Materialinformation Titan
Legierungen
TITAN und seine Legierungen
haben bei niedrigerer Dichte die Festigkeiten von
Stählen. TITAN wird seit 1949 technisch hergestellt,
wobei seine Erzeugung sehr aufwendig ist und sich erst
durch die gestiegene Nachfrage der Flugzeug- und
Rüstungsindustrie lohnte. Das Erz ( Ilmenit oder Rutil )
wird mit Chlorgas aufgeschlossen, wobei sich die flüssig
chemische Verbindung Titanchlorid bildet. Das
Titanchlorid wird in einer Argon-Athmosphäre
weiterbehandelt bis es durch Niederschmelzen im
Vakuum-Lichtbogenofen zu massivem Metall wird.
Reines TITAN hat einen Alpha ( hexagonal )
Kristallaufbau und wird nach DIN17850 in Ti. 1 bis Ti4
klassifiziert. Einsatzbereiche sind chirugische
Implantate, chemischer Apparatebau und Galvanotechnik.
TITAN-Legierungen ( DIN 17851 ) haben entweder einen
Alpha oder Beta ( kubisch- raumzentrierten ) oder
Alpha-Beta Aufbau durch Eindiffusion von Vanadium, Chrom
oder Aluminium etc.. Die Eigenschaften der verschiedenen
Legierungen ergeben sich aus der Kristallsruktur:
- Alpha = bis 550° einsetzbar, kaltzäh, schweißbar
- Beta = bsi ca. 320° einsetzbar, höhere Dichte
4,85kg/dm3 ergibt höchste Festigkeit 1270N/mm2
-
- Alpha-Beta = Legierungen können durch
Wärmebehandlung noch höhere Festigkeiten erreichen
z.B. Ti 6Al 4V = 950Nmm/2 wa = 1150Nmm/2.
Bekannteste Legierungen sind Ti 6Al 4V ( Ti 5 ) und
Ti 3Al2 5V ( Ti 9 ). Verwendung bei Motor-, Turbinen-
und Triebwerksteilen, Rotorköpfe bei Hubschraubern,
Hüllen von Atom-U-Booten, Propellern, Schrauben etc..
Übrigens die antimagnetischen Fähigkeiten verhindern
z.B. den Bewuchs von Algen und Muscheln - deswegen sind
die Rümpfe von US-Navy Patrolbooten mit TITAN Platten
beschlagen.
Materialeigenschaften
- Höchste
Korrosionsbeständigkeit gegen oxidierende Säuren,
Chloridlösungen und Loch und Spannungsrißkorrosion
- Höchste mechanische Beständigkeit
- Niedrige Dichte = Leicht = 4.5kg/dm3 ca. 50% von
Stahl
- Niedriger Ausdehnungskoeffizent
- Nicht magnetisch
- Große Elastizität
Vergleichstabelle
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Vergleichstabelle: Eigenschaften TITAN Ti-AI6
- V4 |
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Ti-AI6-V4 |
Carbon Steel
|
Microalloyed steel
|
Stainless steel
|
AI alloy(2024Type) |
Super-alloy (Hastelloy)
|
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Density; (g/cm³)
|
4,4 |
7,8 |
7,8 |
7,9 |
3,0 |
8,9 |
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Tensile strength (Kg/mm²)
|
92 |
45 |
70 |
60 |
45 |
54 |
|
Yield strength (Kg/mm²)
|
84 |
30 |
55 |
29 |
35 |
32 |
|
Extension% |
12 |
30 |
25 |
54 |
9 |
15 |
|
Elastic modulus (Kg/mm²)
|
11.000 |
21.090 |
21.490 |
20.300 |
7.100 |
20.000 |
Interesse oder Informationsbedarf,
dann