Titan Titan

Sind Sie auf der Suche nach einem starken und zugleich leichten Metall? Titan hat von allen Elementen das beste Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht. Es ist stärker als Stahl, aber nur nahezu halb so schwer. Darüber hinaus ist es wesentlich korrosionsbeständiger als die meisten Arten von Edelstahl. Infolgedessen werden Anwendungen, bei denen rostfreier Stahl eingesetzt wurde, zunehmend durch Titan ersetzt.

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Titan

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Wichtige Eigenschaften von Titan
  • Hat von allen Elementen das beste Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht
  • Gute Korrosionsbeständigkeit
  • Hohe Biokompatibilität
  • Titan ist nicht magnetisch
Anwendungen von Titan
  • Luft- und Raumfahrt
  • Chemische Verarbeitung
  • Offshore
  • Orthopädische Implantate für den medizinischen Sektor.
  • Rohrleitungen in der Chloridproduktion
  • Sportgeräte

Was ist Titan?

Titan ist die Nummer 9 der häufigsten Elemente in der Erdkruste und die Nummer 4 der am häufigsten vorkommenden Metalle. Titan hat im Periodensystem die Nummer 22 mit einem Atomgewicht von 47,90 und ist am Symbol „Ti“ zu erkennen. Titan wird in Form von Rutil-Quarz und aus dem Mineral Ilmenit gewonnen. Rutil wird hauptsächlich in Australien, China, Kanada und Amerika abgebaut.

Wie wird Titan gewonnen?

Um dieses Metall zu erhalten, kombinieren wir das Rutil mit Koks oder Teer und Chlorgas. Wenn wir dies erhitzen, bildet sich Titantetrachlorid (TiCl4). Dieses wandeln wir dann in einem chemischen Prozess in einen so genannten „Titanschwamm“ um, den wir zu einem Titanbarren schmelzen. Dieses Schmelzen erfolgt auf zwei Arten: entweder nach dem Vakuumschmelzverfahren (VAR) oder nach dem sogenannten Kaltherdofen-Verfahren.

Was zeichnet Titan aus?

Der ursprüngliche Bedarf an Titan kam damals aus der militärischen Luft- und Raumfahrtindustrie. Man suchte nach einem Metall mit starken mechanischen Eigenschaften und einer hohen Dichte.
Das Schöne an Titan ist, dass es eine gute Oxidationsbeständigkeit besitzt, denn wenn es Sauerstoff ausgesetzt wird, bildet sich eine dünne vor Oxidationsschäden schützende Schicht. Aufgrund der Biokompatibilität von Titan kann dieses Metall im menschlichen Körper verwendet werden, z.B. für die Hüfte, das Knie, Zahnimplantate oder Herzschrittmacher. Eine weitere wichtige Eigenschaft ist sein einzigartiges Aussehen und die Tatsache, dass es nicht magnetisch ist. Titan hat auch einen relativ hohen Schmelzpunkt und eine relativ gute thermische Leitfähigkeit.

Kommerziell reine Grade 1 bis 4

Es gibt viele verschiedene Grade von Titanqualitäten. Die Nummern 1 bis 4 sind mikrostrukturell kommerziell reine Varianten in der Alpha-Phase und gleichzeitig die weichsten Titanqualitäten. Der Unterschied zwischen den vier Graden liegt in der Anzahl der interstitiellen Elemente, wie Sauerstoff und Eisen, die jedem Grad hinzugefügt werden.
Die folgende Tabelle zeigt das Niveau der interstitiellen Elemente jeden Grades und die dazugehörigen mechanischen Eigenschaften.

Die verschiedenen Grade von Titan

Grade

UTS (MPA)

0.2% (MPA)%EL O%WT C%WT N%WTH H%WT FE%WT

Grade 1

240

138240,180,080,030,0150,20

Grade 2

345275200,250,080,030,0150,30

Grade 3

450380180,350,080,050,0150,30

Grade 4

550

483

15

0,40

0,08

0,05

0,015

0,50

Denken Sie an interstitielle Elemente wie Sauerstoff (O), Eisen (Fe) und N (Stickstoff), wobei Sauerstoff (O) am wichtigsten ist. Je höher die interstitiellen Elemente sind, desto stärker ist die Legierung. Mit zunehmender UTS (Ultimate Tensile Strength) nimmt die Dehnbarkeit (Elongation) ab. Dadurch wird die Legierung weniger duktil. Die Festigkeit von kommerziell reinem Titan steigt also pro Grad. Dies bedeutet, dass Titan Grad 4 am stärksten und Titan Grad 1 am wenigsten fest ist.

Sonstige Grade: Titanlegierungen

Die anderen Grade sind Legierungen und daher nicht kommerziell rein. Informieren Sie sich hier zu allen Titanlegierungen:

  • Grad 1
  • Grad 2
  • Grad 3
  • Grad 4
  • Grad 5
  • Ti6al4v