querrichtung für Nenndicken � 5 mm oder der Kerbschlagbiegeversuch<br />
in Querrichtung für Nenndicken � 5 mm durchgeführt.<br />
5) Die Härte an Blechen � 3 mm Dicke wird nach Vickers bestimmt und kann nach diesem Prüfverfahren um 15 % höher sein als bei einer Prüfung nach Brinell.<br />
6) Diese Werte gelten nur für Stäbe und Schmiedestücke. Bei Bändern und Blechen sind die Anforderungen in Längs- und Querrichtung gleich.<br />
Werte für die mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen und Langzeit-Warmfestigkeitswerte können den Beiblättern zu den Werkstoff-Leistungsblättern<br />
der Deutschen Luftfahrt WL 3.7024, WL 3.7034, WL 3.7064 und dem VdTÜV-Werkstoffblatt 230 entnommen werden.<br />
11
12<br />
Einsatzfelder von legiertem <strong>Titan</strong><br />
Wo die Festigkeitseigenschaften der unlegierten oder<br />
niedriglegierten <strong>Titan</strong>werkstoffe nicht ausreichend sind,<br />
kommt legiertes <strong>Titan</strong> zur Anwendung. Aufgrund des<br />
gegenüber Stahl besonderen Verhältnisses von Festigkeit<br />
zu Dichte lassen sich beträchtliche Gewichtseinsparungen<br />
erzielen – zwingend im Bereich Luft- und Raumfahrt.<br />
Auch bei Teilen, etwa im Maschinenbau, die großen<br />
Beschleunigungskräften ausgesetzt sind, sind <strong>Titan</strong>legierungen<br />
oftmals der einzige geeignete Werkstoff.
Es lassen sich – entsprechend<br />
dem Gefügezustand – drei<br />
Gruppen von <strong>Titan</strong>legierungen<br />
unterscheiden:<br />
(�)-Legierungen<br />
(�+�)-Legierungen<br />
(�)-Legierungen<br />
Durch unterschiedliche<br />
Legierungszusätze wird das<br />
Umwandlungsverhalten und<br />
damit der Gefügezustand<br />
beeinflusst.<br />
Ferner zeichnet sich legiertes<br />
<strong>Titan</strong> durch gute Warmfestigkeit<br />
und Kriechbeständigkeit,<br />
hohe Dauerfestigkeit und<br />
Bruchzähigkeit sowie niedrige<br />
Geschwindigkeiten bei der<br />
Rissfortpflanzung und geringe<br />
Wärmeausdehnung aus. Es<br />
liegt ein hoher Schmelzpunkt<br />
vor.<br />
❚ <strong>Titan</strong> in der Luft- und<br />
Raumfahrt und im Zellenbau<br />
Die Summe seiner Eigenschaften<br />
hat <strong>Titan</strong> zum geeigneten<br />
Werkstoff zur Herstellung von<br />
Komponenten für die Luft- und<br />
Raumfahrt gemacht. <strong>Titan</strong> und<br />
seine Legierungen werden<br />
dabei sowohl im Flugtriebwerkbau<br />
als auch im Zellenbau<br />
eingesetzt.<br />
Anwendungsgebiete<br />
Triebwerke, Verdichterscheiben<br />
und -schaufeln, Fan-Scheiben<br />
und Schaufeln, Gehäuse,<br />
Nachbrenneraußenverkleidungen,<br />
Flanschringe, Distanzringe,<br />
Schrauben, Hydraulikleitungen,<br />
Heißluftleitungen,<br />
Rotorköpfe für Hubschrauber,<br />
Beschläge, Schrauben, Fahrwerkteile,<br />
Flügelkasten, Rumpfspante,<br />
Führungen für Landeklappen<br />
und Vorflügel, Bremsenzubehör,<br />
Bleche für die<br />
Außenhaut von Flugzeugen,<br />
Triebwerksaufhängungen,<br />
Fahrwerkkomponenten, Flügellagerbuchsen,Längsversteifungen<br />
von Flugbooten,<br />
Brandschotts, Verkleidungen,<br />
Hydraulikleitungen, Enteisungsanlagen,<br />
SPF-Formteile<br />
❚ <strong>Titan</strong> in der Automobilindustrie<br />
Gewichtsreduktion, hervorragende<br />
Korrosionsbeständigkeit<br />
und optimale Konstruktionseigenschaften<br />
lassen <strong>Titan</strong><br />
auch in der Automobilindustrie<br />
zu einem immer gefragteren<br />
Werkstoff werden.<br />
Anwendungsgebiete<br />
Pleuelstangen und -schrauben,<br />
Ventile, Ventilfedern, Ventilteller,<br />
Kurbelwellen, Nockenwellen,<br />
Antriebswellen, Torsionsstäbe,<br />
Radaufhängungen,<br />
Schraubenfedern, Schrauben,<br />
Kupplungskomponenten,<br />
Abgasanlagen, Kugelgelenke,<br />
Getriebe, Getriebesynchronisierung<br />
❚ <strong>Titan</strong> in der Medizintechnik<br />
Insbesondere bei Dauerimplantaten,<br />
bei denen es um Eigenschaften<br />
wie Gewebeverträglichkeit,<br />
Elastizität, Belastbarkeit<br />
und Verschleißfreiheit geht,<br />
greift die moderne Medizin auf<br />
<strong>Titan</strong>werkstoffe zurück.<br />
Anwendungsgebiete<br />
Hüftgelenkendoprothesen,<br />
Kniegelenkprothesen, Knochenschienen,<br />
Knochennägel,<br />
Knochenschrauben, Gehäuse<br />
für Herzschrittmacher, Herzklappen,<br />
Instrumente, Zahnersatz,<br />
Hörgeräte, schnell<br />
laufende Blutzentrifugen,<br />
Rollstühle<br />
13
14<br />
Werkstoff-Eigenschaften von legiertem <strong>Titan</strong><br />
Chemische Zusammensetzung der <strong>Titan</strong>legierungen (Massenanteile in %)<br />
<strong>Titan</strong> DIN- DIN- Luftfahrtlegiert<br />
Kurzbezeichnung Werkstoff-Nr. Werkstoff-Nr. Al V Fe Mo Sn Zr Cu Si O H2) N C<br />
Grade 5<br />
min. 5,5 3,5 – – – – – – – – – –<br />
1) TiAl6V4 3.7165 3.7164<br />
max. 6,75 4,5 0,30 – – – – – 0,20 0,015 0,05 0,08<br />
1) Für spezielle Anwendungsfälle bei tiefen Temperaturen kann diese Legierung mit niedrigen Gehalten an Begleitelementen hergestellt werden.<br />
2) Der Wasserstoffgehalt wird im Lieferzustand bestimmt.<br />
Nach DIN 17 851 sind sonstige Elemente mit einem Gehalt von max. 0,1 % (einzeln) und 0,4 % (zusammen) zulässig, Rest <strong>Titan</strong>.<br />
Physikalische Eigenschaften (Richtwerte) der <strong>Titan</strong>legierungen<br />
<strong>Titan</strong> Phasentyp bei Dichte Spezifische Mittlerer Wärme- Spezifischer E-Modul Umwandlungslegiert<br />
Raumtemperatur Wärme linearer Wärme- leitfähigkeit elektrischer bei 20 °C temperatur<br />
bei 20 °C ausdehnungs- bei 20 °C Widerstand �/(� + �)<br />
koeffizient bei 20 °C<br />
g/cm3 J/kg K 10-6 /°C W/m K mm2 /m kN/mm2 °C<br />
Grade 5<br />
3.7165<br />
� + � 4,43 560 9,3 7,1 1,71 110 990<br />
Mechanisch-technologische Eigenschaften der <strong>Titan</strong>legierungen im geglühten und ausgehärteten Zustand bei Raumtemperatur<br />
<strong>Titan</strong> Abmessung Dehngrenzen 3) Zugfestigkeit Bruchdehnung Brucheinschnürung Brinelllegiert<br />
bzw. Dicke Rp0,2 R m A 5 Z härte<br />
MPa (N/mm 2 ) MPa (N/mm 2 ) % % Richtwert<br />
geglüht ausgehärtet geglüht ausgehärtet geglüht ausgehärtet geglüht ausgehärtet HB 30<br />
mm min. min. min. min. min. min. min. min. geglüht<br />
Grade 5 0,6–6,0 (� 13) 5) 870 1030 920 1100 8 4) 8 – 20 310<br />
3.7164 � 80 (� 25) 5) 830 1000 900 1070 10 8 25 15 310<br />
80–150 830 – 900 – 8 – 20 – 310<br />
3) In den Werkstoffleistungsblättern für Luftfahrtwerkstoffe werden geringfügig höhere 0,2 %-Dehngrenzen verlangt.<br />
4) A50-Werte für Bleche � 5 mm Dicke.<br />
5) Die in Klammern gesetzten Abmessungen beziehen sich auf den ausgehärteten Zustand.
<strong>ThyssenKrupp</strong> <strong>Schulte</strong> und<br />
<strong>ThyssenKrupp</strong> Metallcenter<br />
sind vom Bundesverband der<br />
Luft- und Raumfahrtindustrie<br />
(BDLI) zertifiziert. Auch in<br />
Frankreich verfügt der Unternehmenskreis<br />
mit seiner Tochtergesellschaft<br />
über entsprechende<br />
Zulassungen: Hier ist<br />
seit langem umfangreiches<br />
Know-how als Lagerhalter und<br />
Dienstleister für die Luft- und<br />
Raumfahrtindustrie gegeben.<br />
15
1/2004 DD
Neue Perspektiven mit <strong>Titan</strong><br />
<strong>ThyssenKrupp</strong> <strong>Schulte</strong><br />
Wullbrandt + Seele · Herzig + Marschall · Fritz Bollmann · Jacob Bek<br />
Bucher + Mayer · Freiburger Stahlhandel · <strong>ThyssenKrupp</strong> Metallcenter<br />
tk