Titan Ti1023-Pulver
Titan Ti1023 Powder ist ein hochreines Titanlegierungspulver mit 10% Vanadium und 23% Niobium. Es bietet eine hervorragende Kombination aus Festigkeit, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit bei gleichzeitig geringer Dichte und Biokompatibilität.
Zu den wichtigsten Eigenschaften und Merkmalen von Titan Ti1023-Pulver gehören:
- Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht
- Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
- Gute Kalt- und Warmverarbeitbarkeit
- Wärmebehandelbar zur Anpassung der mechanischen Eigenschaften
- Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient
- Nicht-magnetisch und funkenfrei
- Hohe Betriebstemperaturen möglich
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Inhaltsübersicht
Übersicht
Titan Ti1023-Pulver ist ein hochreines Titanlegierungspulver mit 10% Vanadium und 23% Niobium. Es bietet eine hervorragende Kombination aus Festigkeit, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit bei gleichzeitig geringer Dichte und Biokompatibilität.
Zu den wichtigsten Eigenschaften und Merkmalen von Titan Ti1023-Pulver gehören:
- Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht
- Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
- Gute Kalt- und Warmverarbeitbarkeit
- Wärmebehandelbar zur Anpassung der mechanischen Eigenschaften
- Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient
- Nicht-magnetisch und funkenfrei
- Hohe Betriebstemperaturen möglich
- Biokompatibel und ungiftig
Titan Ti1023-Pulver wird aufgrund seiner vielseitigen Materialeigenschaften in verschiedenen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Medizin, der Chemie, der Schifffahrt und anderen eingesetzt.
Zusammensetzung
Die nominale Zusammensetzung von Titan Ti1023-Pulver ist:
Element | Gewicht % |
---|---|
Titan (Ti) | Bilanz |
Vanadium (V) | 10% |
Niobium (Nb) | 23% |
Titan Ti1023-Pulver entspricht den ASTM-Normen mit einem Reinheitsgrad von über 99,7%. Spurenelemente wie Eisen, Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff werden genauestens kontrolliert.
Eigenschaften
Titan Ti1023-Pulver verfügt über ausgewogene physikalische, mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften:
Physikalische Eigenschaften
Eigentum | Wert |
---|---|
Dichte | 6,50 g/cm3 |
Schmelzpunkt | 1625°C |
Elektrischer spezifischer Widerstand | 152 μΩ-cm |
Wärmeleitfähigkeit | 7,2 W/m-K |
Spezifische Wärmekapazität | 522 J/kg-K |
Mechanische Eigenschaften
Eigentum | Wert |
---|---|
Zugfestigkeit | 1050 MPa |
Streckgrenze (0,2% Offset) | 970 MPa |
Dehnung | 12% |
Härte | 360 HV |
Elastizitätsmodul | 115 GPa |
Eigenschaften der Partikel
Titan Ti1023-Pulverpartikel haben eine kugelförmige Morphologie mit glatten Oberflächen, die das Fließen und Verdichten des Pulvers erleichtern.
Eigentum | Wert |
---|---|
Partikelform | Sphärisch |
Scheinbare Dichte | 2,7 g/cm3 |
Zapfstellendichte | 4,2 g/cm3 |
Hausner-Verhältnis | 1.56 |
Partikelgröße | 15 - 45 μm |
Sauerstoffgehalt | < 3000 ppm |
Stickstoffgehalt | < 150 ppm |
Kohlenstoffgehalt | < 500 ppm |
Wasserstoffgehalt | < 100 ppm |
Anwendungen
Die einzigartigen Eigenschaften von Titan Ti1023 wie hohe spezifische Festigkeit, Biokompatibilität, Korrosionsbeständigkeit und Hitzebeständigkeit ermöglichen verschiedene industrielle Anwendungen, die im Folgenden zusammengefasst werden:
Luft- und Raumfahrt
- Strukturkomponenten wie Fahrwerk, Hydraulikschläuche, Befestigungselemente aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer Temperaturbeständigkeit
- Verdichterschaufeln von Strahltriebwerken, die hohen Drehzahlen standhalten
- Außenteile von Flugzeugen, die aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit extremen Witterungsbedingungen standhalten
Medizin
- Orthopädische Implantate wie Hüft- und Kniegelenke, Knochenplatten, Schrauben aufgrund ihrer mechanischen Kompatibilität, Biokompatibilität und Osseointegration
- Chirurgische Instrumente und medizinische Geräte, die für die Sterilisation und den täglichen Gebrauch geeignet sind
- Zahnimplantate und Zahnersatz, der den Kaubelastungen standhält
Automobilindustrie
- Ventile, Pleuelstangen, Tragfedern zur Gewichtsreduzierung der beweglichen Komponenten
- Teile der Auspuffanlage, die hohen Temperaturen standhalten
Chemisch
- Lagertanks, Wärmetauscher, Ventile und Rohre für aggressiv-korrosive Umgebungen
- Reaktionsgefäße, Kondensatoren, Separatoren und Destillationskolonnen für die chemische Synthese
Marine
- U-Boot-Propellerwellen mit einer Kombination aus Festigkeit, Kavitationsbeständigkeit und Tarnkappe
- Gegen Salzwasserkorrosion resistente Wärmetauscher und Rohrleitungen für Entsalzungsanlagen
Architektur
- Dächer, Paneele, Balken und Stützen für leichte Strukturen und einfache Bearbeitung komplexer Geometrien
Produktnormen und Güteklassen
Wie alle Titanlegierungen unterliegt auch Ti1023-Pulver den Spezifikationen für Luft- und Raumfahrtmaterialien hinsichtlich chemischer Zusammensetzung, mechanischer Eigenschaften, Mikrostruktur und Qualitätsstandards:
Standard | Klasse | Zustand |
---|---|---|
AMS 4921 | Ti 10-2-3 | Geglüht |
AMS 4928 | Ti 10-2-3 | Lösungsbehandelt und gealtert |
Der geglühte Zustand bietet optimale Kaltumformbarkeit und Bearbeitungseigenschaften, während der lösungsgeglühte und gealterte Zustand eine Erhöhung der Zugfestigkeit um 10-15% bewirkt.
Lieferanten und Preisgestaltung
Titan Ti1023 Pulver ist bei führenden Herstellern und Lieferanten von Spezialmetallen erhältlich:
Anbieter | Vorlaufzeit | Mindestbestellmenge | Preis (USD/kg) |
---|---|---|---|
Fortschrittliche Pulver und Beschichtungen | 3 Wochen | 5 kg | 94/kg |
ATI-Pulvermetalle | 4-6 Wochen | 10 kg | 108/kg |
Phelly-Materialien | 2 Wochen | 1 kg | 115/kg |
Stanford Advanced Materials | Vorrätig | 0,5 kg | 127/kg |
Höhere Reinheitsgrade mit weniger Sauerstoff und Stickstoff sind in der Regel 15-25% teurer. Bei kleinen Chargen kann die Probenahme auf 0,1-0,5 kg begrenzt sein, je nach Lagerbestand des Lieferanten.
Vergleichende Analyse
Titan Ti1023 übertrifft andere gängige Titanlegierungen in bestimmten Anwendungen, wie unten hervorgehoben wird:
Legierung | Stärke | Korrosionsbeständigkeit | Temperatur-Fähigkeit | Am besten geeignet für |
---|---|---|---|---|
Kommerzielles Reintitan | Niedrig | Ausgezeichnet | Mäßig | Ausrüstung von Chemieanlagen |
Ti 6Al-4V | Hoch | Sehr gut | Gut | Strukturen für die Luft- und Raumfahrt |
Ti 10-2-3 | Mittel-Hoch | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Düsentriebwerke, biomedizinische Implantate |
Während CP-Titan (Grade 1-4) die beste Gesamtkorrosionsbeständigkeit bietet, bietet Ti1023 ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Hochtemperaturfähigkeit, biologischer Sicherheit und Festigkeit, das auf anspruchsvolle zyklische Belastungssituationen zugeschnitten ist.
Vorteile und Beschränkungen
Vorteile
- Ausgewogene mechanische Eigenschaften - Festigkeit, Duktilität und Ermüdungsbeständigkeit
- Wärmebehandelbar für maßgeschneiderte Eigenschaften je nach Anwendung
- Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in rauen Umgebungen
- Biokompatibel und ungiftig für medizinische Zwecke
- Nichtmagnetisch mit ausgezeichneten Schalldämpfungseigenschaften
- Behält seine Eigenschaften bei extremen Temperaturen bis zu 600°C bei
- Kostengünstigere Legierungsalternative zum beliebten Pulver der Sorte Ti64
Beschränkungen
- Hohe chemische Reaktivität erfordert kontrollierte Verarbeitung unter Ausschluss von Sauerstoff
- Geringere Duktilität als bei handelsüblichen Reintitangüten
- Schwierig zu bearbeiten in gehärtetem Zustand, was scharfe Werkzeuge erfordert
- Höhere Rohstoffkosten als Stähle und Aluminiumlegierungen
- Begrenzte Verfügbarkeit des Anbieters in kleinen Chargen
FAQs
F: Was sind die wichtigsten Vorteile der Titanlegierung Ti1023 gegenüber Ti 6Al-4V?
A: Titan Ti1023 bietet eine höhere Festigkeit bei erhöhten Temperaturen von bis zu 600 °C sowie eine gleichwertige oder bessere Korrosionsbeständigkeit und biologische Sicherheit als die weit verbreitete Legierung Ti64.
F: Welcher Korngrößenbereich ist für Ti1023-Pulver verfügbar?
A: Die Standardpartikelgrößen liegen zwischen 15 und 45 Mikrometern Durchmesser, wobei auf Anfrage kundenspezifische Größenverteilungen möglich sind, um den Anforderungen der Kundenanwendungen gerecht zu werden.
F: Erfordert Ti1023-Pulver besondere Vorsichtsmaßnahmen bei der Lagerung oder Handhabung?
A: Wie alle reaktiven Titanlegierungen muss Ti1023-Pulver in versiegelten Behältern gelagert werden, die vor Luftfeuchtigkeit und Sauerstoff geschützt sind. Die Handhabung unter Argon-Schutzgas wird empfohlen.
F: Welche Möglichkeiten der Wärmebehandlung gibt es, um die Eigenschaften der Legierung Ti1023 zu verbessern?
A: Eine Lösungsbehandlung bei über 800°C mit anschließender Alterung im Bereich von 450-650°C ermöglicht die Abstimmung der Eigenschaften in Übereinstimmung mit der Spezifikation AMS 4928 für optimale Kombinationen von Festigkeit, Duktilität und Mikrogefüge.
F: Welche Vorsichtsmaßnahmen sollten bei der Bearbeitung der Titanlegierung Ti1023 beachtet werden?
A: Empfohlen werden scharfe Schneidwerkzeuge, Hochdruckkühlmittel, langsame Vorschubgeschwindigkeiten und starre Aufspannungen. Es sollte berücksichtigt werden, dass Titan dazu neigt, zu verschmieren, zu verstopfen und den Werkzeugverschleiß zu beschleunigen.
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