BOZE CNC Ti | Beta-Titanlegierung

Grade 21 – Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al Beta-Legierung Grade 21

Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (Grade 21, UNS R58210) – eine metastabile Beta-Titanlegierung mit außergewöhnlicher Kaltumformbarkeit im lösungsgeglühten Zustand, kombiniert mit sehr hoher Festigkeit nach dem Auslagern. Das bevorzugte Material für komplexe Blechbauteile in der Luft- und Raumfahrt sowie hochfeste Bandprodukte.

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Entitätsdefinition

Was ist Grade 21 Titan (Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)?

Grade 21 (Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al, auch bekannt als Ti-15-3) ist eine metastabile Beta-Titanlegierung, die für Anwendungen entwickelt wurde, die eine Kombination aus außergewöhnlicher Raumtemperatur-Umformbarkeit und sehr hoher Festigkeit nach dem Auslagern erfordern. Im lösungsgeglühten Zustand kann sie ähnlich wie CP-Titan kalt umgeformt und anschließend ausgelagert werden, um Zugfestigkeiten von über 1.170 MPa (170 ksi) zu erreichen.

Klassifizierung

Metastabile Beta-Titanlegierung (β)
UNS-Nummer

UNS R58210

Gebräuchliche Namen

Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al Grade 21 UNS R58210 Ti-15-3

Hauptmerkmale

  • Außergewöhnliche Kaltumformbarkeit im lösungsgeglühten Zustand — umformbar wie CP-Titan
  • Sehr hohe Festigkeit nach dem Auslagern — bis zu 1.240 MPa (180 ksi)
  • Hervorragende Umformbarkeit von Band- und Blechprodukten für komplexe Geometrien
  • Gute Korrosionsbeständigkeit — vergleichbar mit anderen Titanlegierungen
  • Wärmebehandelbar mit einfachem Lösungsglühen und Auslagerungszyklus
  • Geeignet für dünnwandige Luftfahrtbleche und Wabenstrukturen
Anwendbare Normen

Anwendbare Normen

Grade 21 Titan entspricht den folgenden internationalen Werkstoffnormen:

ASTM B265 — Blech, Band und Platte
ASTM B348 — Stangen und Knüppel
AMS 4914 — Blech, Band und Platte (Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)
AMS 4932 — Blech, Band und Platte (lösungsgeglüht und ausgelagert)
AMS 4933 — Stangen, Draht und Schmiedestücke
Materialeigenschaften

Mechanische und physikalische Eigenschaften

Typische Eigenschaften für Grade 21 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (lösungsgeglüht vs. ausgelagert):

Zugfestigkeit (lösungsgeglüht) 830 MPa (120 ksi)
Zugfestigkeit (ausgelagert) 1,170–1,310 MPa (170–190 ksi)
Streckgrenze (lösungsgeglüht) 800 MPa (116 ksi)
Streckgrenze (ausgelagert) 1,100–1,240 MPa (160–180 ksi)
Bruchdehnung (lösungsgeglüht) 15–20%
Bruchdehnung (ausgelagert) 6–8%
Dichte 4.71 g/cm³ (0.170 lb/in³)
Elastizitätsmodul 100 GPa (14.5 × 10⁶ psi)
Beta-Transus 760°C (1,400°F)
Härte (ausgelagert) 40–44 HRC
Kaltbiegeradius (lösungsgeglüht) 1.5T to 2T
Verarbeitungsmethoden

Verfügbare Verarbeitungsmethoden

Grade 21 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al kann mit den folgenden Fertigungstechniken verarbeitet werden:

Kaltumformung — Hervorragend im lösungsgeglühten Zustand; komplexe Formen können bei Raumtemperatur geformt werden
Blechumformung — Stanzen, Tiefziehen, Abkantbiegen sind alle anwendbar
CNC-Bearbeitung — Gut sowohl im ST- als auch im ausgelagerten Zustand
WIG-Schweißen — zulässig; zur Wiederherstellung der Grundwerkstofffestigkeit ist eine Alterung nach dem Schweißen erforderlich
Widerstandspunktschweißen — hervorragend für dünnwandige Baugruppen
Laserschweißen — geeignet für präzise Blechverbindungen
Lösungsglühen — bei 790–815 °C (1.450–1.500 °F) mit anschließender schneller Luftabkühlung
Alterung — bei 480–540 °C (900–1.000 °F) für 8–16 Stunden
Chemisches Ätzen — Standard-HF/HNO₃-Lösungen mit betaspezifischen Ätzraten
Eloxieren — anwendbar für Korrosionsschutz und Verschleißfestigkeit
Downstream Products

Typische Produkte & Komponenten

Grade 21 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al wird üblicherweise zu folgenden nachgelagerten Produkten verarbeitet:

Luftfahrt-Blechstrukturen — Rohrleitungen, Verkleidungen, Motorhauben
Wabenkern-Sandwichpaneele für Flugzeugböden und Steuerflächen
Flugzeugfederkomponenten — Fahrwerksfedern, Steuerungsfedern
Hochfeste Verbindungselemente und Nieten (kaltgestaucht)
Flugzeugsitzschienen und Innenstrukturen
Hautpaneele für Raketen und Lenkflugkörper
Leichte Panzerplatten für Militärfahrzeuge
Kfz-Auspufffedern und Aufhängungskomponenten
Branchen

Hauptbranchen

Grade 21 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al ist in folgenden Branchen das bevorzugte Material:

Luftfahrt — Blechstrukturen, Rohrleitungen, Federn, Wabenpaneele
Verteidigung — Leichte Panzerung, Raketenstrukturen
Automobilindustrie — Federn, Auspuffkomponenten, Crashstrukturen
Motorsport — Leichte Fahrgestelle und Karosserieteile
Medizintechnik — Federinstrumente und kieferorthopädische Geräte
Alternative Materialien

Alternative Werkstoffe

Je nach Anwendungsanforderungen kann Grade 21 durch folgende Werkstoffe ersetzt werden:

Grade 5 (Ti-6Al-4V) — Geringere Umformbarkeit, aber höherer Elastizitätsmodul und niedrigere Kosten für Blechanwendungen
Grade 9 (Ti-3Al-2.5V) — Geringere Festigkeit, aber bessere Kaltumformbarkeit für Rohre
Grade 19 (Ti-10V-2Fe-3Al) — Besser für dickwandige Schmiedeteile, aber weniger umformbar in Blechform
Ti-5-5-5-3 (Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr) — Alternative hochfeste Beta-Legierung
Federstahl (SAE 5160) — Niedrigere Kosten für Federanwendungen, aber schwerer
Warum BOZE CNC Ti

Warum Sie uns für diese Sorte wählen sollten

BOZE CNC Ti fertigt Beta-Titan-Bauteile der Güte 21 für die Luftfahrt mit Präzisionsumformung, Vakuumwärmebehandlung und AS9100D-Qualitätssystemen.

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