Titan

Ti

Stark, leicht und korrosionsbeständig

Suchen Sie nach einem starken, aber leichten Metall? Titan hat das höchste Festigkeits-Gewichts-Verhältnis aller Elemente. Es ist stärker als Stahl, aber fast halb so leicht. Zudem ist es weitaus korrosionsbeständiger als die meisten Edelstahlsorten. Anwendungen, in denen Edelstahl verwendet wird, werden daher zunehmend durch Titan ersetzt.

EigenschaftenTitan hat das höchste Festigkeits-Gewichts-Verhältnis aller Elemente, bietet gute Korrosionsbeständigkeit, hat eine hohe Biokompatibilität und ist nicht magnetisch.
AnwendungenTitan wird in der Luft- und Raumfahrt, der Chemie, Offshore, für medizinische Implantate, Rohrleitungen und Sportausrüstungen eingesetzt.

Was ist Titan?

Titan steht an neunter Stelle der am häufigsten vorkommenden Elemente in der Erdkruste und an vierter Stelle der am häufigsten vorkommenden Metalle. Titan ist die Nummer 22 im Periodensystem, mit einem Atomgewicht von 47,90 und wird durch das Symbol „Ti“ erkannt. Titan wird in Form von Rutilquarz und aus dem Mineral Ilmenit gewonnen. Rutil wird im Allgemeinen in Australien, China, Kanada und Amerika abgebaut.

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Wie wird Titan gewonnen?

Um dieses Metall zu gewinnen, kombinieren wir Rutil mit Koks oder Teer und Chlorgas. Wenn wir dies erhitzen, entsteht Titantetrachlorid (TiCl4). Durch ein chemisches Verfahren wandeln wir dies anschließend in einen sogenannten „Titan-Schwamm“ um, den wir zu einem Titanblock schmelzen. Dieses Schmelzen erfolgt auf zwei Arten: entweder durch Vakuumschmelzen (VAR) oder im sogenannten Cold Hearth Furnace Prozess.

Titan
Kommerziell reine Grade 1 bis 4

Es gibt viele verschiedene Titan-Grade. Die Grade 1 bis 4 sind mikrostrukturell kommerziell reine Varianten in der Alphaphase und gleichzeitig die weichsten Titan-Grade. Der Unterschied zwischen den vier Graden liegt in der Menge der interstitiellen Elemente, wie Sauerstoff und Eisen, die jedem Grad hinzugefügt werden.

Die folgende Tabelle zeigt das Niveau der interstitiellen Elemente jedes Grades und die entsprechenden mechanischen Eigenschaften.

Unter interstitiellen Elementen versteht man Sauerstoff (O), Eisen (Fe) und Stickstoff (N), wobei Sauerstoff (O) das wichtigste ist. Je höher die interstitiellen Elemente, desto stärker die Legierung. Mit zunehmender UTS (Ultimate Tensile Strength) nimmt die Dehnung (Elongation) ab, wodurch die Legierung weniger duktil wird. Die Stärke von kommerziell reinem Titan nimmt also pro Grad zu. Das bedeutet, dass Titan Grad 4 am stärksten und Titan Grad 1 am wenigsten stark ist.

Titanlegierung 1 bis 4

Grad

UTS (MPA)

0,2% (MPA) %EL O% WT C% WT N% WTH H% WT FE% WT

Grad 1

240

138 24 0,18 0,08 0,03 0,015 0,20

Grad 2

345 275 20 0,25 0,08 0,03 0,015 0,30

Grad 3

450 380 18 0,35 0,08 0,05 0,015 0,30

Grad 4

550

483

15

0,40

0,08

0,05

0,015

0,50

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