Die internationale ASTM-Norm für nahtlose Rohre aus Titan und Titanlegierungen verweist auf die folgenden Legierungen, die folgende Behandlung erfordern:
„Die Legierungen können in den folgenden Zuständen geliefert werden: Güten 5, 23, 24, 25, 29, 35 oder 36 geglüht oder gealtert; Güten 9, 18, 28 oder 38 kaltverformt und spannungsarmgeglüht oder geglüht; Güten 9, 18, 23, 28 oder 29 im transformierten Beta-Zustand; und Güten 19, 20 oder 21 lösungsbehandelt oder lösungsbehandelt und gealtert.“
„Anmerkung: Material der Güteklasse 1-H ist bis auf die höhere garantierte Mindest-UTS identisch mit der entsprechenden numerischen Güteklasse (d. h. Güteklasse 2H = Güteklasse 2) und kann immer als den Anforderungen der entsprechenden numerischen Güteklasse entsprechend zertifiziert werden. Die Grade 2H, 7H, 16H und 26H sind in erster Linie für die Verwendung in Druckbehältern vorgesehen.“
„Die H-Grade wurden auf Anfrage einer Anwendervereinigung hinzugefügt, die sich auf die Untersuchung von über 5200 kommerziellen Testberichten der Grade 2, 7, 16 und 26 stützte, bei denen über 99 % die Mindest-UTS von 58 ksi erfüllten.“
Grade 1 ist die zäheste und weichste Titanlegierung. Sie ist eine gute Lösung für die Kaltumformung und korrosive Umgebungen. ASTM/ASME SB-265 enthält die Normen für handelsübliche Reintitanbleche und -platten. Grad 2 Unlegiertes Titan, Standardsauerstoff. Grad 2H Unlegiertes Titan (Grad 2 mit 58 ksi Mindest-UTS). Grad 3 Unlegiertes Titan, mittlerer Sauerstoff. Die Grade 1-4 sind unlegiert und gelten als handelsüblich rein oder „CP“. Im Allgemeinen steigt die Zug- und Streckgrenze bei diesen „reinen“ Güten mit der Gradzahl an. Der Unterschied in den physikalischen Eigenschaften ist in erster Linie auf die Menge der interstitiellen Elemente zurückzuführen. Sie werden für korrosionsbeständige Anwendungen verwendet, bei denen Kosten, einfache Herstellung und Schweißen wichtig sind. Güteklasse 5, auch bekannt als Ti6Al4V, Ti-6Al-4V oder Ti 6-4, nicht zu verwechseln mit Ti-6Al-4V-ELI (Güteklasse 23), ist die am häufigsten verwendete Legierung. Sie hat eine chemische Zusammensetzung aus 6 % Aluminium, 4 % Vanadium, 0,25 % (maximal) Eisen, 0,2 % (maximal) Sauerstoff und der Rest ist Titan. Es ist wesentlich fester als handelsübliches Reintitan (Grade 1-4), hat aber dieselbe Steifigkeit und dieselben thermischen Eigenschaften (mit Ausnahme der Wärmeleitfähigkeit, die bei Grade 5 Ti etwa 60 % niedriger ist als bei CP Ti). Zu seinen vielen Vorteilen gehört, dass es wärmebehandelbar ist. Diese Sorte ist eine hervorragende Kombination aus Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit und Verarbeitbarkeit.
„Diese Alpha-Beta-Legierung ist das Arbeitspferd der Titanindustrie. Die Legierung ist in Querschnittsgrößen bis zu 15 mm vollständig wärmebehandelbar und wird bis zu etwa 400 °C (750 °F) verwendet. Da es sich um die am häufigsten verwendete Legierung handelt – mehr als 70 % aller geschmolzenen Legierungssorten sind eine Untersorte von Ti6Al4V -, erstreckt sich ihre Verwendung auf viele Flugzeug- und Triebwerkskomponenten in der Luft- und Raumfahrt sowie auf wichtige Anwendungen außerhalb der Luft- und Raumfahrt, insbesondere in der Schifffahrt, der Offshore-Industrie und der Energieerzeugung.“
„Anwendungen: Schaufeln, Scheiben, Ringe, Luftrahmen, Befestigungselemente, Komponenten. Gefäße, Gehäuse, Naben, Schmiedeteile. Biomedizinische Implantate.“
Im Allgemeinen wird Ti-6Al-4V für Anwendungen bis zu 400 Grad Celsius verwendet. Es hat eine Dichte von etwa 4420 kg/m3, einen Elastizitätsmodul von 120 GPa und eine Zugfestigkeit von 1000 MPa. Im Vergleich dazu hat geglühter rostfreier Stahl des Typs 316 eine Dichte von 8000 kg/m3, einen Elastizitätsmodul von 193 GPa und eine Zugfestigkeit von 570 MPa. Die vergütete Aluminiumlegierung 6061 hat eine Dichte von 2700 kg/m3, einen Modul von 69 GPa und eine Zugfestigkeit von 310 MPa. Ti-6Al-4V Standardspezifikationen umfassen:
- AMS: 4911, 4928, 4965, 4967, 6930, 6931, T-9046, T9047
- ASTM: B265, B348, F1472
- MIL: T9046, T9047
- DMS: 1592, 1570
Grade 6 enthält 5% Aluminium und 2,5% Zinn. Sie ist auch als Ti-5Al-2,5Sn bekannt. Diese Legierung wird aufgrund ihrer guten Schweißbarkeit, Stabilität und Festigkeit bei hohen Temperaturen in Flugzeugzellen und Düsentriebwerken verwendet. Die Sorte 7 enthält 0,12 bis 0,25 % Palladium. Diese Sorte ist ähnlich wie die Sorte 2. Die geringe Menge an Palladium verleiht ihm eine verbesserte Spaltkorrosionsbeständigkeit bei niedrigen Temperaturen und hohem pH-Wert. Die Sorte 7H ist identisch mit der Sorte 7 mit erhöhter Korrosionsbeständigkeit. Die Sorte 9 enthält 3,0 % Aluminium und 2,5 % Vanadium. Diese Sorte ist ein Kompromiss zwischen der einfachen Schweißbarkeit und Herstellung der „reinen“ Sorten und der hohen Festigkeit der Sorte 5. Sie wird häufig für Hydraulikrohre in der Luftfahrt und in Sportgeräten verwendet. Die Sorte 11 enthält 0,12 bis 0,25 % Palladium. Diese Sorte weist eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit auf. Sorte 12 enthält 0,3 % Molybdän und 0,8 % Nickel. Die Sorten 13, 14 und 15 enthalten alle 0,5% Nickel und 0,05% Ruthenium. Sorte 16 enthält 0,04 bis 0,08% Palladium. Diese Sorte weist eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit auf. Die Sorte 16H enthält 0,04 bis 0,08 % Palladium. Die Sorte 17 enthält 0,04 bis 0,08 % Palladium. Diese Sorte weist eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit auf. Sorte 18 enthält 3 % Aluminium, 2,5 % Vanadium und 0,04 bis 0,08 % Palladium. Diese Sorte ist hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften mit der Sorte 9 identisch. Das hinzugefügte Palladium sorgt für eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit. Die Sorte 19 enthält 3 % Aluminium, 8 % Vanadium, 6 % Chrom, 4 % Zirkonium und 4 % Molybdän. Sorte 20 enthält 3 % Aluminium, 8 % Vanadium, 6 % Chrom, 4 % Zirkonium, 4 % Molybdän und 0,04 % bis 0,08 % Palladium. Sorte 21 enthält 15% Molybdän, 3% Aluminium, 2,7% Niob und 0,25% Silizium. Sorte 23, auch bekannt als Ti-6Al-4V-ELI oder TAV-ELI, enthält 6% Aluminium, 4% Vanadium und 0,13% (maximal) Sauerstoff. ELI steht für Extra Low Interstitial. Reduzierte interstitielle Elemente Sauerstoff und Eisen verbessern die Duktilität und Bruchzähigkeit bei einer gewissen Reduzierung der Festigkeit. TAV-ELI ist die am häufigsten verwendete medizinische Titanlegierung für Implantate. Die Standardspezifikationen für Ti-6Al-4V-ELI umfassen:
- AMS: 4907, 4930, 6932, T9046, T9047
- ASTM: B265, B348, F136
- MIL: T9046 T9047
Die Sorte 24 enthält 6% Aluminium, 4% Vanadium und 0,04% bis 0,08% Palladium. Sorte 25 enthält 6 % Aluminium, 4 % Vanadium, 0,3 % bis 0,8 % Nickel und 0,04 % bis 0,08 % Palladium. Die Sorten 26, 26H und 27 enthalten alle 0,08 bis 0,14 % Ruthenium. Sorte 28 enthält 3 % Aluminium, 2,5 % Vanadium und 0,08 bis 0,14 % Ruthenium. Die Sorte 29 enthält 6 % Aluminium, 4 % Vanadium und 0,08 bis 0,14 % Ruthenium. Die Sorten 30 und 31 enthalten 0,3% Kobalt und 0,05% Palladium. Die Sorte 32 enthält 5% Aluminium, 1% Zinn, 1% Zirkonium, 1% Vanadium und 0,8% Molybdän. Die Sorten 33 und 34 enthalten 0,4% Nickel, 0,015% Palladium, 0,025% Ruthenium und 0,15% Chrom. Die Sorte 35 enthält 4,5% Aluminium, 2% Molybdän, 1,6% Vanadium, 0,5% Eisen und 0,3% Silizium. Die Sorte 36 enthält 45% Niobium. Sorte 37 enthält 1,5 % Aluminium. Sorte 38 enthält 4 % Aluminium, 2,5 % Vanadium und 1,5 % Eisen. Diese Sorte wurde in den 1990er Jahren für die Verwendung als Panzerung entwickelt. Das Eisen reduziert die Menge an Vanadium, das als Beta-Stabilisator benötigt wird. Die mechanischen Eigenschaften sind denen der Sorte 5 sehr ähnlich, die Kaltverformbarkeit ist jedoch ähnlich gut wie bei Sorte 9.