Warum sich Ingenieure für Verbindungselemente aus Titan der Klasse 5 entscheiden

Was ist Titan Grade 5?

Titan Grade 5 (Ti6Al-4V) ist eine Titanlegierung, die 6% Aluminium und 4% Vanadium enthält und aufgrund ihrer hervorragenden Formbarkeit, Schweißbarkeit und Duktilität regelmäßig ausgewählt wird.

Durch die Kombination von Titan mit anderen metallischen Elementen, wie den oben genannten, ist es deutlich fester als reines Titan (Grad 1) und Titan der Klasse 2 (kommerziell rein).

Mit unglaublicher Festigkeit, hoher Schlagzähigkeit und einem hervorragenden Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht ist Titan Grade 5 die beliebteste und am häufigsten verwendete Titanlegierung der Welt.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal von Titan der Güteklasse 5 ist seine Korrosionsbeständigkeit. Wie andere Titanlegierungen wie Titan Grade 2 und Grade 7 ist Grade 5 Titan resistent gegen die meisten Chemikalien und Salzwasser. Dies macht es zusätzlich zu seiner Festigkeit zu einer idealen Materialwahl für viele Anwendungen.

Häufige Anwendungen mit Titanschrauben, Muttern und Unterlegscheiben der Güteklasse 5

Titan Grade 5 wird häufig in Anwendungen verwendet, die eine hohe Festigkeit, ein geringes Gewicht und eine starke Korrosionsbeständigkeit erfordern.

Daher sind Komponenten aus diesem Material häufig in Branchen wie der Medizin, der Schifffahrt, der Luft- und Raumfahrt sowie der chemischen Verarbeitung zu finden, in denen diese Eigenschaften unerlässlich sind.

Titan-Innensechskantschrauben werden in der Regel in medizinischen Anwendungen wie Knochenersatz, biomedizinischen Implantaten und Zahnimplantaten verwendet. Titanscheiben sind eine weitere Art von Komponenten, die in der medizinischen Industrie regelmäßig für Instrumente und Prothetik verwendet werden.

Da sie stärker und leichter als Stahl sind, sind sie auch eine beliebte Wahl für Flugzeugbaugruppen, wo sie für Düsentriebwerke, Lüfterblätter, Fahrwerke und mehr verwendet werden können.

Titan-Sechskantmuttern eignen sich auch ideal für die oben genannten Branchen. Aufgrund ihrer allgemeinen Korrosionsbeständigkeit und Salzwasserkorrosionsbeständigkeit eignen sie sich hervorragend als Komponente für die Montage von Offshore-Rohrleitungen in der Öl- und Gasindustrie. Aufgrund ihrer geringen Festigkeit eignen sie sich auch gut für Sportausrüstung.

Kaufen Sie Titanschrauben, Muttern und Unterlegscheiben

Titanbefestigungen im Vergleich zu Verbindungselementen aus hochfestem Stahl

Wenn Menschen an Bolzen denken, denken sie meistens an einen Stahlbolzen.

Verschiedene Stahlsorten bieten unterschiedliche Zugfestigkeitsgrade — das ist das maximale Maß an Druck oder Spannung, dem die Schraube standhalten kann, bevor sie ausfällt.

Einfach ausgedrückt, erfordern Anwendungen mit hoher Beanspruchung Verbindungselemente mit höheren Zugfestigkeitswerten.

8.8 Stahlbolzen werden aufgrund ihrer häufigen Verwendung in Schraubverbindungen allgemein als „bautechnische Schrauben“ bezeichnet. Andere häufige Anwendungsfälle für Stahlschrauben dieser Sorte sind die Herstellung von Motoren, Eisenbahnausrüstung und Brücken.

10.9 und 12.9 Stahlbolzen und Maschinenschrauben sind bei Accu in großem Umfang erhältlich. Diese beiden Typen bieten eine hervorragende Zugfestigkeit und Haltbarkeit und eignen sich daher besser für Automobilanwendungen und schwere Verschraubungen.

Accu führt auch ein Standardsortiment an Muttern, Unterlegscheiben und Gewindestangen aus Weichstahl 4,6, die üblicherweise in Baustahlanwendungen verwendet werden, und 14,9 Madenschrauben aus hochfestem Stahl, die die höchste Zugfestigkeitsbewertung innerhalb unseres Sortiments an Stahlverbindern bieten.

Hochfeste Schrauben werden typischerweise für hochbelastete Befestigungsanwendungen verwendet und werden häufig bei der Montage von Lösungen für erneuerbare Energien wie Windturbinen verwendet. Züge, Industriemaschinen und Automobilanwendungen sind ebenfalls häufig Orte, an denen diese Komponenten gefunden werden.

Hochfester Stahl ist bekannt für seine hohe Zerspanbarkeit, Festigkeit und Temperaturbeständigkeit. In Kombination mit seinen geringeren Kosten und seiner hervorragenden Haltbarkeit ist es ein beliebtes Material für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen und ist das am häufigsten verwendete Metall im Bauwesen, in der Automobilindustrie und in der Infrastruktur.

Der wohl größte Nachteil der Verwendung von hochfestem Stahl besteht jedoch darin, dass dieser Materialtyp ohne eine Schutzbeschichtung oder Oberflächenbehandlung, wie z. B. verzinkt oder verzinkt, viel korrosionsanfälliger ist.

Der offensichtlichste Grund, sich für Titan-Verbindungselemente gegenüber Optionen aus hochfestem Stahl zu entscheiden, ist die Tatsache, dass sie etwa 45% leichter als Stahl sind und im Vergleich zu typischen hochfesten Schrauben die gleiche oder eine höhere Zugfestigkeit aufweisen.

Von allen bekannten Metallen weist Titan das höchste Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht auf, was bedeutet, dass Titan für Anwendungen mit strengen Gewichtsanforderungen, wie z. B. bei der Herstellung von Luft- und Raumfahrtbaugruppen, eine bessere Wahl gegenüber Stahlkomponenten wäre.

Wie oben erwähnt, bietet Titan zwar im Vergleich zu herkömmlichen Edelstahl- und Aluminiumlegierungen ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, Titanbefestigungen weisen jedoch im Allgemeinen eine Zugfestigkeit auf, die nicht mit 12,9 Stahl vergleichbar ist. Das bedeutet, dass je nach Eignung für Ihre Anwendung eine solche Option aus hochfestem Stahl vorzuziehen sein kann.

In Verbindung mit der Tatsache, dass Titan fast immer eine teurere Materialoption ist, sind Verbindungselemente aus hochfestem Stahl in der Regel eine beliebtere Wahl für Branchen, in denen die Kosten ein wesentlicher Faktor bei der Budgetierung von Montagearbeiten sind.

Dies ist häufig bei Automobillösungen der Fall. Ein Serienfahrzeug würde beispielsweise hochfesten Stahl benötigen, um die erforderliche Festigkeit zu erreichen und gleichzeitig die Verbraucherkosten niedrig zu halten. Andererseits würde ein Hypercar oder ein speziell angefertigtes Rennfahrzeug Titanbefestigungen oder andere teure Alternativen verwenden, um Leistung auf Kosten der Kosten zu erzielen.

Titanverschlüsse im Vergleich zu Verbindungselementen aus Edelstahl

Edelstahlschrauben sind das beliebteste Kernsortiment von Accu an technischen Komponenten, wobei die überwiegende Mehrheit unserer Flaggschiffprodukte aus dieser Legierung hergestellt wird.

Obwohl diese Art von Metall noch relativ neu ist und vermutlich 1913 in Sheffield vom Stahlhersteller Harry Brearley „entdeckt“ wurde, hat sich Edelstahl sehr schnell zu einem der am häufigsten verwendeten Materialien der Welt entwickelt.

Als Mehrzweckmetall ist es äußerst vielseitig und sein glänzendes Aussehen ist auf dasselbe Element zurückzuführen, das diesem Material seine „rostfreie“ Qualität verleiht: Chrom.

Verbindungselemente aus Edelstahl werden in der Schiffs- und Lebensmittelindustrie aufgrund ihrer verbesserten Korrosions-, Chemikalien- und Flüssigkeitsbeständigkeit sowie ihrer guten Bearbeitbarkeit immer beliebter.

Weitere Informationen zu den Edelstahloptionen, die wir in unserem Standardsortiment an Verbindungselementen anbieten, finden Sie auf unserer Seite Edelstahlsorten.

Der offensichtlichste Vorteil der Verwendung von Titanschrauben der Güteklasse 5 gegenüber Edelstahlschrauben ist die Tatsache, dass dieses Material eine höhere Standardzugfestigkeit bietet und gleichzeitig eine vergleichbare Korrosionsbeständigkeit wie Marinestahl der Güteklasse 316, auch bekannt als A4, bietet.

Ähnlich wie bei der Frage des Kosten-Leistungs-Verhältnisses bei der Wahl zwischen Titanschrauben und Stahlschrauben führt die Entscheidung für Titan gegenüber Edelstahl jedoch im Allgemeinen zu höheren Stückkosten, was sie zu einer hochwertigeren Option macht.

Darüber hinaus ist das Spektrum an Größen und Variationen der Kopfgrößen, Kopftypen und Antriebsarten für Titanschrauben, Muttern und Unterlegscheiben erheblich kleiner als das Angebot an Edelstahlschrauben von Accu, was bedeutet, dass sie möglicherweise nicht für Ihr Projekt geeignet sind.

Warum sollten Sie sich für Titanverschlüsse entscheiden?

Titan ist die beste Wahl für Anwendungen mit mittlerer bis hoher Belastung, bei denen das Gewicht eine Rolle spielt.

Der Motorsport ist ein Hauptanwendungsfall dafür, insbesondere im Motocross, wo große Schrauben wie die Schwingarmschraube und die Achsen durch Titanalternativen ersetzt werden können, um erheblich Gewicht zu sparen.

Bei einer Anwendung, bei der die Kosten keine Rolle spielen, liegt die Wahl auf der Hand. Aus Verbrauchersicht weist Titanium eine Premium-Eigenschaft auf, die sich dazu eignen kann, Ihrem Produkt oder Projekt ein hochwertiges Gefühl zu verleihen, insbesondere bei der Vermarktung der Waren.

Titanbefestigungen können auch als „Verkleidungsschrauben“ verwendet werden, um ein Teil optisch ansprechender zu gestalten, z. B. als kosmetische Befestigungselemente in einem Motorraum, oder um das Aussehen eines Objekts mit sichtbaren Komponenten zu verändern.

Abhängig von den Anforderungen Ihres Projekts sind Titanbefestigungen möglicherweise die ideale Lösung, nach der Sie suchen.

Wenn Sie weitere Informationen darüber benötigen, wie sich die mechanischen Eigenschaften dieser Materialien entwickeln, können Sie in unserem Artikel über Festigkeit, Steifigkeit und Härte mehr erfahren.