Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI): Eigenschaften, Normen und Auswahlleitfaden

Aktualisiert im August 2026

Grade 23 (Ti 6Al 4V ELI) ist eine Variante mit besonders niedrigem Gehalt an Zwischengitterelementen aus der bekannten α-β-Titanlegierungsfamilie und wird üblicherweise als Ti-6Al-4V ELI bezeichnet. Die Gütebezeichnung allein reicht jedoch nicht aus, um den Werkstoff eindeutig zu bestimmen. Eine belastbare Bestellung oder Auslegungsdokumentation nennt außerdem die maßgebliche Spezifikation und deren Ausgabe, die Produktform, den Werkstoffzustand, das Herstellungsverfahren, die anwendbare UNS-Bezeichnung sowie Nachweise zu Schmelze oder Los.

In der Praxis geht es darum, diese Werkstoffidentität zu lesen, eine Norm der tatsächlichen Produktform und Fertigungsroute zuzuordnen, Eigenschaftsangaben richtig einzuordnen, Grade 23 mit Grade 5 zu vergleichen und ein Zeugnis zu prüfen, ohne die Werkstoffkonformität mit der Freigabe des fertigen Bauteils zu verwechseln. Informationen zu verfügbaren Produktformen und zur kommerziellen Versorgung finden Sie auf der separaten Seite Werkstoffoptionen für Grade 23 Ti-6Al-4V ELI.

In der Kurzbezeichnung der Legierung stehen Al und V für Aluminium und Vanadium. Die zulässige chemische Zusammensetzung ergibt sich weiterhin aus der maßgeblichen Spezifikation und dem rückverfolgbaren Schmelzenergebnis; die ausgeschriebene Kurzbezeichnung ersetzt diese Nachweise nicht.

Der 6-teilige Aufbau der Werkstoffidentität

Grade 23 lässt sich zuverlässig anhand einer sechsteiligen Identität erfassen: Güte, Spezifikationsausgabe, Produktform, Werkstoffzustand, Bezeichnung und rückverfolgbare Nachweise. Fehlt ein Teil, kann dieselbe Legierungs-Kurzbezeichnung zu einem anderen Abnahmeverfahren, einem anderen Prüfumfang oder einer Eigenschaftstabelle führen, die auf den vorliegenden Werkstoff nicht zutrifft.

1. Legierungs- oder Gütebezeichnung: Grade 23, Ti-6Al-4V ELI oder die genau bestellte Bezeichnung.
2. Maßgebliche Spezifikation und Ausgabe: das Dokument, das Anwendungsbereich und Abnahmeanforderungen festlegt.
3. Produktform: Blech, Platte, Stab, Knüppel, Schmiedeteil, Draht, pulverbettbasiert schmelzgefertigtes Bauteil oder eine andere angegebene Form.
4. Werkstoffzustand: geglüht oder ein anderer ausdrücklich bestellter und dokumentierter Zustand.
5. UNS- oder Spezifikationsidentität: die von der betreffenden Norm angegebene Bezeichnung, nicht eine aus einer allgemeinen Webtabelle übernommene.
6. Schmelzen-, Los- und Prüfnachweise: Unterlagen, die Ergebnisse mit dem gekennzeichneten Werkstoff verknüpfen.

Bei den UNS-Bezeichnungen ist besondere Vorsicht geboten. Die aktuelle öffentliche Seite zu ASTM F136-26 nennt UNS R56401 für chirurgische Implantatwerkstoffe aus geglühtem Knetmaterial. Öffentliche Seiten zu ASTM B265-25, B348 und B381-26 führen Grade 23 oder F-23 im allgemeinen Anwendungsbereich für Knetprodukte als UNS R56407. Daraus folgt keine allgemeine Austauschbarkeit. Käufer sollten Norm, Ausgabe, Produktform und Bezeichnung genau dokumentieren, statt sie zu einer einzigen Internetbezeichnung zusammenzufassen.

Norm passend zu Produktform, Verfahren und Anwendung auswählen

Wählen Sie die Norm für Grade 23 anhand der geforderten Produktform, des Herstellungsverfahrens und des Anwendungskontexts aus, nicht allein anhand des Legierungsnamens. Die nachstehenden öffentlichen Anwendungsbereiche dienen der Orientierung; sie ersetzen weder die erworbene Norm noch Zeichnung oder Vertrag. Für jede Fertigungsroute gelten eigene Grenzen für Ausgabe, Abmessungen, Zustand, Prüfungen und zusätzliche Anforderungen.

Quellengrundlage: öffentliche Seiten von ASTM und SAE zu Titel, Status, Kurzbeschreibung und Anwendungsbereich. Genaue Abnahmewerte und Anforderungen sind der jeweils erworbenen Ausgabe und dem Vertrag zu entnehmen.

Chirurgischer Implantatwerkstoff aus Knetmaterial

Der öffentliche Anwendungsbereich von ASTM F136-26 umfasst chemische, mechanische und metallurgische Anforderungen an geglühtes Ti-6Al-4V ELI aus Knetmaterial, UNS R56401, zur Herstellung chirurgischer Implantate. Zu den genannten Produktformen zählen Band, Blech, Platte, Stab, Schmiedestab und Draht. Daraus folgt nicht, dass ein fertiges Implantat zugelassen, für Patienten sicher oder für eine bestimmte Auslegung geeignet ist. Solche Schlussfolgerungen erfordern Nachweise zu Bauteilfertigung, Validierung, biologischer Bewertung, Regulierung und klinischer Eignung, die über die Werkstoffspezifikation hinausgehen.

Allgemeine Produktformen aus Knetmaterial

ASTM B265-25 gilt für geglühtes Band, Blech und Platten; B348 für geglühte Stäbe und Knüppel; B381-26 für geglühte Schmiedeteile. Bei der Recherche wurde eine ältere Ausgabe von B348 eingesehen, daher muss die gültige Ausgabe zum Bestellzeitpunkt bestätigt werden. Anforderungen lassen sich nicht einfach von Blech auf Stab oder von Stab auf Schmiedeteil übertragen, nur weil auf jeder Seite die Bezeichnung Grade 23 steht.

Fertigungsroute für Werkstoffe der Luft- und Raumfahrt

SAE AMS4930M ist eine Werkstoffspezifikation für geglühtes 6Al-4V ELI in den angegebenen Formen Stab, Draht, Schmiedeteil, Ring und Vormaterial. Der öffentliche Anwendungsbereich vom November 2025 schließt stauchgeschweißte Ringe bis 4.000 inches (101,60 mm), Stäbe bis 10.000 inches (254 mm) und für einen Teil dieses Stab-Abmessungsbereichs einen angegebenen maximalen Querschnitt von 79 square inches (509,7 cm²) ein. Diese öffentlich genannten Grenzen zeigen, warum die genaue Ausgabe, Produktform und Abmessung wichtig sind; sie ersetzen weder die Zeichnung noch berechtigen sie zu jeder Anwendung in der Luft- und Raumfahrt.

Route für additive Fertigung

ASTM F3001-14(2021) behandelt Bauteile aus pulverbettbasiertem Vollschmelzverfahren aus Ti-6Al-4V ELI als eigenständigen Nachweisweg. Der öffentliche Anwendungsbereich umfasst Ausgangsmaterial, Prozessplanung, chemische Zusammensetzung, Mikrostruktur, mechanische Eigenschaften, Wärmebehandlung, gegebenenfalls heißisostatisches Pressen, Prüfung, Zertifizierung, Kennzeichnung und Anforderungen an das Qualitätsprogramm. Für pulverbasierte Bauteile gelten keine Eigenschaftsangaben für Stäbe oder Schmiedeteile aus Knetmaterial, nur weil sie derselben nominalen Legierungsfamilie angehören.

Die Ausgabenkontrolle ist eine aktuelle Abnahmefrage

Der geprüfte FDA-Datensatz führt ASTM F136-13 auf und gibt an, dass die vollständige Norm anerkannt ist. Die aktuelle ASTM-Seite nennt F136-26 als gültig. Aus diesen beiden öffentlichen Angaben folgt keine automatische Ersetzung. Prüfen Sie vor Aussagen zur regulatorischen oder vertraglichen Abnahme stattdessen die aktuelle FDA-Datenbank für anerkannte Normen, die einschlägige Einreichungsstrategie, die Zeichnung und den Kaufvertrag.

Welche Auswirkungen niedrigere Grenzwerte für Zwischengitterelemente haben – und was ELI nicht belegt

ELI steht für „extra low interstitial“: Bestimmte Zwischengitterelemente wie Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff werden gemäß der maßgeblichen Spezifikation enger begrenzt. Fachbegutachtete Literatur bringt einen geringeren Gehalt an Zwischengitterelementen in Ti-6Al-4V ELI mit Vorteilen bei Duktilität und Bruchzähigkeit in Verbindung. Dieser belastbare Zusammenhang bleibt qualitativ und vom Werkstoffzustand abhängig; eine universelle prozentuale Verbesserung lässt sich daraus nicht ableiten.

Die Begrenzung der Zwischengitterelemente verändert einen Teil der chemischen Zusammensetzung und beeinflusst die erreichbaren Eigenschaften, doch die Gütebezeichnung ELI legt nicht die gesamte Werkstoffhistorie fest. Schmelzverfahren, Umformung zur Produktform, Wärmebehandlung, Mikrostruktur, Oberflächenzustand, Prüfrichtung und Fertigungsroute beeinflussen weiterhin die Eigenschaftsnachweise, die einer Konstruktion zugrunde liegen können.

Bezeichnungen wie „medical grade“ oder „aerospace grade“ sind besonders riskant, wenn sie für sich allein stehen. Sie beschreiben einen Kontext, aber keine vollständige Nachweiskette. Käufer sollten erfragen, welche Spezifikation, Ausgabe, Produktform, welcher Zustand und welche Schmelzen- oder Losunterlagen die Bezeichnung belegen.

Eigenschaftstabelle für Grade 23 richtig lesen

Verwenden Sie einen Eigenschaftswert für Grade 23 erst, wenn ihm sieben Angaben zugeordnet sind: Normausgabe, Produktform, Zustand und Fertigungsroute, Prüfrichtung oder Entnahmestelle, Prüfverfahren und Temperatur, Anforderung oder typischer Wert sowie rückverfolgbare Quelle. Ohne diese Angaben kann eine präzise wirkende Zahl für den gelieferten Werkstoff irrelevant oder als zulässige Spannung für die Auslegung ungeeignet sein.

Ermüdungs- und Bruchangaben erfordern besondere Sorgfalt

Eine fachbegutachtete Studie zu beta-lösungsglühtem Ti-6Al-4V ELI zeigte, dass eine kryogene Behandlung und die daraus resultierende Mikrostruktur das Verhalten bei Hochzyklusermüdung und bei der Ermüdungsrissausbreitung im untersuchten System veränderten. Daraus ergibt sich kein allgemeingültiger Ermüdungswert. Da Wärmebehandlung und Mikrostruktur die Ergebnisse beeinflussen können, müssen Versuchsdaten vor ihrer Verwendung dem Herstellungszustand und Auslegungsverfahren zugeordnet werden.

Physikalische Eigenschaften sind keine Abnahmeeigenschaften

Physikalische Eigenschaften wie Dichte oder Elastizitätsmodul können erste technische Abschätzungen unterstützen. Ein allgemeiner Referenzwert ersetzt jedoch nicht die Anforderungen der bestellten Spezifikation an die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften. Dasselbe gilt für ein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, Korrosionsbeständigkeit, Zerspanbarkeit und Verhalten bei kryogenen Temperaturen: Jede solche Aussage benötigt einen klar definierten Zustand, ein Prüfverfahren und einen Anwendungsbereich, bevor sie praktisch verwendet werden kann.

Grade 23 und Grade 5: Auswahl anhand von vier Nachweisfragen

Grade 23 und Grade 5 gehören zur gängigen Ti-6Al-4V-Legierungsfamilie, doch ELI sollte nicht pauschal als „besseres Titan“ gelten. Für Grade 23 gelten gemäß der maßgeblichen Spezifikation engere Grenzwerte für Zwischengitterelemente. Maßgeblich für die Auswahl sind Zeichnung, Versagensart, Produktform, Einsatzbedingungen und Nachweispflichten, keine allgemeine Rangfolge.

Der separate Referenzleitfaden zu Ti-6Al-4V Grade 5 erläutert die herkömmliche Legierungsfamilie. Prüfen Sie vor dem Austausch der Güten diese vier Fragen:

1. Ist ELI ausdrücklich vorgeschrieben? Prüfen Sie Zeichnung, Kundenspezifikation, Norm und regulatorische Strategie.
2. Welche Versagensart soll beherrscht werden? Ermitteln Sie die Anforderungen an Duktilität, Bruch, Ermüdung, Einsatzumgebung oder Prozess, statt nach dem Ruf der Güte auszuwählen.
3. Welche Produktform, Fertigungsroute und welcher Zustand werden geliefert? Stab, Blech, Schmiedeteil und Werkstoff aus additiver Fertigung bringen nicht automatisch dieselben Nachweise mit sich.
4. Welche Nachweise schließen die Entscheidung ab? Legen Sie die vom Verantwortlichen geforderten Zeugnisse, Qualifizierungen, Prüfungen und Auslegungsnachweise fest.

Anwendungsaussagen brauchen eine Nachweiskette

Anwendungen in Medizin, Zahnmedizin, Luft- und Raumfahrt, bei kryogenen Temperaturen und in der additiven Fertigung sind Einsatzbereiche, aber keine automatisch erteilten Freigaben. Ein Werkstoffzeugnis kann definierte Legierungsanforderungen bestätigen, jedoch für sich allein weder Auslegungsvalidierung und Prozessqualifizierung noch Prüfung, behördliche Akzeptanz oder Eignung für den Einsatz abschließen. Für jeden Bereich ist über die Gütebezeichnung hinaus eine Nachweiskette erforderlich.

Medizinische und dentale Bauteile

Bei medizinischen Bauteilen beginnt die Nachweiskette mit der anwendbaren Werkstoffspezifikation. Hinzu kommen Kontrollen der Bauteilfertigung, Oberflächen- und Reinigungszustand, Auslegungsverifizierung und -validierung, gegebenenfalls biologische Bewertung sowie der einschlägige regulatorische Zulassungsweg. ASTM F136 ist eine Werkstoffspezifikation für die Herstellung. Sie ist kein Zulassungssiegel für ein fertiges Implantat. Dieser Artikel enthält technische Werkstoffinformationen und keine medizinische Beratung.

Bauteile für Luft- und Raumfahrt sowie kryogene Anwendungen

Bei Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt verbindet die Nachweiskette Werkstoffspezifikation, technische Zeichnung, freigegebenen Prozessplan, Prüf- oder ZfP-Anforderungen, zulässige Spannungen für die Auslegung und Bauteilabnahme. AMS4930M darf nur innerhalb des Geltungsbereichs für Produktform, Zustand, Ausgabe und Abmessungen angewendet werden. Ein Zeugnis für Grade 23 allein qualifiziert nicht jedes sicherheitskritische Bauteil und belegt auch nicht das Verhalten über den gesamten Bereich kryogener Temperaturen.

Additiv gefertigte Bauteile

Eine Nachweiskette für additive Fertigung beginnt bei Ausgangsmaterial und Pulverkontrollen. Darauf folgen qualifizierte Maschinen- und Bauparameter, Bauausrichtung, Wärmebehandlung und, sofern vorgegeben, heißisostatisches Pressen, Mikrostruktur- und mechanische Prüfungen, Oberflächenbearbeitung, Prüfung und abschließende Bauteilqualifizierung. ASTM F3001 gibt dieser Route eine eigene Struktur. Eigenschaftsangaben zu Knetmaterial, Schmiedeteilen und pulverbettbasiert schmelzgefertigten Bauteilen müssen getrennt bleiben, sofern keine qualifizierte technische Grundlage sie miteinander verknüpft.

Prüfzeugnis als Nachweiskette lesen

Lesen Sie ein Prüfzeugnis für Grade 23 als zusammenhängende Kette und nicht als Sammlung einzelner Zahlen. Das erste Glied ist die Zeichnung oder Bestellanforderung; das letzte sind Kennzeichnungen, die dem gelieferten Werkstoff zugeordnet werden können. Ein Zeugnis ist nur dann aussagekräftig, wenn jedes Glied dieselbe Norm, Güte, Produktform, denselben Zustand und dieselbe Schmelze oder dasselbe Los sowie den geforderten Prüfumfang ausweist.

Der öffentliche Anwendungsbereich von ASTM F136 stützt Aussagen zu Schmelzenanalyse, Toleranzen bei der Produktanalyse sowie vorgeschriebenen Zug- und Biegeprüfungen auf Ebene der Werkstoffspezifikation. Das bedeutet nicht, dass für jede Bestellung von Grade 23 dieselben Prüfungen gelten. Welche Prüfungen erforderlich sind, hängt von Spezifikation und Vertrag ab.

Fertigungsanforderungen gehören in den Prozessplan

Grade 23 beeinflusst Fertigungsentscheidungen, doch die Gütebezeichnung allein liefert keine allgemein gültigen Prozessparameter. Zerspanung, Schweißen, Wärmebehandlung und additive Fertigung müssen anhand qualifizierter Prozessdaten gesteuert werden, die Geometrie, Anlage, Zustand, Abnahmekriterien und Einsatzrisiko berücksichtigen.

Bei der Zerspanung gehören Wärmeentwicklung, Werkzeugverschleiß, Verzug und Oberflächenintegrität in die Verfahrensqualifizierung; allgemeine Schnittgeschwindigkeiten oder Vorschübe wären hier irreführend. Beim Schweißen müssen Schutzgasführung, Sauberkeit, Nahtvorbereitung, Verfahrensqualifizierung und Abnahme nach den maßgeblichen Konstruktions- und Qualitätsvorgaben erfolgen. Eine Wärmebehandlung kann Werkstoffzustand und Mikrostruktur verändern und damit die Aussagekraft veröffentlichter Eigenschaftsdaten beeinflussen. Bei additiver Fertigung ist der separate Nachweisweg nach F3001 einzuhalten, statt Werte aus Referenzen für Knetmaterial heranzuziehen.

Wenn Sie noch klären, wie Produktform, Güte und Norm zusammenpassen, nutzen Sie den übergreifenden Leitfaden zum Titanproduktangebot. Die Übersicht zu Titanwerkstoffen von TiAlloy bietet einen separaten Einstieg zu den Produktfamilien. Keiner der beiden Links ersetzt die projektspezifische technische Prüfung, Prozessqualifizierung oder Abnahme nach der Fertigung.

Sieben Fragen zu Nachweisen vor Konstruktionsfreigabe oder Beschaffung

Stellen Sie vor Freigabe oder Beschaffung der Reihe nach diese sieben praxisnahen Nachweisfragen. Diese Prüfung dient der technischen Kontrolle und ist keine Vorlage für eine kommerzielle Angebotsanfrage. Ein „Ja“ ist nur dann hilfreich, wenn die Antwort das Dokument, den Revisionsstand, den Verantwortlichen und den zugehörigen rückverfolgbaren Nachweis benennt.

• 1. Welche Norm und welcher Revisionsstand sind maßgeblich?
• 2. Welche Produktform und welcher Werkstoffzustand sind erforderlich?
• 3. Welche Identität nach Werkstoffgüte 23 und UNS gilt innerhalb dieser Spezifikation?
• 4. Sind die veröffentlichten Eigenschaften Anforderungen oder typische Werte für den jeweiligen Zustand?
• 5. Welche Herstellungsverfahren und ergänzenden Qualifikationen gelten?
• 6. Welche Prüfungen und Rückverfolgbarkeitsdokumente müssen mitgeliefert werden?
• 7. Wer ist für die Freigabe des fertigen Bauteils und die Entscheidung über dessen Gebrauchstauglichkeit verantwortlich?

Wenn sich eine Antwort auf „Werkstoffgüte 23“ beschränkt, ist die Nachweiskette unvollständig. Schließen Sie diese Lücke nicht mit einem Lieferanten-Datenblatt; ziehen Sie stattdessen die Zeichnung, den Vertrag, die geltende Norm und die zuständige technische oder regulatorische Stelle heran.

Häufig gestellte Fragen

Die Werkstoffbezeichnung als Ausgangspunkt der Entscheidung nutzen

Titan Grade 23 ist erst dann eine belastbare Grundlage für Entscheidungen, wenn seine vollständige Identität und Nachweiskette vorliegen. Beginnen Sie mit der Norm und ihrem Revisionsstand und legen Sie anschließend Produktform, Zustand, Herstellungsverfahren, Bezeichnung, Schmelze oder Los, erforderliche Prüfungen und den zuständigen Freigabeverantwortlichen fest. So wird aus einer nützlichen Legierungsbezeichnung keine unbelegte Eigenschaftsbehauptung und keine stillschweigende Freigabe des Bauteils.

Informationen zum Unternehmen finden Sie im Werkstoff- und Dokumentationsablauf von TiAlloy. Wenn für Ihr Projekt bereits eine Zeichnung, eine Normenfamilie und eine Nachweisfrage vorliegen, besprechen Sie die anwendbare Spezifikation und die Nachweise für Werkstoffgüte 23.