By Jason/ On 20 Apr, 2026

Titanblech-Auswahl: Gr.2 vs. Gr.5 — Folgen der Fehlwahl

Ein Titanblech liegt vor Ihnen. Dieselbe silbergraue Metalloberfläche. Gleiche Abmessungen. Preisunterschied von 40–60 %. Gr.2 oder Gr.5?

Eine Fehlentscheidung bedeutet nicht „etwas schlechtere Leistung”. Sie bedeutet Bauteilversagen.

Zwei Fälle aus der Praxis

Digitale Bügelmessschraube misst Titanblech-Dicke bei der Qualitätsprüfung

Zwei reale Szenarien zeigen, was auf dem Spiel steht.

Szenario 1: Wärmetauscher mit Gr.5 — nach 18 Monaten Spaltkorrosion. Ein Chloralkalibetrieb bestellte neue Titan-Wärmetauscher (heat exchanger). Das Planungsbüro schrieb „Titanlegierungsblech” vor; der Einkauf wählte nach dem Hochfestigkeitsprinzip Ti-6Al-4V (Gr.5). Nach 18 Monaten Betrieb traten am Rohrbodenbereich Spaltkorrosionsperforationen (crevice corrosion) auf.

Die Ursache ist eindeutig. Gr.5 besitzt geringere Korrosionsbeständigkeit als Gr.2. Das klingt kontraintuitiv — ist eine Legierung nicht besser als reines Titan? Nein. Die 6 % Aluminium und 4 % Vanadium in Ti-6Al-4V erhöhen die Festigkeit, verschlechtern aber die Beständigkeit in hochkonzentrierten Chloridionen (chloride)-Umgebungen. Das TiO₂-Passivfilm von Gr.2 (CP-Titan) regeneriert sich in feuchten Chlorgas- und Salzsäureumgebungen zuverlässiger. Die Betriebsbedingungen dieses Wärmetauschers — hohe Temperatur, hohe Cl⁻-Konzentration, Spaltgeometrie — treffen exakt die Schwachstelle von Gr.5.

Szenario 2: Flügelrippe aus Gr.2 — Festigkeit unzureichend, gesamte Charge verschrottet. Ein Luftfahrtzulieferer erhielt Kundenpläne für die spanende Bearbeitung von Titan-Blechmaterial zu Flügelrippen (wing rib). Der Einkauf wählte zur Kostensenkung Gr.2-Blech. Nach der mechanischen Bearbeitung ergab die Prüfung eine Zugfestigkeit (tensile strength) von 345 MPa — weit unter den geforderten 895 MPa. Die gesamte Charge wurde verschrottet.

Die Ursache ist ebenso klar. Gr.2 ist kommerziell reines Titan mit einer Streckgrenze von rund 275 MPa. Gr.5 ist eine α+β-Zweiphasenlegierung mit einer Streckgrenze von über 830 MPa. Der Festigkeitsunterschied beträgt Faktor 3. Die Lastanforderungen von Luftfahrtstrukturbauteilen kann Gr.2 physikalisch nicht erfüllen.

Zwei Fälle, zwei entgegengesetzte Fehler. Beide endeten mit vollständigem Ausschuss.

Grundlogik der Güteauswahl: Korrosion vs. Festigkeit

Die Auswahl ist nicht kompliziert. Der Kern liegt in einer einzigen Beurteilung: Wird Ihre Anwendung von Korrosion oder von Festigkeit dominiert?

Korrosionsdominierte Szenarien → Gr.2 (CP-Titan):

Chemische Reaktoren, Wärmetauscher, Rohrleitungen
Meerwasserentsalzungsanlagen
Elektrolyse-Anoden
Hydrometallurgie, Chloralkaliindustrie

Gemeinsames Merkmal dieser Szenarien: stark aggressive Medien (hohe Cl⁻-Konzentration, HCl, feuchtes Cl₂), aber geringe Strukturbelastungen. Der TiO₂-Passivfilm von Gr.2 weist in diesen Umgebungen bessere Selbstreparaturfähigkeit auf. Die Aluminium-Vanadium-Legierungselemente in Gr.5 werden hier zum Korrosionsangriffspunkt.

Festigkeitsdominierte Szenarien → Gr.5 (Ti-6Al-4V):

Luftfahrtstrukturbauteile (Rahmen, Rippen, Beplankungen)
Raumfahrtbefestiger
Hochdruckbehälter
Rennsport/Hochleistungssportgeräte

Gemeinsames Merkmal: Strukturlast, Ermüdungslebensdauer und spezifische Festigkeit (specific strength) sind die maßgeblichen Kenngrößen. Korrosion ist kein primärer Gesichtspunkt (Luftfahrtumgebungen enthalten keine starken Säuren oder Laugen). Die spezifische Festigkeit von Gr.5 gehört zu den höchsten aller metallischen Werkstoffe.

Beide Linien sind klar. Schwierig wird es im Übergangsbereich.

Grauzone: Meerestechnik, Medizintechnik und Druckbehälter

Arbeiter prüfen großformatiges Titanblech in der Produktionshalle

Manche Anwendungen erfordern gleichzeitig Korrosionsbeständigkeit und hohe Festigkeit. Dann ist die Auswahl keine einfache Entweder-oder-Entscheidung.

Meerestechnik: Meerwasserumgebung (19.000 ppm Cl⁻) kombiniert mit Druckanforderungen. Reines Gr.2 ist korrosionsbeständig, aber zu schwach; reines Gr.5 ist fest genug, aber spaltkorrosionsgefährdet. Die Standardantwort der Branche lautet Gr.12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) — Gr.2 mit geringen Zusätzen von Molybdän und Nickel, wodurch die Spaltkorrosionsbeständigkeit um das 10-fache steigt und gleichzeitig die Schweißbarkeit auf CP-Titan-Niveau erhalten bleibt. Für Meerestechnikprojekte empfiehlt sich eine vorrangige Bewertung von Gr.12-Stäben und -Blechen.

Medizinische Implantate: Das Körperinnere ist korrosiv (Körperflüssigkeiten enthalten Cl⁻) und stellt gleichzeitig Lastanforderungen. ASTM F136 schreibt für medizinische Titananwendungen Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitials) vor — die Version von Gr.5 mit reduzierten Zwischengitterelementen, bei der der Sauerstoffgehalt von 0,20 % auf 0,13 % gesenkt ist, was bessere Ermüdungseigenschaften und höhere Biokompatibilität gewährleistet. Standard-Gr.5 ist nicht normkonform.

Druckbehälter: Der ASME-Code schreibt für Titan-Druckbehälter bestimmte Güten vor. In den meisten Fällen werden Gr.2 oder Gr.12 eingesetzt, nicht Gr.5 — da Gr.5 in bestimmten Temperaturbereichen ein Risiko der Spannungsrisskorrosion (SCC) aufweist und ASME eine Temperaturobergrenze für dessen Einsatz festlegt.

„Viele Kunden kommen und sagen einfach ‚ich brauche Titanblech’, ohne die Einsatzumgebung zu nennen. Unser erster Schritt ist nicht die Angebotserstellung, sondern das Abfragen der Betriebsbedingungen: Welches Medium? Welche Temperatur? Gibt es Spaltgeometrien? Welcher Druck? Wer diese vier Fragen beantwortet, hat die Güte im Wesentlichen festgelegt.” — Techniker Hu

Entscheidungsbaum zur Güteauswahl

Auf Basis dieser Logik ergibt sich folgender praxistauglicher Auswahlprozess:

Schritt 1: Dominanten Versagensmodus bestimmen

Korrosionsversagen (Medium enthält Cl⁻, HCl, H₂SO₄, feuchtes Cl₂) → „Korrosionsschiene”
Mechanisches Versagen (Ermüdung, Fließen, Schlag) → „Festigkeitsschiene”
Beides trifft zu → „Grauzone”

Schritt 2: Korrosionsschiene

Übliche Korrosionsumgebung (Meerwasser, verdünnte Säure) → Gr.2
Hochtemperatur-Korrosion + Spaltgeometrie → Gr.12
Reduzierende Säuren (HCl >3 %, H₂SO₄ >1 %) → Gr.7 (Ti-0.15Pd) oder Gr.16

Schritt 3: Festigkeitsschiene

Raumtemperatur-Strukturbauteile (Luftfahrt, Rennsport) → Gr.5
Medizinische Implantate → Gr.5 ELI (ASTM F136)
Hochtemperatur 300–600 °C → Gr.5 oder Ti-6242S
Komplexe Strukturen per CNC-Bearbeitung → Gr.5 (bessere Zerspanbarkeit als CP-Titan)

Schritt 4: Grauzone

Meerestechnik unter Druck → Gr.12
Chemische Druckbehälter → Gr.2 (ASME-Vorschriften haben Vorrang)
Rücksprache mit dem technischen Team des Lieferanten; vier Schlüsselparameter bereitstellen: Mediumzusammensetzung, Temperatur, Spaltgeometrie, Auslegungsdruck

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