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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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