*16-Seiter Titan - ThyssenKrupp Schulte GmbH

2
ThyssenKrupp Schulte –
Werkstoffe nach Maß
Kundenorientierung bedeutet seit
langem für ThyssenKrupp Schulte
mehr als umfangreiche Bevorratung
von Werkstoffen und termingerechte
Auftragsabwicklung. Heute geht es
darüber hinaus um individuelle, auf
Verarbeiterkunden ausgerichtete
Leistungsangebote und Lösungen.
Programmbreite und Spezialisierung,
Anarbeitung unter dem Stichwort „Werkstoffe
nach Maß“ sowie Angebote bei
Logistik, Materialwirtschaft und Dienstleistungen
bei Outsourcing-Konzepten
der Kunden – mit diesen Leistungen
hat sich ThyssenKrupp Schulte eine
anerkannte Position erarbeitet.

Als Anbieter und Dienstleister
für Walzstahl, Rohre, Edelstahl,
NE-Metalle und Kunststoffe
wurde ein umfassendes
Produkt- und Serviceprogramm
für Industrie, Handwerk und
Bauwirtschaft entwickelt und
durch hohes Investment in ein
leistungsstarkes Lager- und
Logistik-System umgesetzt.
ThyssenKrupp Schulte ist in
Deutschland flächendeckend
und kundennah vertreten. Zum
umfassenden Verkaufsnetz
gehören 35 Niederlassungen.
Zahlreiche in- und ausländische
Tochtergesellschaften in ganz
Europa zählen weiterhin zum
Unternehmenskreis.
Die lokale Lagerhaltung wird
in immer stärkerem Umfang
durch ein System moderner
und leistungsfähiger Zentralläger
wirkungsvoll ergänzt.
Diese zeitnahe Lagerhaltung
weist einen hohen Spezialisierungsgrad
auf und bietet eine
ausgefeilte Logistik.
Die Zentralläger sind inzwischen
zu leistungsfähigen
Service-Centren ausgebaut
worden. Hier stehen moderne
Maschinenparks mit großen
Kapazitäten für kundenorientierte
Dienstleistungen zur
Verfügung.
ThyssenKrupp Schulte hat seit
langem ein besonderes Augenmerk
auf ein wachsendes
Dienstleistungsangebot zur
Unterstützung und in Arbeitsteilung
mit den Kunden gelegt.
Umfangreiche Maschinenkapazitäten
garantieren „Werkstoffe
nach Maß“ nach Kundenvorgaben
und in engsten Toleranzen:
Als Scheren-, Plasma- und Laserzuschnitte
bietet Thyssen-
Krupp Schulte Ringe, Ronden,
Fixformate und Fixlängen, über
Spalt- und Querteiltechnik
Längs- und Quergutabschnitte
vom Coil und – last but not
least – Oberflächenbearbeitung
in Form von Schleifen und Bürsten.
Ein großer Teil der modernen
Kapazitäten für die kundenorientierte
Anarbeitung ist in
Dortmund – dem europaweit
führenden Logistik- und Service-Center
– und in Karlsruhe
bei ThyssenKrupp Metallcenter
konzentriert. Beide Betriebsstätten
sind ganz auf Edelstahl
und NE-Metalle ausgerichtet.
Über die klassische Lagerhaltung
und Belieferung hinaus
übernimmt ThyssenKrupp
Schulte alle Wünsche der Kunden
bis zu „just-in-time“-Aufträgen
zur Materialversorgung
in die laufende Produktion oder
für die betriebsinternen Läger
der Instandhaltung und Repa-
ratur bei Kunden. Als neuer
Dienstleistungsbereich wird
auch die Übernahme des kompletten
Managements innerhalb
der Materialwirtschaftskette
(Supply Chain Management) für
Industriebetriebe angeboten.
Für praxisnahe Beratung über
Einsatz, Verarbeitung und
Werkstoff-Alternativen stehen
die Mitarbeiter in den Verkaufsabteilungen
vor Ort ebenso
zuverlässig zur Verfügung wie
überregional eingesetzte Berater
von ThyssenKrupp Schulte.
3

4
Ein neues Programm – Titan
Neben umfassenden Lagerprogrammen
bei Aluminium, Kupfer und
Messing hat ThyssenKrupp Schulte nun
auch neu Titan im Programm. Dieser
hochwertige Werkstoff ist als Halbzeug,
legiert, niedriglegiert und unlegiert
erhältlich – als Blech, Platte, Stab, Rohr
und als Coil.
ThyssenKrupp Schulte hat die
Lagerhaltung und Distribution
von Titan-Halbzeug für die Deutsche
Titan GmbH übernommen.
Diese neue Marktkooperation
führt die vielfältigen Kompetenzen
in Forschung, Entwicklung
und Herstellung der Deutschen
Titan GmbH und das Know-how
von über 50 Jahren zusammen
mit den Stärken eines modernen
Handels- und Dienstleistungsunternehmens.
ThyssenKrupp
Schulte – mit über 100 Jahren
Geschäftstradition als HandelsundDienstleistungsunternehmen
– ist mit seinen vielfältigen
Leistungsprofilen tief in die
Materialwirtschaft der Kundenbetriebe
eingebunden.

Liefer- und Anarbeitungsprogramm
Reintitan Flachprodukte
DIN- Werkstoff- VdTÜV- ASTM/ASME
Werkstoff-Nr. Leistungsblatt
(WL)
Bezeichnung
3.7025 3.7024 Ti1 Grade 1
3.7035 3.7034 Ti 2 Grade 2
3.7055 – Ti 3 Grade 3
Produkt Stärke (mm) Breite (mm) Länge (mm)
Folie 0,1–0,4 610 Coil
Kaltgewalzte
Bleche
aus Bändern
0,5–2,0 1000
1250
10000
Warmgewalzte
Bleche
aus Bändern
2,5–6,0 1000
1250
10000
Stückblech
gewalzt
3,0–65,0 2000 12000
Max. Stück-
gew. 1500 kg
Titanlegierungen Flachprodukte
DIN- Werkstoff- DIN- ASTM AMS4911
Werkstoff-Nr. Leistungsblatt
(WL)
Bezeichnung
3.7165 3.7164 TiAl6V4 Grade 5 6AL-4V
Produkt Stärke (mm) Breite (mm) Länge (mm)
Stückblech
gewalzt
5,0–45,0 1219 3048
Reintitan und Titanlegierungen Langprodukte
DIN- Werkstoff- Bezeichnung ASTM Medizintechnik
Werkstoff-Nr. Leistungsblatt
(WL)
3.7035 3.7034 Ti 2 Grade 2
ISO 5832/2
ASTM F 67
3.7165 3.7164 TiAl6V4 Grade 5 ISO 5832/3
- - TiAl6V4 ELI Grade 23 ASTM F 136
Produkt Ø (mm) Länge (m)
Gewalzte
Rundstangen
1–50 HL 2–4
Geschmiedete
Rundstangen
50–350 HL 2–4
Produktionsmöglichkeiten
über die Deutsche Titan
Geschweißte Rohre in Grade 1 und Grade 2 sind auf Anfrage lieferbar.
In der Übersicht finden sich nur die geläufigen Halbzeugformen, weitere können auf
Anfrage beschafft werden.
Gratarme Sägezuschnitte
Maßgenaue rechtwinklige
Blech- und Plattenzuschnitte
Dicken 1–300 mm
Breiten 30–2000 mm
Längen 30–4000 mm
Längen- und Breitentoleranzen
von �0,5 mm. Bei Einzelfertigung auf
Wunsch von �0,2 mm.
Scherenzuschnitte
Arbeitsbereich 2500� 6000 mm
Blechdicke 1,0–10 mm
Toleranz �1 mm
Ronden und Ringe
Dicken 1–150 mm
Durchmesser 110–1480 mm
Toleranzen
für Außendurchmesser �0/�1 mm
für Innendurchmesser �1/�0 mm
bis max. 100 kg
Blechfolierung
Beschichtung von Blechen
mit Schutzfolien
auf Ober- und/oder Unterseite
Breite max. 1500 mm
Länge max. 4000 mm
Längsteilen
Stärke 0,2–4 mm
Breite 5–1600 mm
Querteilen
Stärke 0,3–5,0 mm
Länge 210–10500 mm
Sonstiges
– Verschiedene Toleranzfelder
– Schneiden unter Direkteinzug
– Richtaggregate
für säbelarme Schmalbänder
– Minimaler Schneidgrad
– Vollautomatische Verpackungslinie
– Folieren ein-/beidseitig
5

6
Titan – Ein Werkstoff mit Zukunft
1200 N/mm 2
1000
Seit Entwicklung eines wirtschaftlichen
und qualitativ zuverlässigen Verfahrens
zur Gewinnung von Titan aus Erzen
Mitte der 50er Jahre des vergangenen
Jahrhunderts haben sich verschiedene
Titan-Basiswerkstoffe entwickelt, die
auf die speziellen Verarbeiterbedürfnisse
ausgerichtet sind.
800
600
400
200
0
Grade 1/
3.7025
Zugfestigkeiten Rm von Titan
Grade 2/
3.7035
Reintitan unlegiert
Grade 11/
3.7235
Grade 5/
3.7164
Reintitan niedriglegiert Reintitan legiert
Die Titan-Basiswerkstoffe
lassen sich in zwei Hauptgruppen
unterteilen:
❚ Zum einen in Reintitan
(c.p. Ti = commercial pure Ti),
das zusammengesetzt ist aus
> 99,2 % Titan, zuzüglich der
Begleitelemente wie Sauerstoff,
Kohlenstoff, Eisen.
❚ Zum anderen in Titanlegierungen,
bei denen Titan mit
Elementen wie z.B. Aluminium,
Vanadium, Zinn, Chrom,
Zirkonium legiert wird.

Titan – Ein Werkstoff mit
einzigartigen Eigenschaften
Ob man in die Tiefen des Weltraums,
der Meere, atomarer
Strukturen oder des menschlichen
Körpers eindringen will,
ohne den Werkstoff Titan sind
diese Vorhaben undenkbar.
Denn eine hohe Festigkeit bei
niedriger Dichte, extreme
mechanische und thermische
Belastbarkeit sowie gute Korrosions-
und Erosionsbeständigkeit
haben Titan und Titanlegierungen
zu einem gefragten
Werkstoff werden lassen.
Die vier Reintitansorten decken
einen Festigkeitsbereich von
290 bis 740 N/mm 2 ab. Die unterschiedlichen
Eigenschaften
werden dabei hauptsächlich
durch Abstufung des Sauerstoffgehaltes
erzielt. Mit zunehmendem
Sauerstoffgehalt
nehmen Festigkeit und Härte
zu, während die Zähigkeit
abnimmt.
Um höhere Festigkeitswerte bei
gleichzeitig guter Zähigkeit oder
besondere Eigenschaften zu
erhalten, wird Titan legiert. Die
durch Legieren erreichbaren
Festigkeiten gehen über 1200
N/mm 2 hinaus. Palladium- und
Nickel-Molybdän-legiertes Titan
zeichnet sich gegenüber unlegiertem
Titan durch verbesserte
Korrosionsbeständigkeit aus.
Titan – Ein Werkstoff mit
vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten
Die Einsatzfelder von Titan und
Titanlegierungen sind vielfältig:
Sie reichen von A wie Automobilindustrie
über Bauwirtschaft,
Chemische Industrie, Luft- und
Raumfahrt bis hin zu Z wie Zellenbau.
Auch im Off-Shore-Bereich,
im Schiffbau sowie in der
Optischen Industrie und der
Schmuckindustrie finden Titanwerkstoffe
unterschiedlichste
Anwendung.
Für Titanlegierungen lassen
sich drei Kategorien von
Anwendungen unterscheiden:
❚ Anwendungen, bei denen
gute Struktur- und/oder
Temperatureigenschaften
von Titanlegierungen im
Verhältnis zu ihrer geringen
Dichte erforderlich sind.
Tatsächlich ist das Verhältnis
zwischen den Festigkeitseigenschaften
und der Dichte
das höchste bei den metallischen
Bauteilen.
❚ Anwendungen, bei denen ein
sehr hoher Korrosionswiderstand
gegen bestimmte
aggressive Medien, wie in
der Chemischen Industrie,
verlangt wird.
❚ Spezielle Anwendungen, die
auf den einzigartigen Eigenschaften
von Reintitan und
Titanlegierungen basieren.
Grundsätzlich kann Titan aber
auch auf anderen als den
angestammten Gebieten eine
interessante Alternative darstellen.
So bietet sich in einer
Reihe von Fällen eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
Stahl/Titan an. Aufgrund seiner
spezifischen Eigenschaften
lassen sich beim Einsatz von
Titan im Vergleich zu Stahl
Materialkosten reduzieren.
Denn bei gleicher Festigkeit ist
Titan immerhin 42 % leichter
als Stahl. Und weil der Konstrukteur
Volumen benötigt,
aber Gewicht bezahlt, sind auch
die Kosten gegenüber Stahl
entsprechend niedriger.
7

8
Die Einsatzfelder von unlegiertem Titan
Unlegiertes Titan hat in physikalischer
Hinsicht diverse Vorzüge gegenüber
anderen Werkstoffen. So ist die
elektrische und thermische Leitfähigkeit
geringer als bei Stahl. Aufgrund der
geringen Wärmeausdehnung kommt
es bei Titankonstruktionen so zu
geringeren Wärmespannungen.
Reintitan zeichnet sich weiterhin durch
eine geringe Verfestigungsneigung auf
und ist entsprechend gut tiefziehfähig.
❚ Titan in der Chemischen
Industrie und dem Apparatebau
Vielseitigen Einsatz findet Titan
in der Chemischen Industrie
und im Apparatebau. Der
Werkstoff wird häufig als Blech
oder Platte benötigt. Besonders
die unlegierten Titan-Sorten
eignen sich für Konstruktionsteile
im Chemischen Apparatebau.
Anwendungsgebiete
Behälter, Rührer, Pumpen, Kolonnen,
Gestelle, Siebe, Gewebe,
Mischer, Ventile, Druckreaktoren,
Armaturen, Filter,
Rohrleitungen, Wärmetauscher,
Elektroden und Anodenkörbe
für Metall-Elektrolyse (Cu, Ni,
Co, Zn), Elektroden für Chlor-
Alkali-Elektrolyse, Tankwagen
für Salpetersäure, Tanks für
Natriumchlorat und Kalziumchlorid
Einige der genannten Erzeugnisse
können abhängig von der
Beanspruchung auch aus nied-
riglegierten und legierten Titanqualitäten
hergestellt werden.
❚ Titan in der Sportindustrie
Titan führt zu relevanten
Gewichtsverringerungen bei
Sportgeräten wie Fahrrädern,
Kletterhaken oder Golfschlägern.
Anwendungsgebiete
Fahrradrahmen, Radnaben und
-achsen, Tennisschläger, Köpfe
und Schäfte für Golfschläger,
Schlitten, Bobkonstruktionen,
Hufeisen
❚ Titan in der Medizintechnik
Unlegiertes Titan kommt in der
Medizintechnik immer dann
zum Einsatz, wenn die gefertigten
Teile keiner extremen
mechanischen Belastung ausgesetzt
sind.
Anwendungsgebiete
Knochen- und Zahn-Implantate,
Gehäuse für Herzschrittmacher,
künstliche Herzklappen,
Chirurgische Instrumente
❚ Titan in der Schmuckindustrie
Die Biokompatibilität von Reintitan
wird zunehmend auch für
Uhren und Schmuck genutzt.
Allergien sind so ausgeschlossen;
zudem sind Gewichtsreduzierungen
insbesondere bei
Chronometern erwünscht.
Anwendungsgebiete
Schmuck, Uhren, Brillengestelle,
Kameragehäuse- und -verschlüsse
❚ Titan in der Elektronischen
Industrie
Unlegiertes Titan ist im Hochvakuum
thermisch hochbelastbar
und verfügt über irreversible
Getter-Eigenschaften. Abgesehen
von Wasserstoff und
Edelgasen eignet es sich deshalb
hervorragend zur Reinigung
von Gasen und wird vor
allem in der Elektronischen
Industrie dafür eingesetzt.

Werkstoff-Eigenschaften von unlegiertem Titan
Chemische Zusammensetzung der unlegierten Titansorten (Massenanteile in %)
Reintitan DIN- DIN- Luftfahrtunlegiert
Kurzbezeichnung Werkstoff-Nr. Werkstoff-Nr. 3) Fe1) O N C H2) Pd Ni Mo
Grade 1 Ti1 3.7025 3.7024
min.
max.
–
0,15
–
0,12
–
0,05
–
0,06
–
0,013
–
–
–
–
–
–
Grade 2 Ti 2 3.7035 3.7034
min.
max.
–
0,20
–
0,18
–
0,05
–
0,06
–
0,013
–
–
–
–
–
–
1) Ein Eisengehalt von max. 0,10 % kann vereinbart werden.
2) Für Bleche � 2 mm Dicke und anderes Halbzeug � 2 mm Durchmesser ist ein Wasserstoffgehalt von max. 0,015 % zulässig.
3) Bei den Luftfahrtwerkstoffen gelten geringfügig abweichende Werte für die chemische Zusammensetzung.
Nach DIN 17 850 und 17 851 sind sonstige Elemente mit einem Gehalt von max. 0,1 % (einzeln) und 0,4 % (zusammen) zulässig, Rest Titan.
Physikalische Eigenschaften und Umformparameter der unlegierten Titansorten (Richtwerte)
Reintitan Dichte Spezifische Wärme Mittlerer linearer Wärmeleitfähigkeit Spezifischer
unlegiert bei 20 °C bei 400 °C Wärmeausdehnungskoeffizient bei 20 °C bei 400 °C elektrischer Widerstand
10-6 /°C bei 20 °C bei 400 °C
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
Grade 1
3.7025
4,5 520 630 8,7 9,3 22,6 19,3 0,47 1,18
Grade 2
3.7035
4,5 520 630 8,7 9,3 22,6 19,3 0,48 1,18
Physikalische Eigenschaften und Umformparameter der niedriglegierten Titansorten (Richtwerte)
Reintitan E-Modul G-Modul Relative Warmumformung Blechumformung
unlegiert bei 20 °C bei 400 °C bei 20 °C magnetische Temperaturbereiche Mindest-Biegeradius (mm) Umformtemperatur
Permeabilität bei Blechdicke s °C
kN/mm2 kN/mm2 kN/mm2 °C s = 1 s = 2 s = 4 einfach komplex
Grade 1
3.7025
105 80 38 1,000178 870–650 2,5 6 12 20 20
Grade 2
3.7035
105 80 38 1,000178 870–650 4 8 16 20 150–400
Mechanisch-technologische Eigenschaften der unlegierten Titansorten im geglühten Zustand bei Raumtemperatur
Reintitan Dehngrenzen Zugfestigkeit Bruchdehnung Kerbschlagarbeit5) DVM-Probe Bruch- Brinellunlegiert
Rp0,24) Rp1,0 Rm A5 Av einschnürung härte6) MPa MPa MPa % J Z Richtwert
(N/mm2 ) (N/mm2 ) (N/mm2 ) längs quer7) längs quer % HB 30
min. min. min. max. min. min. min. min. min.
Grade 1
3.7025
180 200 290 410 30 (24) 8) 25 83 62 35 120
Grade 2
3.7035
250 270 390 540 22 20 41 34 30 150
4) In den Werkstoffleistungsblättern für Luftfahrtwerkstoffe werden geringfügig höhere 0,2 %-Dehngrenzen verlangt.
5) Bei Bändern und Blechen wird entweder der Biegeversuch mit einem Biegewinkel von 105° in Querrichtung für Nenndicken � 5 mm oder der Kerbschlagbiegeversuch
in Querrichtung für Nenndicken � 5 mm durchgeführt.
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.
7) Diese Werte gelten nur für Stäbe und Schmiedestücke. Bei Bändern und Blechen sind die Anforderungen in Längs- und Querrichtung gleich.
8) A50-Werte in Klammern für Bleche � 5 mm Dicke.
Werte für die mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen und Langzeit-Warmfestigkeitswerte können den Beiblättern zu den Werkstoff-Leistungsblättern
der Deutschen Luftfahrt WL 3.7024, WL 3.7034, WL 3.7064 und dem VdTÜV-Werkstoffblatt 230 entnommen werden.
9

10
Einsatzfelder von niedriglegiertem Titan
Niedriglegiertes Titan findet zu Wasser
gleichermaßen Einsatz wie zu Land.
Beispiele sind die Off-Shore-Technik
und der Schiffbau sowie die Bauwirtschaft.
Dabei entspricht Palladiumlegiertes
Titan in seinen technologischen
Eigenschaften denen des
unlegierten Titans gleicher Festigkeitsgruppe.
Durch Zusatz geringster Mengen
Palladium wird eine Verbesserung
der Korrosionsbeständigkeit in reduzierenden
Medien erreicht.
Anwendungsgebiete
Off-Shore-Technik
Kühler, Kondensatoren, Wärmetauscher,
Bodenplatten für Rohrwärmetauscher,
Rohrleitungen,
Feuerlöscheinrichtungen, Flansche,
Tiefbohrsteigleitungen,
Bohrgestänge, Flexible Risers,
Stress Joints (Rohrverbindungen),
Gehäuse für Messgeräte,
Draht
Anwendungsgebiete
Schiffbau
Schiffsschrauben, Ruderschäfte,
Propellerwellen, Gehäuse für
Instrumente, Kreiselkompasse,
Strahlpumpen, Radarkomponenten
für den Mast-Top, Minen-
Räumboote, Ausrüstungen für
Rennjachten, Anoden für kathodischen
Schutz
Anwendungsgebiete
Bauindustrie
Sanierung von Baudenkmälern,
TI-Anoden für den kathodischen
Schutz von Stahl in Beton, Elemente
für Dächer und Fassaden,
Armierung von Beton

Werkstoff-Eigenschaften von niedriglegiertem Titan
Chemische Zusammensetzung der niedriglegierten Titansorten (Massenanteile in %)
Titan DIN- DIN- ASTM
niedriglegiert Kurzbezeichnung Werkstoff-Nr. Fe1) O N C H2) Pd Ni Mo
Grade 7 Ti 2 Pd 3.7235 (Grade 7)
min. – – – – – 0,15 – –
3)
max. 0,20 0,18 0,05 0,06 0,013 0,25 – –
1) Ein Eisengehalt von max. 0,10 % kann vereinbart werden.
2) Für Bleche � 2 mm Dicke und anderes Halbzeug � 2 mm Durchmesser ist ein Wasserstoffgehalt von max. 0,015 % zulässig.
3) Klammerangaben entsprechen nur angenäherten Vergleichsbezeichnungen.
Nach DIN 17 850 und 17 851 sind sonstige Elemente mit einem Gehalt von max. 0,1 % (einzeln) und 0,4 % (zusammen) zulässig, Rest Titan.
Physikalische Eigenschaften und Umformparameter der niedriglegierten Titansorten (Richtwerte)
Titan Dichte Spezifische Wärme Mittlerer linearer Wärmeleitfähigkeit Spezifischer
niedriglegiert bei 20 °C bei 400 °C Wärmeausdehnungskoeffizient bei 20 °C bei 400 °C elektrischer Widerstand
10-6 /°C bei 20 °C bei 400 °C
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
Grade 7
3.7235
4,5 520 630 8,7 9,3 22,6 19,3 0,50 1,18
Physikalische Eigenschaften und Umformparameter der niedriglegierten Titansorten (Richtwerte)
Titan E-Modul G-Modul Relative Warmumformung Blechumformung
niedriglegiert bei 20 °C bei 400 °C bei 20 °C magnetische Temperaturbereiche Mindest-Biegeradius (mm) Umformtemperatur
Permeabilität bei Blechdicke s °C
kN/mm2 kN/mm2 kN/mm2 °C s = 1 s = 2 s = 4 einfach komplex
Grade 7
3.7235
105 80 38 – 870–650 4 8 16 20 150–400
Mechanisch-technologische Eigenschaften der niedriglegierten Titansorten im geglühten Zustand bei Raumtemperatur
Titan Dehngrenzen Zugfestigkeit Bruchdehnung Kerbschlagarbeit4) DVM-Probe Bruch- Brinellniedriglegiert
Rp0,2 Rp1,0 Rm A5 Av einschnürung härte5) MPa MPa MPa % J Z Richtwert
(N/mm2 ) (N/mm2 ) (N/mm2 ) längs quer6) längs quer % HB 30
min. min. min. max. min. min. min. min. min.
Grade 7
3.7235
250 270 390 540 22 20 41 34 30 150
4) Bei Bändern und Blechen wird entweder der Biegeversuch mit einem Biegewinkel von 105° in Querrichtung für Nenndicken � 5 mm oder der Kerbschlagbiegeversuch
in Querrichtung für Nenndicken � 5 mm durchgeführt.
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.
6) Diese Werte gelten nur für Stäbe und Schmiedestücke. Bei Bändern und Blechen sind die Anforderungen in Längs- und Querrichtung gleich.
Werte für die mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen und Langzeit-Warmfestigkeitswerte können den Beiblättern zu den Werkstoff-Leistungsblättern
der Deutschen Luftfahrt WL 3.7024, WL 3.7034, WL 3.7064 und dem VdTÜV-Werkstoffblatt 230 entnommen werden.
11

12
Einsatzfelder von legiertem Titan
Wo die Festigkeitseigenschaften der unlegierten oder
niedriglegierten Titanwerkstoffe nicht ausreichend sind,
kommt legiertes Titan zur Anwendung. Aufgrund des
gegenüber Stahl besonderen Verhältnisses von Festigkeit
zu Dichte lassen sich beträchtliche Gewichtseinsparungen
erzielen – zwingend im Bereich Luft- und Raumfahrt.
Auch bei Teilen, etwa im Maschinenbau, die großen
Beschleunigungskräften ausgesetzt sind, sind Titanlegierungen
oftmals der einzige geeignete Werkstoff.

Es lassen sich – entsprechend
dem Gefügezustand – drei
Gruppen von Titanlegierungen
unterscheiden:
(�)-Legierungen
(�+�)-Legierungen
(�)-Legierungen
Durch unterschiedliche
Legierungszusätze wird das
Umwandlungsverhalten und
damit der Gefügezustand
beeinflusst.
Ferner zeichnet sich legiertes
Titan durch gute Warmfestigkeit
und Kriechbeständigkeit,
hohe Dauerfestigkeit und
Bruchzähigkeit sowie niedrige
Geschwindigkeiten bei der
Rissfortpflanzung und geringe
Wärmeausdehnung aus. Es
liegt ein hoher Schmelzpunkt
vor.
❚ Titan in der Luft- und
Raumfahrt und im Zellenbau
Die Summe seiner Eigenschaften
hat Titan zum geeigneten
Werkstoff zur Herstellung von
Komponenten für die Luft- und
Raumfahrt gemacht. Titan und
seine Legierungen werden
dabei sowohl im Flugtriebwerkbau
als auch im Zellenbau
eingesetzt.
Anwendungsgebiete
Triebwerke, Verdichterscheiben
und -schaufeln, Fan-Scheiben
und Schaufeln, Gehäuse,
Nachbrenneraußenverkleidungen,
Flanschringe, Distanzringe,
Schrauben, Hydraulikleitungen,
Heißluftleitungen,
Rotorköpfe für Hubschrauber,
Beschläge, Schrauben, Fahrwerkteile,
Flügelkasten, Rumpfspante,
Führungen für Landeklappen
und Vorflügel, Bremsenzubehör,
Bleche für die
Außenhaut von Flugzeugen,
Triebwerksaufhängungen,
Fahrwerkkomponenten, Flügellagerbuchsen,Längsversteifungen
von Flugbooten,
Brandschotts, Verkleidungen,
Hydraulikleitungen, Enteisungsanlagen,
SPF-Formteile
❚ Titan in der Automobilindustrie
Gewichtsreduktion, hervorragende
Korrosionsbeständigkeit
und optimale Konstruktionseigenschaften
lassen Titan
auch in der Automobilindustrie
zu einem immer gefragteren
Werkstoff werden.
Anwendungsgebiete
Pleuelstangen und -schrauben,
Ventile, Ventilfedern, Ventilteller,
Kurbelwellen, Nockenwellen,
Antriebswellen, Torsionsstäbe,
Radaufhängungen,
Schraubenfedern, Schrauben,
Kupplungskomponenten,
Abgasanlagen, Kugelgelenke,
Getriebe, Getriebesynchronisierung
❚ Titan in der Medizintechnik
Insbesondere bei Dauerimplantaten,
bei denen es um Eigenschaften
wie Gewebeverträglichkeit,
Elastizität, Belastbarkeit
und Verschleißfreiheit geht,
greift die moderne Medizin auf
Titanwerkstoffe zurück.
Anwendungsgebiete
Hüftgelenkendoprothesen,
Kniegelenkprothesen, Knochenschienen,
Knochennägel,
Knochenschrauben, Gehäuse
für Herzschrittmacher, Herzklappen,
Instrumente, Zahnersatz,
Hörgeräte, schnell
laufende Blutzentrifugen,
Rollstühle
13

14
Werkstoff-Eigenschaften von legiertem Titan
Chemische Zusammensetzung der Titanlegierungen (Massenanteile in %)
Titan DIN- DIN- Luftfahrtlegiert
Kurzbezeichnung Werkstoff-Nr. Werkstoff-Nr. Al V Fe Mo Sn Zr Cu Si O H2) N C
Grade 5
min. 5,5 3,5 – – – – – – – – – –
1) TiAl6V4 3.7165 3.7164
max. 6,75 4,5 0,30 – – – – – 0,20 0,015 0,05 0,08
1) Für spezielle Anwendungsfälle bei tiefen Temperaturen kann diese Legierung mit niedrigen Gehalten an Begleitelementen hergestellt werden.
2) Der Wasserstoffgehalt wird im Lieferzustand bestimmt.
Nach DIN 17 851 sind sonstige Elemente mit einem Gehalt von max. 0,1 % (einzeln) und 0,4 % (zusammen) zulässig, Rest Titan.
Physikalische Eigenschaften (Richtwerte) der Titanlegierungen
Titan Phasentyp bei Dichte Spezifische Mittlerer Wärme- Spezifischer E-Modul Umwandlungslegiert
Raumtemperatur Wärme linearer Wärme- leitfähigkeit elektrischer bei 20 °C temperatur
bei 20 °C ausdehnungs- bei 20 °C Widerstand �/(� + �)
koeffizient bei 20 °C
g/cm3 J/kg K 10-6 /°C W/m K mm2 /m kN/mm2 °C
Grade 5
3.7165
� + � 4,43 560 9,3 7,1 1,71 110 990
Mechanisch-technologische Eigenschaften der Titanlegierungen im geglühten und ausgehärteten Zustand bei Raumtemperatur
Titan Abmessung Dehngrenzen 3) Zugfestigkeit Bruchdehnung Brucheinschnürung Brinelllegiert
bzw. Dicke Rp0,2 R m A 5 Z härte
MPa (N/mm 2 ) MPa (N/mm 2 ) % % Richtwert
geglüht ausgehärtet geglüht ausgehärtet geglüht ausgehärtet geglüht ausgehärtet HB 30
mm min. min. min. min. min. min. min. min. geglüht
Grade 5 0,6–6,0 (� 13) 5) 870 1030 920 1100 8 4) 8 – 20 310
3.7164 � 80 (� 25) 5) 830 1000 900 1070 10 8 25 15 310
80–150 830 – 900 – 8 – 20 – 310
3) In den Werkstoffleistungsblättern für Luftfahrtwerkstoffe werden geringfügig höhere 0,2 %-Dehngrenzen verlangt.
4) A50-Werte für Bleche � 5 mm Dicke.
5) Die in Klammern gesetzten Abmessungen beziehen sich auf den ausgehärteten Zustand.

ThyssenKrupp Schulte und
ThyssenKrupp Metallcenter
sind vom Bundesverband der
Luft- und Raumfahrtindustrie
(BDLI) zertifiziert. Auch in
Frankreich verfügt der Unternehmenskreis
mit seiner Tochtergesellschaft
über entsprechende
Zulassungen: Hier ist
seit langem umfangreiches
Know-how als Lagerhalter und
Dienstleister für die Luft- und
Raumfahrtindustrie gegeben.
15

1/2004 DD

Neue Perspektiven mit Titan
ThyssenKrupp Schulte
Wullbrandt + Seele · Herzig + Marschall · Fritz Bollmann · Jacob Bek
Bucher + Mayer · Freiburger Stahlhandel · ThyssenKrupp Metallcenter
tk