Die wichtigsten Eigenschaften von Titanmetall
Die Vorteile des Titans
Titan wurde vor mehr als 200 Jahren entdeckt. Seine Eigenschaften machen es allen damals bekannten Metallen und Legierungen überlegen. Seine hohe spezifische Festigkeit, seine Widerstandsfähigkeit gegenüber aggressiven Umgebungen und sein geringes Gewicht ermöglichten die Realisierung kühner technischer Konstruktionen. Die hervorragenden technischen Eigenschaften von Titanlegierungen bleiben bei Temperaturen bis zu 500 °C unverändert. Das reine Metall ist für alle Anwendungen geeignet: Schmieden, Bohren und Walzen. Sein Wärmeausdehnungskoeffizient bei 20 °C ist 1,5-mal so hoch wie der von Eisen, halb so hoch wie der von Kupfer und fast dreimal so hoch wie der von Aluminium. Es hat einen hohen elektrischen Widerstand. Nimmt man die elektrische Leitfähigkeit von Silber als 100 % an, so beträgt die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer 94 %, Aluminium 60 %, Eisen 15 % und Titan 3,8 %. Titan ist ein paramagnetisches Material mit sehr geringer magnetischer Suszeptibilität. Seine Wärmeleitfähigkeit ist mit 22,07 W/(mK) sehr niedrig und liegt damit etwa dreimal niedriger als die von Eisen, siebenmal niedriger als die von Magnesium und 17-20 mal niedriger als die von Aluminium oder Kupfer.
Härten: Alphieren, Nitrieren, Karbidieren
Bei der thermischen Behandlung entsteht auf der Oberfläche von Titan-Halbzeugen durch die aktive Wechselwirkung von heißem Titan mit Sauerstoff und Stickstoff eine so genannte Alphiumschicht.
| Legierungsgrad | Sauerstoffgehalt in der veränderten Schicht mg/cm2 | Tiefe der veränderten Schicht (mm) |
|---|---|---|
| VT-1 | 2,8 | 0,8 |
| OT-4 | 1,5 | 0,2 |
| VT3-1 | 2,5 | 0,6 |
| ВТ-5 | 4,2 | 2,0 |
| BT-6 | 2,2 | 0,6 |
| VT-9 gegossen | 7,3 | 0,8 |
DasNitrieren von Titanlegierungen verbessert die Wärme- und insbesondere die Verschleiß- und Abriebbeständigkeit. Das gebräuchlichste Nitrierverfahren ist das Erhitzen von Halbzeugen in einer reinen Stickstoffatmosphäre auf eine Temperatur von 850 bis 950°C. Wenn die Legierung mit Aluminium oder Zirkonium legiert ist, erhöht sich die Nitriergeschwindigkeit und -tiefe bis zu 0,2 mm.
| Legierungssorte | Nitriertiefe | Oberflächenhärte kgf/mm2 |
|---|---|---|
| VT-1 | 0,06 - 0,08 | 750 - 850 |
| VT3-1 | 0,04 - 0,05 | 700 - 750 |
| VT-5 | 0,08 - 0,1 | 750 - 800 |
| VT-8 | 0,12 - 0,14 | 700 - 750 |
| VT-14 | 0,14 - 0,16 | 750 - 850 |
DasKarbidisieren (Zementieren) ist eine wirksame Methode zur Härtung von Titanlegierungen. Es wird in einem Gemisch mit Aktivkohle im Vakuum oder in einer Atmosphäre aus einem Gemisch von Argon 5% Kohlenmonoxid, Methan oder Propan durchgeführt... Die Verarbeitung in einer Atmosphäre aus einem Gasgemisch führt zu einer Sättigung mit Wasserstoff, was die Duktilität des Titans verringert. Die Verarbeitung mit Holzkohle dauert 24 bis 48 Stunden, führt aber zu einer tieferen Karbidisierung.
Verwendung
Titan ist in der Nichteisenmetallindustrie, der Lebensmittelverarbeitung, der chemischen und petrochemischen Industrie, der Zellstoff- und Papierindustrie und anderen Branchen gefragt. In den letzten Jahren wurde es in der Galvanotechnik, der Kerntechnik, der Energietechnik und der Elektronik eingesetzt. In der Rüstungsindustrie werden seine Eigenschaften für die Herstellung von Panzerplatten benötigt. In der Kerntechnik wird es für Wärmetauscher verwendet. Chirurgische Instrumente und Implantate, Teile von Entsalzungsanlagen und Rennwagen werden aus ihm hergestellt. In der Sportausrüstung wird es für Golfschläger und Kletterausrüstung verwendet. Es findet sich in Teilen von Handuhren und exklusivem Schmuck wieder. Wenn dieses Metall nitriert wird, bildet sich auf seiner Oberfläche ein Goldfilm, der so schön wie Gold ist. Die Entwicklung der modernen Metallurgie macht es einfach, das Metall zu kaufen.
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