Titan in hitzebeständigem Stahl
Die Vorteile des Titans
Die geringe Dichte, die hervorragende Korrosions- und Vibrationsbeständigkeit sowie die hohe statische Belastbarkeit machen dieses Metall zu einem unverzichtbaren Werkstoff für die Luft- und Raumfahrt und den Raketenbau. Der Gewichtsvorteil, den Titan bei gleichbleibender Festigkeit bietet, ist allen Konstrukteuren und Ingenieuren bekannt, weshalb es in Legierungen so umfassend eingesetzt wird. Titanlegierungen werden in der Luft- und Raumfahrttechnik bis zu einer Temperatur von 500°C eingesetzt, wenn leichtere Aluminium- und Magnesiumlegierungen nicht mehr verarbeitbar sind und Stahl- und Nickellegierungen das Gewicht der Struktur erheblich erhöhen.
Wirkung des Titans
In geringen Mengen (bis zu 0,3 % Ti) wird die Langzeitfestigkeit von hitzebeständigen Stählen verbessert. Im Gegensatz dazu wird die Duktilität von unlegierten hitzebeständigen Stählen durch die Beimischung von großen Mengen an Titan verbessert. In diesem Fall bildet Titan in Wechselwirkung mit Kohlenstoff starke Karbidbindungen, die nicht an den Dispersionshärtungsprozessen beteiligt sind. Wenn also bei der Bildung von Vanadium- und Chromkarbiden das Verhältnis von Titan zu Kohlenstoff 5:1 übersteigt, nehmen die Härte- und Festigkeitseigenschaften der hitzebeständigen Stähle ab. Dieser Prozess findet nicht nur bei hohen, sondern auch bei normalen Bedingungen statt.
Dispersionshärtung
Der Prozess der Dispersionshärtung in Anwesenheit von Titan in der Legierung führt zur Bildung der y'-Phase und zu einer erheblichen Erhöhung der Wärmebeständigkeit von austenitischen Stählen. Titan hat eine temperaturabhängige Löslichkeit. Der Gehalt an Chrom und anderen Legierungselementen hat einen direkten Einfluss auf die Kinetik der y-Phasenbildung während der Lösungshärtung der vorgehärteten Legierung.
Furnizor
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