Titan-Legierung
Technische Merkmale
Obwohl die mechanische Festigkeit von Titan bei normaler Temperatur recht hoch ist, verliert es fast das Doppelte seiner Festigkeit, wenn die Temperatur auf 250 °C ansteigt. Titanlegierungen sind in der Lage, dieses Manko auszugleichen. Titan zeichnet sich durch seine bemerkenswerte Korrosionsbeständigkeit aus. Die Korrosionsbeständigkeit wird anhand der Verluste pro Quadratmeter Oberfläche bewertet.
| Korrosionsbeständigkeit | Verlustgewicht pro 1 Quadratmeter | Bewertung |
|---|---|---|
| Äußerst widerstandsfähig | Weniger als 0,001 g | 1 |
| Sehr hartnäckig | 0,001 - 0,005 | 2 |
| 0,005 - 0,01 г | 3 | |
| Dauerhaft | 0,01 - 0,05 г | 4 |
| 0,05 - 0,1 г | 5 | |
| Zufriedenstellend beständig | 0,1 - 0,3 г | 6 |
| Geringfügig beständig | 0,3 - 1,0 г | 7 |
| 1 - 5,0 г | 8 | |
| Instabil | Mehr als 5 g | 9 |
Bei vergleichenden Korrosionstests in Industrie- und Meeresatmosphäre wurde festgestellt, dass Aluminiumlegierungen, rostfreie Stähle, Kupfer-Nickel-Legierungen und Inconel-Legierungen über einen Zeitraum von fünf Jahren sichtbare Korrosionserscheinungen zeigten, während die Titanplatte ihren ursprünglichen Glanz nicht verlor. Diese Korrosionsbeständigkeit ist auf eine passive Oxidschicht auf der Metalloberfläche zurückzuführen, die das Metall vor dem Kontakt mit einem aggressiven Stoff schützt.
Titan ist besonders korrosionsbeständig in Gegenwart von Sauerstoff. So ist Titan unter Belüftung in Ameisensäure in jeder Konzentration bis zu einer Temperatur von 100 °C nahezu korrosionsbeständig, während es in einer 25%igen Ameisensäurelösung ohne Belüftung schnell korrodiert.
TITAN-Legierungen
Titanlegierungen zeichnen sich durch ihre präzise chemische Zusammensetzung, eine sorgfältige Herstellung und das Fehlen von Verunreinigungen aus. Titanlegierungen werden in die folgenden Kategorien eingeteilt:
| α-Legierungen | Pseudo-α-Legierungen | α +β-Legierungen | Pseudo-β-Legierungen | β-Legierungen |
|---|---|---|---|---|
| BT1 | OT4 | VT-6 | VT16 | 4201 |
| VT1-0 | OT4-0 | VT3-1 | VS-6 | |
| VT1-00 | OT4-1 | VT-14 | ||
| VT5 | OT4-2 | VT-16 | ||
| VT5-1 | AT-2 | BT-22 | ||
| 4200 | AT-3 | |||
| AT-4 | ||||
| BT20 |
Glühverfahren für TITAN-Legierungen
| Titan-Güteklasse | Temperaturen für das Glühen von Blechprodukten | Temperaturen für Langprodukte | Glühverfahren |
|---|---|---|---|
| VT1-00 | 520 - 540 | 670 - 690 | --- |
| VT1-0 | 520 - 540 | 670 - 690 | --- |
| VT5 | --- | 800 - 850 | --- |
| VT5-1 | 700 - 750 | 800 - 850 | --- |
| OT4-0 | 590 - 610 | 690 - 710 | --- |
| OT4-1 | 640 - 660 | 740 - 760 | --- |
| OT4 | 660 - 680 | 700 - 760 | --- |
| OT4-2 | 700 - 730 | 840 - 860 | --- |
| VT20 | 700 - 800 | 700 - 800 | --- |
| AT2 | 600 - 650 | 650 - 700 | --- |
| AT3 | 800 - 850 | 800 - 850 | --- |
| AT4 | 850 - 870 | 850 - 870 | --- |
| TS5 | 760 - 780 | 760 - 780 | --- |
| VT6C | 750 - 800 | 750 - 800 | --- |
| VT6 | 750 - 800 | 750 - 800 | --- |
| VT3-1 | --- | 870 - 920 600 - 650 |
Isothermisches Glühen: Aufheizen auf 870-920°C, Haltezeit, Abkühlung auf 600-650°C Überführung in einen anderen Ofen, Haltezeit 2h, luftgekühlt |
| VT3-1 | --- | 870 - 920 650 - 600 |
Doppeltes Glühen, Halten bei 550 - 600°C 2 - 5 Stunden Für Leistungsteile - geglüht bei 650 °C, luftgekühlt. |
| VT14 | 740-760 790-810 640-600 | 740-760 790-810 640-660 | Isothermisches Glühen: Erwärmung auf 790-810°C, Haltezeit, Abkühlung mit dem Ofen, Überführung in einen anderen Ofen auf 640-660°C, Haltezeit ½ Stunde, Luftkühlung |
| VT16 | 730 - 770 | 770 - 790 | Abkühlung mit dem Ofen bei einer Geschwindigkeit von 2 - 4 °C für 1 Minute, bis 550 °C, luftgekühlt |
| VT22 | 740 - 760 | 680 - 800 | Ofengesteuerte Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von 2 - 4 °C/Minute, bis 350 °C, luftgekühlt |
| VT15 | 790 - 810 | 790 - 810 | --- |
| TS6 | 790 - 810 | 790 - 810 | --- |
| BT23 | 740 - 750 | 740 - 750 | --- |
TITAN-Härtung: Alphasieren, Nitrieren, Karbidieren
Bei der thermischen Behandlung von Titan bildet sich auf der Oberfläche von Halbzeugen eine sogenannte Alphasierungsschicht, die durch die aktive Wechselwirkung des heißen Titans mit Sauerstoff und Stickstoff entsteht.
| Legierungsgrad | Sauerstoffgehalt 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 |
| Legierungssorte | Nitrierhärte | Oberflächenhärte kgf/mm2 |
|---|---|---|
| WT-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 |
Nitrieren von Titanlegierungen
Nitrieranwendungen erhöhen die Wärme- und insbesondere die Verschleiß- und Abriebbeständigkeit. Das gebräuchlichste Verfahren zum Nitrieren ist das Erhitzen von Halbzeugen in einer reinen Stickstoffatmosphäre auf eine Temperatur von 850 - 950°C. Enthält die Legierung Aluminium oder Zirkonium, erhöht sich die Geschwindigkeit und Tiefe des Nitrierens bis zu einer Tiefe von 0,2 mm.
DieKarbidhärtung (Zementierung) ist eine wirksame Methode zur Härtung von Titanlegierungen. Es wird in einem Gemisch mit Aktivkohle im Vakuum oder in einer Atmosphäre aus einem Gemisch aus 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 - 48 Stunden, führt aber zu einer tieferen Karbidisierung
TITAN-Schwamm
Chemische Zusammensetzung von Titanschwamm, der durch Reduktion aus Ti Cl4 mit verschiedenen Methoden gewonnen wird
| Element | Vakuumtrennung | Magnesium mit Salzlaugung | Natrium mit Salzlaugung |
|---|---|---|---|
| N | 0,015 | 0,015 | 0,1 |
| H | 0,005 | --- | 0,05 |
| Fe | 0,12 | 0,1 | 0,06 |
| C | 0,02 | 0,025 | 0,02 |
| Cl | 0,12 | 0,2 | 0,2 |
| Mg | 0,08 | 0,05 | --- |
| O | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
Es zeichnet sich durch die Genauigkeit seiner Zusammensetzung, die Gründlichkeit der Herstellung und Verarbeitung und das Fehlen von Verunreinigungen aus.
Furnizor
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