Werkstoffkunde 2 - TUM - Titan und Titanlegierungen

Kapitel 9

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Marco Stemer

Fichier Détails

Cartes-fiches	10
Langue	Deutsch
Catégorie	Technique
Niveau	Université
Crée / Actualisé	20.06.2014 / 14.02.2021
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Welche Gitterstrukturen besitzt Reintitan und wann liegen diese vor?

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bei Temperaturen unterhalb von 882° C:
► α-Phase: hexagonal, Achsverhältnise c/a=1,587

bei Temperaturen oberhalb von 882° C:
► β-Phase: kubisch raumzentriert

Welche Besonderheit weist Titan bezüglich seines Elastizitätsmoduls auf?

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Der E-Modul ist stark anisotrop. Bei Belastung eines Einkristallst der α-Phase senkrecht zur c-Achse beträgt er 100GPa, parallel zur c-Achse 145GPa. Polykristallines α-Titan hat (in guter Näherung) einen linear abfallenden E-Modul von 115GPa bei Raumtemperatur auf 58GPa bei β-Transus-Temperatur

Woher rührt die hohe Korrosionsbeständigkeit von Titan?

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Reintitan ist sehr sauerstoffaffin. Dies führt zur Bildung einer stabilen Oxidschicht, welche die Oberfläche vor weiterer Korrosion schützt.

Wodurch entstehen die hohen Kosten bei Herstellung und Verarbeitung von Reintitan?

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Durch die Sauerstoffaffinität müssen viele Herstellungs- und Verarbeitungsschritte unter Schutzatmosphäre durchgeführt werden.

Auf welche Arten kann die Phasenumwandlung von β-Titan zu α-Titan stattfinden?

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Diffusionsgesteuert (bei genügend langsamer Abkühlung) oder Martensitisch

Wie läuft die diffusionsgesteuerte Phasenumwandlung von β-Titan zu α-Titan ab?

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- Bildung von α-Keimen an den β/β-Korngrenzen
- Lamellenbildung entlang der β-Korngrenzen
- Lamellen wachsen mit fortschreitender Abkühlung parallel in das β-Korn bis sie auf andere α-Lamellen treffen
- Laminares Gefüge aus α-Lamellen in einer β-Matrix

Welche Phasen des Martensits treten bei der diffusionslosen Phasenumwandlung von β-Titan zu α-Titan auf?

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α'-Phase: hexagonaler Martensit
α''-Phase: orthorhombischer Martensit (bei Abrschrecken von Temperaturen unter 900°C)

Welche Eigenschaften weisen die α-Legierungen des TItans auf?

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-Vorwiegend Reintitansorten, die sich nur im Sauerstoffgehalt unterscheiden
-Festigkeitssteigerung durch interstitiell gelösten Sauerstoff, dafür jedoch Verminderung der Duktilität
-Trotzdem verhältnismäßig geringe Festigkeit (240-740 MPa)
-gute Korrosionsbeständigkeit

-nicht aushärtbar und somit gut schweißbar-geringe Dichte

Welche Eigenschaften weisen die metastabilen β-Legierungen des Titans auf?

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-sehr hohe Festigkeit (1400 MPa) bei gleichzeitig hoher Bruchzähigkeit
-Hohe Dichte
-weniger Korrosionsbeständig
-schlechte Schweißbarkeit

Welche Eigenschaften weisen die Titanaluminide auf?

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-hoher Schmelzpunkt (1460°)
-geringe Dichte
-mit 1500 MPa eine der höchsten bekannten spezifischen Festigkeiten unter den Metallen
-korrosionsbeständig
-geringere Neigung zur Entzündung (Titanfeuer)
-bei Raumtemperatur sehr spröde
-sehr teuer

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