Ti22Al25Nb-Pulver

Ti22Al25Nb-Pulver ist ein innovatives Legierungspulver aus Titan (Ti), Aluminium (Al) und Niob (Nb). Diese einzigartige Kombination bietet außergewöhnliche Eigenschaften, die es in verschiedenen Branchen sehr gefragt machen. Von der Luft- und Raumfahrt bis hin zum Medizin- und Energiesektor hat Ti22Al25Nb-Pulver das Potenzial, die Materialleistung neu zu definieren und neue Horizonte zu eröffnen.

Präzisionsdruck

Bietet außergewöhnliche Druckgenauigkeit.

Vielseitige Metallpulver

Vielfältige hochwertige Pulver für unterschiedliche Anwendungen.

Innovative Materialien

Kontinuierliche Einführung fortschrittlicher Legierungen.

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Übersicht über Ti22Al25Nb-Pulver

Ti22Al25Nb gehört zur Klasse der Titanaluminidlegierungen, die über attraktive Eigenschaften wie hohe spezifische Festigkeit, gute Kriechfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit und die Fähigkeit verfügen, extremen Temperaturen standzuhalten. Das nahezu äquiatomare Verhältnis von Titan und Aluminium sorgt für eine ausgewogene Kombination aus geringem Gewicht, Festigkeit und Umweltbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen.

Zu den Hauptmerkmalen von Ti22Al25Nb-Pulver gehören:

  • Sehr hohe spezifische Festigkeit (Festigkeits-Gewichts-Verhältnis)
  • Hervorragende mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen
  • Gute Kriech- und Dauerfestigkeit
  • Geringe Dichte im Vergleich zu Superlegierungen auf Nickel- und Eisenbasis
  • Hervorragende Korrosionsbeständigkeit

Ti22Al25Nb-Pulver hat sich als ausgezeichnete Wahl zur Gewichtsreduzierung und Verbesserung der Effizienz in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und anderen Hochleistungsanwendungen bei erhöhten Temperaturen erwiesen.

Zusammensetzung des Ti22Al25Nb-Pulvers

Ti22Al25Nb-Pulver hat die folgende nominelle Zusammensetzung:

Element Gewicht %
Titan (Ti) 22 %
Aluminium (Al) 25 %
Niob (Nb) 5-10 %
Vanadium (V) 0-5 %
Chrom (Cr) 0-2%
Kohlenstoff (C) 0-0,2 %
Sauerstoff (O) 0-0,2 %

 

Die Mengen an Verstärkungselementen wie Niob und Vanadium können variiert werden, um die mechanischen Eigenschaften zu optimieren. Der Verunreinigungsgrad von Kohlenstoff und Sauerstoff wird minimiert.

Eigenschaften von Ti22Al25Nb-Pulver

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Ti22Al25Nb-Pulver gehören:

Eigentum Wert
Dichte 3,7-3,9 g/cm3
Schmelzpunkt 1350–1450 °C
Wärmeleitfähigkeit 16-22 W/mK
Elektrischer widerstand 1,7 μΩ.cm
Elastizitätsmodul 160–180 GPa
Poissonzahl 0,32-0,34
Zugfestigkeit 500-900 MPa
Streckgrenze 400-600 MPa
Verlängerung 1-4 %
Kriechfestigkeit 150-300 MPa
Oxidationsbeständigkeit Hervorragend bis 800°C

 

Aufgrund seiner Eigenschaften wie hoher Festigkeit, geringer Dichte und Temperaturbeständigkeit eignet es sich gut für kritische Luft- und Raumfahrtkomponenten, bei denen Gewichtseinsparungen erforderlich sind.

Produktionsmethode für Ti22Al25Nb-Pulver

Ti22Al25Nb-Pulver kann mit folgenden Methoden hergestellt werden:

  • Gaszerstäubung – Hochdruck-Inertgasstrahl zur Zerstäubung der geschmolzenen Legierung, wodurch ein feines kugelförmiges Pulver entsteht, das sich ideal für AM eignet.
  • Plasma-Rotationselektroden-Prozess (PREP) – Durch die zentrifugale Zerkleinerung von schnell rotierendem geschmolzenem Metall in feine Tröpfchen entsteht kugelförmiges Pulver.
  • Mechanisches Legieren – Hochenergie-Kugelmahlen von elementaren/vorlegierten Pulvern, gefolgt von Glühen und sekundärer Zerstäubung.

Gaszerstäubung und PREP ermöglichen eine hervorragende Kontrolle über Pulvereigenschaften wie Partikelgrößenverteilung, Morphologie und Mikroreinheit.

Anwendungen von Ti22Al25Nb-Pulver

Ti22Al25Nb-Pulver wird verwendet in:

  • Additive Fertigung – Selektives Laserschmelzen zur Herstellung komplexer Leichtbaukomponenten wie Halterungen, Tragflächen und Laufräder für die Luft- und Raumfahrt sowie die Automobilindustrie.
  • Thermische Spritzbeschichtungen – werden durch Plasma- oder HVOF-Spritzen aufgetragen, um Turboladerschaufeln und Luft- und Raumfahrtkomponenten bei hohen Temperaturen Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit zu verleihen.
  • Metallspritzguss – Zur Herstellung kleiner, komplexer Netzformteile, die eine hohe spezifische Festigkeit bis zu 800 °C erfordern, wie z. B. Turbinenschaufeln.
  • Pulvermetallurgie – Pressen und Sintern zur Herstellung von Teilen mit geringer Dichte und hoher Festigkeit wie Pleuelstangen.

Spezifikationen von Ti22Al25Nb-Pulver

Ti22Al25Nb-Pulver ist in verschiedenen Größenbereichen, Formen und Reinheitsgraden erhältlich:

  • Partikelgröße: Von 15–45 μm für AM-Methoden, bis zu 100 μm für thermische Spritzverfahren.
  • Morphologie: Die nahezu kugelförmige Pulvermorphologie sorgt für optimale Fließfähigkeit und Packungsdichte.
  • Reinheit: Von kommerziellen bis hin zu hohen Reinheitsgraden, basierend auf Verunreinigungsgrenzen und Prozessanforderungen.
  • Sauerstoffgehalt: Für die meisten Anwendungen wird der Wert unter 2000 ppm gehalten.
  • Fließfähigkeit: Pulver speziell für hervorragende Fließraten über 25 s/50 g.

Globale Lieferanten von Ti22Al25Nb-Pulver

Einige der weltweit wichtigsten Lieferanten von Ti22Al25Nb-Pulver sind:

  • AP&C (Kanada)
  • TLS Technik (Deutschland)
  • Sandvik Osprey (Großbritannien)
  • Tekna (Kanada)
  • ECKA Granulat (Deutschland)
  • Titanpulver (Russland)

Diese Unternehmen produzieren verschiedene Qualitäten von Ti22Al25Nb-Pulver, die auf die additive Fertigung, das thermische Spritzen, die Pulvermetallurgie und andere Anwendungen zugeschnitten sind.

Preise für Ti22Al25Nb-Pulver

Ti22Al25Nb-Pulver ist preislich höher als Stähle und Nickellegierungen:

  • Menge – 100–150 $ pro kg für Großbestellungen über 500 kg. Kleinere Mengen sind deutlich teurer.
  • Qualität – Hochreines, kugelförmiges Pulver, das unter streng kontrollierten Bedingungen mit fortschrittlichen Verfahren hergestellt wird, erfordert eine erstklassige Preisgestaltung.
  • Lieferant – Große globale Lieferanten bieten aufgrund höherer Produktionsmengen Kostenvorteile gegenüber kleineren Herstellern.
  • Geografie – Die Preise variieren je nach Region, wobei Europa und Nordamerika im Vergleich zu Asien höherpreisige Märkte sind.

Bei kritischen Anwendungen sollten Käufer bei der Beschaffung von Ti22Al25Nb-Pulver eher auf Qualität als auf niedrigste Kosten achten.

Lagerung und Handhabung von Ti22Al25Nb-Pulver

Ti22Al25Nb-Pulver erfordert sorgfältige Lagerung und Handhabung:

  • Sollte in verschlossenen Behältern unter Inertgas wie Argon gelagert werden, um Oxidation zu verhindern
  • Vermeiden Sie die Ansammlung von feinem Pulver, um das Risiko einer Staubexplosion zu minimieren
  • Verwenden Sie beim Umgang mit Pulver geeignete PSA, Belüftung, Erdung und Sicherheitsmaßnahmen
  • Vermeiden Sie den Kontakt zwischen Pulver und Zündquellen wegen der Gefahr der Entflammbarkeit
  • Befolgen Sie die geltenden Sicherheitsrichtlinien des Sicherheitsdatenblatts des Lieferanten

Beim Umgang mit diesem hochreaktiven Legierungspulver ist Vorsicht geboten.

Inspektion und Prüfung von Ti22Al25Nb-Pulver

Wichtige Qualitätskontrolltests, die an Ti22Al25Nb-Pulver durchgeführt wurden:

  • Chemische Analyse mit ICP-OES oder RFA, um sicherzustellen, dass die Zusammensetzung den Spezifikationen entspricht
  • Partikelgrößenverteilung mittels Laserbeugung gemäß ASTM B822-Standard
  • Morphologieanalyse mittels REM-Bildgebung
  • Messung der Pulverdurchflussrate mit Hall-Durchflussmesser gemäß ASTM B213-Standard
  • Dichtemessung mittels Heliumpyknometrie
  • Verunreinigungsanalyse durch Inertgasfusion oder ICP-MS
  • Mikrostrukturcharakterisierung durch Röntgenbeugung

Durch gründliche Tests wird die Chargenkonsistenz und Pulverqualität für die beabsichtigte Anwendung sichergestellt.

Vergleich zwischen Ti22Al25Nb- und Inconel 718-Pulvern

Ti22Al25Nb- und Inconel 718-Pulver im Vergleich:

Parameter Ti22Al25Nb Inconel 718
Dichte 3,7-3,9 g/cm3 8,2 g/cm3
Hochtemperaturfestigkeit Vergleichbar Vergleichbar
Oxidationsbeständigkeit Besser Gut
Kosten Höher Untere
Bearbeitbarkeit Arm Exzellent
Anwendungen Luft- und Raumfahrtkomponenten Luft- und Raumfahrt, Automobil
Verfügbarkeit Mäßig Sofort verfügbar

 

Ti22Al25Nb bietet Gewichtseinsparungen gegenüber Inconel 718. Die Verarbeitbarkeit ist jedoch schlecht und die Kosten für Titanaluminidpulver sind höher.

Häufig gestellte Fragen zu Ti22Al25Nb-Pulver

Q: Wie wird Ti22Al25Nb-Pulver hergestellt?

A: Ti22Al25Nb-Pulver wird kommerziell durch Gaszerstäubung, Plasma-Rotationselektrodenverfahren und mechanisches Legieren mit anschließendem Glühen und sekundärer Zerstäubung hergestellt.

Q: Was sind die Hauptanwendungen von Ti22Al25Nb-Pulver?

A: Zu den Hauptanwendungen gehören additive Fertigung, thermische Spritzbeschichtungen, Metallspritzguss und Pulvermetallurgie zur Herstellung leichter Strukturteile, die Hochtemperaturbeständigkeit erfordern.

Q: Was ist die typische Partikelgröße, die bei AM verwendet wird?

A: Für die meisten Metall-AM-Prozesse liegt der ideale Größenbereich für Ti22Al25Nb-Pulver bei 15–45 Mikrometern mit hoher Reinheit, sphärischer Morphologie und gutem Pulverfluss.

Q: Erfordert Ti22Al25Nb-Pulver besondere Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung?

A: Ja, es ist hochreaktiv und erfordert eine sorgfältige Handhabung in einer inerten Atmosphäre unter Verwendung von Belüftung, Erdung und persönlicher Schutzausrüstung, um Brand- oder Explosionsgefahren zu vermeiden.

Q: Wo kann ich Ti22Al25Nb-Pulver für Luft- und Raumfahrtanwendungen kaufen?

A: Für Luft- und Raumfahrtteile, die ein geringes Gewicht und eine hohe Festigkeit erfordern, kann Ti22Al25Nb-Pulver von führenden Herstellern wie AP&C, TLS Technik, Sandvik Osprey und Tekna bezogen werden.

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