Die Titanhärte hängt vom Grade ab. Die unlegierten Grades liegen auf der Rockwell-B-Skala, von 70 HRB für Grade 1 bis 100 HRB für Grade 4, während die Legierungen Grade 9, Grade 5 und Grade 23 auf die Rockwell-C-Skala wechseln, wobei Grade 5 bei nominell 33 HRC liegt, nach RMI Titanium Company Titanlegierungs-Leitfaden. Das sind typische Werte, keine Grenzwerte: Weder ASTM B265 noch ASTM B348 legt eine Härteanforderung fest, daher wird ein Härtewert erst dann zum geprüften Wert, wenn die Bestellung ihn verlangt.
Titanhärte nach Grade
Die nachstehenden Nennwerte stammen aus den Datenblättern je Grade einer einzigen Veröffentlichung, dem RMI Titanlegierungs-Leitfaden (Januar 2000), sodass jede Zeile auf derselben Grundlage beruht. Wo ein Datenblatt von Beiyu Titanium einen eigenen typischen Wert für denselben Grade nennt, ist dieser in der letzten Spalte ausgewiesen und nicht zusammengeführt, weil es typische Werte aus zwei Veröffentlichungen sind und bei Grade 2 auf unterschiedlichen Skalen.
| Güte | UNS | RMI-Nennhärte | Typischer Wert des Beiyu-Datenblatts |
|---|---|---|---|
| Grade 1 | R50250 | 70 HRB | Nicht veröffentlicht |
| Grade 2 | R50400 | 82 HRB | Nahe 150 HB oder 160 bis 200 HV |
| Grade 3 | R50550 | 90 HRB | Nicht veröffentlicht |
| Grade 4 | R50700 | 100 HRB | Nicht veröffentlicht |
| Grade 7 | R52400 | 82 HRB | Nicht veröffentlicht |
| Grade 12 | R53400 | 88 HRB | Nicht veröffentlicht |
| Grade 9 | R56320 | 25 HRC | Nicht veröffentlicht |
| Grade 23 | R56407 | 32 HRC | Nicht veröffentlicht |
| Grade 5 | R56400 | 33 HRC | 30 bis 36 HRC geglüht, etwa 330 HV oder 334 HB; rund 35 bis 39 HRC lösungsgeglüht und ausgehärtet |
Die UNS-Nummern sind zur Querreferenz angegeben; ASTM B348 selbst bezeichnet das Material nur über die Grade-Nummer. Grade 23 ist als R56407 aufgeführt, und R56401 ist die Nummer, die ASTM F136 der Implantatform derselben Legierung zuweist. Die Grade-5-Zeile ist die Stelle, an der sich die beiden Quellen auf einer Skala gegeneinander lesen lassen: Der RMI-Nennwert von 33 HRC liegt innerhalb des Bereichs von 30 bis 36 HRC im geglühten Zustand auf dem Grade-5-Datenblatt.
Härte und Sauerstoffgrenze über die unlegierten Grades
Die vier unlegierten Grades sind nicht vier Reinheitsstufen eines Metalls im losen Sinne. Sie unterscheiden sich durch ihre Grenzwerte für Sauerstoff, Stickstoff und Eisen, und die RMI-Härtewerte steigen in derselben Reihenfolge wie der Sauerstoffgrenzwert.
| Güte | Sauerstoff, max (Gew.-%) | Stickstoff, max (Gew.-%) | Eisen, max (Gew.-%) | RMI-Nennhärte |
|---|---|---|---|---|
| Grade 1 | 0.18 | 0.03 | 0.20 | 70 HRB |
| Grade 2 | 0.25 | 0.03 | 0.30 | 82 HRB |
| Grade 3 | 0.35 | 0.05 | 0.30 | 90 HRB |
| Grade 4 | 0.40 | 0.05 | 0.50 | 100 HRB |
Für den Einkäufer bedeutet das in der Praxis: Die Wahl zwischen Grade 1 und Grade 4 ist gleichzeitig die Wahl zwischen dem weichsten und dem härtesten Vertreter der unlegierten Familie.
HRB, HRC, HB und HV im direkten Vergleich
Ein Wert auf der Rockwell-B-Skala und einer auf der Rockwell-C-, Brinell- oder Vickers-Skala sind nicht dieselbe Zahl in unterschiedlichen Einheiten. Im RMI-Leitfaden werden die unlegierten Grades sowie Grade 7 und Grade 12 auf Rockwell B angegeben, die Legierungen Grade 9, Grade 5 und Grade 23 auf Rockwell C; dort wechselt die Tabelle oben die Skala. Die Umrechnung zwischen Skalen erfordert eine für den Werkstoff vereinbarte Umrechnungsgrundlage; ein Grenzwert in einer Zeichnung sollte daher die Skala nennen, auf der er angegeben ist, und die Prüfung sollte auf dieser Skala erfolgen.
| Skala | Wo er in den hier verwendeten Quellen je Grade erscheint |
|---|---|
| HRB (Rockwell B) | Unlegierte Grades sowie Grade 7 und Grade 12 im RMI-Leitfaden |
| HRC (Rockwell C) | Grade 5, Grade 9 und Grade 23 im RMI-Leitfaden; Grade 5 im Beiyu-Datenblatt |
| HB (Brinell) | Beiyu-Datenblätter für Grade 2 und Grade 5 |
| HV (Vickers) | Beiyu-Datenblätter für Grade 2 und Grade 5 |
Die Mohs-Härte, die für Mineralien verwendete Ritzskala, erscheint in keiner der beiden Quellen für irgendeinen Grade.
Ändert der Lieferzustand die Titanhärte?
Bei den härtbaren Legierungen ja. Das Grade-5-Datenblatt nennt 30 bis 36 HRC im geglühten Zustand und rund 35 bis 39 HRC nach Lösungsglühen und Aushärten, sodass dieselbe Legierung je nach dem in der Bestellung angegebenen Zustand in zwei unterschiedlichen Härtebändern eintreffen kann. Der RMI-Wert für Grade 5 ist ein Nennwert ohne Zustandsbereich. Bei den unlegierten Grades ist geglüht der normale Lieferzustand, und die Tabellenwerte sind die zu erwartenden.
Eine Härtegrenze in einer Titanbestellung festlegen
Da ASTM B265 und B348 keine Härtespalte enthalten, muss ein allein nach diesen Normen ausgestelltes Zeugnis die Härte nicht ausweisen, und Material kann auf dieser Grundlage nicht wegen der Härte zurückgewiesen werden. Die dokumentarische Seite ist dargestellt in Titan vs. Edelstahl. Wenn das Bauteil tatsächlich eine Härtegrenze benötigt, muss die Bestellung sie als zusätzliche Anforderung enthalten.
| Position auf der Bestellung | Was anzugeben ist |
|---|---|
| Güte und Zustand | Zum Beispiel Grade 5 geglüht oder Grade 5 lösungsgeglüht und ausgehärtet |
| Skala | Die in der Zeichnung verwendete Skala (HRB, HRC, HB oder HV), ausdrücklich angegeben |
| Grenzwert | Minimum, Maximum oder Bereich auf dieser Skala |
| Prüfverfahren und Dokumentation | Das Prüfverfahren und dass das Ergebnis im Zeugnis ausgewiesen wird |
Für den Stab gilt: die Checkliste für Titanstab-Anfragen führt die weiteren Angaben auf, die die Anfrage benötigt, und das Material wird geliefert als Grade 2 Titanstange oder Ti-6Al-4V plate unter anderen Lieferformen.
Häufige Fragen
Welcher Titan-Grade ist der härteste? In den RMI-Werten für die oben genannten Grades liegt Grade 5 bei nominell 33 HRC und Grade 23 bei 32 HRC; unter den unlegierten Grades liegt Grade 4 bei 100 HRB.
Ist Titan härter als Stahl? Das hängt vom Stahl ab; der Vergleich, einschließlich der Frage, warum Verschleiß eine Oberflächenfrage und kein Volumenhärtewert ist, findet sich auf Titan vs. Edelstahl.
Wie hoch ist die Härte von Titan Grade 2? Ein Nennwert von 82 HRB im RMI-Leitfaden; die Datenblatt Grade 2 nennt typische Werte nahe 150 HB oder 160 bis 200 HV.
Ist Titan magnetisch? Die Antwort mit Permeabilitätswerten je Grade finden Sie auf ist Titan magnetisch.
Ist Titan schwer? Dichte je Grade und Gewicht pro Meter je Stabmaß finden Sie auf ist Titan schwer.
Erscheint die Härte im Titan-Werkstoffzeugnis? ASTM B265 und B348 verlangen ihn nicht, daher erscheint er nur, wenn die Bestellung ihn ergänzt, wie im Bestellabschnitt oben.
Spezifikationsdetails mit Quellenangabe
Die Nennhärtewerte stammen von RMI Titanium Company Titanlegierungs-Leitfaden (Januar 2000), die auf ihren Datenblättern je Grade einen einzigen Nennwert angibt: 70 HRB für Grade 1, 82 HRB für Grade 2, 90 HRB für Grade 3, 100 HRB für Grade 4, 82 HRB für Grade 7, 88 HRB für Grade 12, 25 HRC für Grade 9, 32 HRC für Grade 23 und 33 HRC für Grade 5. Die Maximalwerte für Sauerstoff, Stickstoff und Eisen in der Tabelle der unlegierten Grades stammen aus den Zeilen zur chemischen Zusammensetzung desselben Leitfadens für diese Grades. Die Beiyu-Werte sind die typischen Werte der Datenblätter von Beiyu Titanium für Grade 2 und Grade 5; sie sind neben den RMI-Werten ausgewiesen und nicht mit ihnen abgeglichen, weil es typische Werte aus zwei Veröffentlichungen sind und bei Grade 2 auf unterschiedlichen Skalen. Keiner dieser Werte ist ein Normgrenzwert: ASTM B265 und ASTM B348 legen chemische, mechanische und maßliche Anforderungen fest und enthalten keine Härteanforderung, daher wird die Härte nur dann nachgewiesen, wenn die Bestellung sie ergänzt.
Was in die Anfrage gehört
Geben Sie den Grade, den Lieferzustand und, falls die Zeichnung einen enthält, den Härtegrenzwert mit seiner Skala an; damit wird eine Härteprüfung gemeinsam mit dem Material angeboten und nicht erst bei der Abnahme aufgeworfen. Beiyu Titanium liefert Titan in Grade 1, 2, 5, 7, 9, 12 und 23 als Stab, Platte, Blech, Rohr und Schmiedeteile nach ASTM- und AMS-Spezifikationen, mit Werkstoffzeugnis nach EN 10204 3.1 im Umfang der Bestellung.