Hochreiner Titanblock Gr2 für Schmiederohlinge und Luft- und Raumfahrt

Ein Titanbarren ist ein primärer Metallblock, der durch Schmelzen von Titanschwamm (oder Titanschwamm plus Legierungselementen) entsteht. Er dient als Grundprodukt für Titan und Titanlegierungen und weist typischerweise einen silberweißen metallischen Glanz auf.

1. Nach Zusammensetzung:

Industrieller Reintitan-Barren: Die Reinheit liegt typischerweise über 99,8 %. Wird als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Titanlegierungen verwendet.

Titanlegierungsbarren: Hergestellt durch Legieren von industriell reinem Titan mit anderen metallischen Elementen. Klassifizierung nach Legierungselementen:

Titanlegierungsblock vom Typ Alpha (α).

Titanlegierungsblock vom Beta-Typ (β)

Titanlegierungsblock vom Typ Alpha-Beta (α+β).

Medizinischer Titanlegierungsbarren: Hergestellt aus hochreinem, industriell reinem Titan und Legierungselementen in medizinischer Qualität. Speziell entwickelt für die Herstellung von medizinischen Instrumenten und Implantaten.

2. Gemäß Spezifikation: Das Angebot umfasst quadratische Barren, runde Barren, Brammenbarren usw. Unterschiedliche Spezifikationen werden den verschiedenen Verarbeitungs- und Anwendungsanforderungen gerecht.

Physikalische Eigenschaften:

Dichte: Ungefähr 4,5 g/cm³. Leichter als Stahl, Kupfer und Aluminium, zeichnet sich durch hohe Festigkeit und geringe Dichte aus.

Zugfestigkeit: Kann 686-1176 MPa erreichen.

Schmelzpunkt: Hoch, ca. 1660°C.

Wärmeleitfähigkeit: Niedrig, etwa 1/5 der von Stahl und 1/10 der von Aluminium.

Wärmeausdehnungskoeffizient: Niedrig, etwa halb so groß wie der von Stahl.

Kryogene Eigenschaften: Ausgezeichnet, behält auch bei Temperaturen von flüssigem Stickstoff eine gute Duktilität.

Chemische Eigenschaften:

Zeigt gute Stabilität bei Raumtemperatur und ist resistent gegen Reaktionen mit atmosphärischem O₂, N₂ usw.

Reagiert bei erhöhten Temperaturen mit Gasen wie O₂, N₂, H₂.

Relativ stabil in oxidierenden, neutralen und schwach reduzierenden Säuren.

Löst sich schnell in starken reduzierenden Säuren wie Fluorwasserstoffsäure (HF).

Bei hohen Temperaturen zeigt es eine starke Affinität zu Elementen wie Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff.

1. Rohmaterialvorbereitung:
Der primäre Rohstoff ist Titanschwamm, der im Allgemeinen eine Reinheit von über 99 % erfordert.
Zur Anpassung der Zusammensetzung und zur Verfeinerung des Mikrogefüges werden Vorlegierungen (z. B. Ti-V, Ti-Al-Mg, Ti-Mo-Cr) hinzugefügt.

2. Schmelzen:
Primäre industrielle Methoden:
Schmelzen von Vakuum-Verbrauchselektroden (VCE): Titanschwamm und -rückstand werden gepresst, getrocknet und mit einem Titanblech und einem Graphittiegel zu einer Elektrode geformt. Die Elektrode wird anschließend in einem Vakuum-Verbrauchsschmelzofen geschmolzen, wobei oft mehrere Schmelzvorgänge erforderlich sind, bevor sie endgültig in eine Gussform gegossen wird.
Schmelzen im Kaltherd: Die Rohmaterialien werden in einem wassergekühlten Kupferherd mithilfe von Hochtemperatur-Wärmequellen (Elektronenstrahl oder Plasmabogen) geschmolzen. Die Schmelze erstarrt im Herd/Tiegel. Dieses Verfahren entfernt effektiv die harte Alpha-Phase und hochdichte Einschlüsse und ist daher die bevorzugte Methode zur Herstellung von „reinem“ Titan in Luft- und Raumfahrtqualität.

3. Veredelung:
Um den Gehalt an Verunreinigungen weiter zu reduzieren, die Homogenität der Legierung zu verbessern und die allgemeinen Materialeigenschaften zu optimieren, werden Titanlegierungen häufig einer Raffination unterzogen.
Primäre Raffinationsverfahren: Elektronenstrahl-Kaltherdraffination (EBCHR), Vakuumlichtbogen-Umschmelzen (VAR).

Luft- und Raumfahrt: Einer der am weitesten verbreiteten metallischen Werkstoffe.

Flugzeugstrukturen: Wichtige Bauteile wie Tragflächen, Rumpf und Fahrwerk nutzen ihre geringe Dichte und hohe Festigkeit, um das Gewicht zu reduzieren und die Treibstoffeffizienz zu verbessern.

Flugzeugtriebwerke: Komponenten wie Kompressorschaufeln, -scheiben und -gehäuse, die hohen Drehzahlen und erhöhten Temperaturen standhalten können.

Medizinprodukte: Aufgrund seiner hervorragenden Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit wird es geschätzt. Es findet Anwendung in künstlichen Hüftgelenken, künstlichen Herzklappen, Zahnimplantaten usw. Seine günstigen mechanischen Eigenschaften und seine Biokompatibilität sichern ihm breite Marktperspektiven.

Chemische Industrie: Die außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit ermöglicht einen breiten Einsatz in chemischen Prozessanlagen, Rohrleitungen, Ventilen usw. Sie widersteht der Korrosion durch verschiedene Säuren, Laugen und Salze, wodurch die Lebensdauer der Anlagen verlängert, die Produktionseffizienz gesteigert und die Sicherheit erhöht wird.

Schiffbau: Die Korrosionsbeständigkeit in maritimen Umgebungen macht es geeignet für Rumpfstrukturen, Seewasseraufbereitungssysteme, Propeller usw., wodurch die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit des Schiffes verbessert und die Wartungskosten gesenkt werden.

Automobilherstellung: Wird für Motorkomponenten, Fahrwerksysteme und Karosseriestrukturteile verwendet, wo hohe Festigkeit und Haltbarkeit entscheidend sind. Trägt zur Gewichtsreduzierung, verbesserten Kraftstoffeffizienz, optimierten Fahrzeugleistung sowie erhöhter Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Komponenten bei.