ASTM B348: Ein umfassender Leitfaden
Inhaltsübersicht
Wenn es um Stangen und Knüppel aus Titan und Titanlegierungen geht, ASTM B348 ist die Standardspezifikation, die ihre Herstellung und Qualität regelt. Aber was genau ist ASTM B348, und warum ist sie für verschiedene Branchen so wichtig? Lassen Sie uns in die Details eintauchen.
Überblick über ASTM B348
ASTM B348 ist eine Spezifikation, die verschiedene Qualitäten von Stangen und Knüppeln aus Titan und Titanlegierungen umfasst. Diese Werkstoffe werden aufgrund ihres hervorragenden Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht, ihrer Korrosionsbeständigkeit und ihrer Biokompatibilität häufig in der Luft- und Raumfahrt, in medizinischen Geräten, in der Automobilindustrie und in anderen Hochleistungsindustrien eingesetzt.
Wichtige Details der ASTM B348
- Titel: Standard-Spezifikation für Stangen und Knüppel aus Titan und Titanlegierungen
- Normungsgremium: ASTM International
- Materialtypen: Reintitan und Titanlegierungen
- Anwendungen: Luft- und Raumfahrt, Medizinische Geräte, Automotive, Marine, Chemische Verarbeitung
- Eigenschaften: Hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, geringe Dichte, Biokompatibilität
Arten von Titan und Titanlegierungen nach ASTM B348
Gemeinsame Klassen und ihre Zusammensetzung
| Klasse | Zusammensetzung | Eigenschaften | Merkmale |
|---|---|---|---|
| Klasse 1 | Reintitan (99,5% Ti) | Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Duktilität und Verformbarkeit | Die weichste und dehnbarste aller Sorten |
| Klasse 2 | Reintitan (99,2% Ti) | Gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Duktilität | Weit verbreitet für industrielle Anwendungen |
| Klasse 3 | Reintitan (99,1% Ti) | Höhere Festigkeit als Güteklasse 2, weniger dehnbar | Wird verwendet, wenn eine höhere Festigkeit erforderlich ist |
| Klasse 4 | Reintitan (99% Ti) | Höchste Festigkeit unter den reinen Sorten, geringere Duktilität | Geeignet für Hochdruckanwendungen |
| Klasse 5 | Ti-6Al-4V (6% Al, 4% V) | Hohe Festigkeit, geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit | Die am häufigsten verwendete Titanlegierung |
| Klasse 7 | Ti-0,2Pd (0,2% Pd) | Verbesserte Korrosionsbeständigkeit in reduzierenden und oxidierenden Umgebungen | Einsatz in der chemischen Verarbeitungsindustrie |
| Klasse 9 | Ti-3Al-2,5V (3% Al, 2,5% V) | Gute Festigkeit und Verformbarkeit | Einsatz in der Luft- und Raumfahrt und in industriellen Anwendungen |
| Klasse 11 | Ti-0,15Pd (0,15% Pd) | Ähnlich wie Sorte 1, jedoch mit verbesserter Korrosionsbeständigkeit | Einsatz in der Schifffahrt und der chemischen Industrie |
| Klasse 12 | Ti-0,3Mo-0,8Ni (0,3% Mo, 0,8% Ni) | Verbesserte Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit | Geeignet für chemische und maritime Anwendungen |
| Klasse 23 | Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial) | Hohe Festigkeit, ausgezeichnete Bruchzähigkeit | Verwendung in medizinischen Implantaten und in der Luft- und Raumfahrt |
Eigenschaften und Merkmale von ASTM B348 Materialien
Um die richtige Sorte für Ihre Anwendung auszuwählen, ist es wichtig, die Eigenschaften dieser Materialien zu kennen. Schauen wir uns die wichtigsten Eigenschaften an:
Mechanische Eigenschaften
| Eigentum | Klasse 1 | Klasse 2 | Klasse 3 | Klasse 4 | Klasse 5 | Klasse 7 | Klasse 9 | Klasse 11 | Klasse 12 | Klasse 23 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit (MPa) | 240 | 345 | 450 | 550 | 895 | 345 | 620 | 240 | 483 | 860 |
| Streckgrenze (MPa) | 170 | 275 | 380 | 485 | 825 | 275 | 483 | 170 | 380 | 795 |
| Dehnung (%) | 24 | 20 | 18 | 15 | 10 | 20 | 15 | 24 | 18 | 10 |
Physikalische Eigenschaften
| Eigentum | Klasse 1 | Klasse 2 | Klasse 3 | Klasse 4 | Klasse 5 | Klasse 7 | Klasse 9 | Klasse 11 | Klasse 12 | Klasse 23 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Dichte (g/cm³) | 4.51 | 4.51 | 4.51 | 4.51 | 4.43 | 4.51 | 4.48 | 4.51 | 4.54 | 4.43 |
| Schmelzpunkt (°C) | 1668 | 1668 | 1668 | 1668 | 1604 | 1668 | 1638 | 1668 | 1650 | 1604 |
| Elastizitätsmodul (GPa) | 105 | 105 | 105 | 105 | 110 | 105 | 103 | 105 | 106 | 110 |
Anwendungen von ASTM B348 Materialien
Aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften werden ASTM B348-Materialien in verschiedenen anspruchsvollen Anwendungen eingesetzt.
Industrielle Anwendungen
| Industrie | Anwendungen | Bevorzugte Noten |
|---|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Flugzeugkomponenten, Befestigungselemente, Fahrwerke | Klasse 5, Klasse 9, Klasse 23 |
| Medizinische | Chirurgische Implantate, Zahnimplantate, Prothetik | Klasse 23, Klasse 5 |
| Automobilindustrie | Motorkomponenten, Auspuffanlagen, Pleuelstangen | Klasse 5, Klasse 9 |
| Marine | Schiffbau, Offshore-Bauwerke, Entsalzungsanlagen | Klasse 2, Klasse 12, Klasse 11 |
| Chemische Verarbeitung | Wärmetauscher, Reaktionsbehälter, Rohrleitungen | Klasse 2, Klasse 7, Klasse 12 |
Tabelle Anwendungen
| Anmeldung | Beschreibung | Empfohlene Noten |
|---|---|---|
| Komponenten für die Luft- und Raumfahrt | Hochfeste, leichte Teile für Luft- und Raumfahrzeuge | Klasse 5, Klasse 9, Klasse 23 |
| Medizinische Geräte | Biokompatible Implantate und chirurgische Instrumente | Klasse 23, Klasse 5 |
| Autoteile | Leichte, langlebige Motor- und Auspuffkomponenten | Klasse 5, Klasse 9 |
| Schiffsausrüstung | Korrosionsbeständige Teile für Meeresumgebungen | Klasse 2, Klasse 12, Klasse 11 |
| Chemische Verarbeitung | Ausrüstung für den Umgang mit ätzenden Stoffen | Klasse 2, Klasse 7, Klasse 12 |
Spezifikationen, Größen und Normen
Die Kenntnis der Spezifikationen und Größen, die für ASTM B348-Materialien verfügbar sind, ist entscheidend für die richtige Auswahl und Anwendung.
Tabelle der Spezifikationen
| Klasse | Durchmesserbereich (mm) | Länge Bereich (mm) | Normen |
|---|---|---|---|
| Klasse 1 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASTM B348, ASME SB-348 |
| Klasse 2 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASTM B348, ASME SB-348 |
| Klasse 3 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASTM B348, ASME SB-348 |
| Klasse 4 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASTM B348, ASME SB-348 |
| Klasse 5 | 6.35 – 203.2 | 300 – 6000 | ASTM B348, AMS 4928, MIL-T-9047 |
| Klasse 7 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASTM B348, ASME SB-348 |
| Klasse 9 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASTM B348, AMS 4928 |
| Klasse 11 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASTM B348, ASME SB-348 |
| Klasse 12 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASTM B348, ASME SB-348 |
| Klasse 23 | 6.35 – 203.2 | 300 – 6000 | ASTM B348, AMS 4930 |
Lieferanten und Preisangaben
Die Verfügbarkeit und die Kosten von ASTM B348-Materialien können je nach Lieferant, Sorte und Menge variieren.
Tabelle der Lieferanten
| Anbieter | Grad Verfügbarkeit | Preisspanne (pro kg) | Standort |
|---|---|---|---|
| Titanium Metals Corp | Klasse 1, 2, 5, 7, 23 | $50 – $200 | USA |
| Baoji Titanium Co. | Klasse 1, 2, 3, 4, 5, 9 | $40 – $180 | China |
| Timet | Klasse 1, 2, 3, 4, 5, 23 | $55 – $210 | USA, Europa |
| VSMPO-AVISMA | Klasse 1, 2, 5, 9, 23 | $45 – $190 | Russland |
| Western Superconducting | Klasse 1, 2, 3, 5, 7, 12 | $50 – $195 | China |
Vergleich der Vor- und Nachteile von ASTM B348 Klassen
Bei der Auswahl des richtigen Titangrades müssen die Vor- und Nachteile der einzelnen Optionen abgewogen werden.
Vergleichstabelle
| Klasse | Vorteile | Benachteiligungen |
|---|---|---|
| Klasse 1 | Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, hohe Duktilität | Geringere Festigkeit im Vergleich zu anderen Sorten |
| Klasse 2 | Gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Duktilität | Geringfügig weniger korrosionsbeständig als Güteklasse 1 |
| Klasse 3 | Höhere Festigkeit als Güteklasse 2 | Weniger dehnbar |
| Klasse 4 | Höchste Festigkeit unter den reinen Sorten | Am wenigsten dehnbar unter den reinen Sorten |
| Klasse 5 | Hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, weithin verfügbar | Teurer, schwieriger zu bearbeiten |
| Klasse 7 | Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in spezifischen Umgebungen | Begrenzt auf Nischenanwendungen |
| Klasse 9 | Gute Verformbarkeit, mäßige Festigkeit | Begrenzte Verfügbarkeit im Vergleich zu Grade 5 |
| Klasse 11 | Ähnlich wie Güteklasse 1 mit besserer Korrosionsbeständigkeit | Geringere Stärke |
| Klasse 12 | Gute Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit | Teurer |
| Klasse 23 | Hohe Festigkeit, ausgezeichnet für medizinische Anwendungen | Sehr teuer, beschränkt auf Hochleistungsanwendungen |
FAQ
| Frage | Antwort |
|---|---|
| Was ist ASTM B348? | ASTM B348 ist eine Standardspezifikation für Stangen und Knüppel aus Titan und Titanlegierungen. |
| Warum wird Titan in der Luft- und Raumfahrt verwendet? | Titan wird in der Luft- und Raumfahrt aufgrund seines guten Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht und seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit verwendet. |
| Welcher Titangrad ist für medizinische Implantate am besten geeignet? | Die Sorte 23 (Ti-6Al-4V ELI) wird aufgrund ihrer Biokompatibilität und hohen Festigkeit für medizinische Implantate bevorzugt. |
| Wie schneidet Titan Grad 5 im Vergleich zu Grad 2 ab? | Die Sorte 5 hat eine höhere Festigkeit und wird für anspruchsvollere Anwendungen verwendet, während die Sorte 2 ein ausgewogenes Verhältnis von Eigenschaften zu geringeren Kosten bietet. |
| Welche Branchen verwenden ASTM B348-Materialien? | Branchen wie die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik, die Automobilindustrie, die Schifffahrt und die chemische Verarbeitung verwenden ASTM B348-Materialien. |
| Wie werden Titanstäbe und -knüppel hergestellt? | Sie werden in der Regel durch Verfahren wie Schmelzen, Schmieden und Walzen hergestellt, gefolgt von Wärmebehandlung und Bearbeitung. |
| Was macht Titan korrosionsbeständig? | Titan bildet auf seiner Oberfläche eine passive Oxidschicht, die es vor Korrosion schützt. |
| Kann Titan geschweißt werden? | Ja, Titan kann geschweißt werden, aber es erfordert spezielle Techniken und Geräte, um Verunreinigungen zu vermeiden und starke Schweißnähte zu gewährleisten. |
| Was ist der Unterschied zwischen Titan Grade 5 und Grade 23? | Die Sorte 23 ist eine Version der Sorte 5 mit besonders geringem Zwischengitteranteil und bietet eine verbesserte Duktilität und Bruchzähigkeit für medizinische Anwendungen. |
| Wo kann ich ASTM B348-Titan kaufen? | ASTM B348-Titan kann von verschiedenen Anbietern wie Titanium Metals Corp, Baoji Titanium Co. und Timet bezogen werden. |
Schlussfolgerung
ASTM B348 setzt den Standard für Stäbe und Knüppel aus Titan und Titanlegierungen und gewährleistet hohe Qualität und Zuverlässigkeit für verschiedene Anwendungen. Ganz gleich, ob Sie in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik, der Automobilindustrie oder der chemischen Verarbeitung tätig sind, die Kenntnis der verschiedenen Sorten und ihrer Eigenschaften kann Ihnen bei der Auswahl des richtigen Materials für Ihre Anforderungen helfen. Mit seiner einzigartigen Kombination aus Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität ist Titan nach wie vor ein wichtiger Werkstoff in der modernen Technik und Fertigung.
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