Was ist Titanlegierung?
Titanlegierung ist ein metallisches Material, das aus Titan besteht, das mit anderen Metallen gemischt ist, üblicherweise kleinen Mengen Palladium, Vanadium, Aluminium und / oder Zinn. Diese Metalle bieten gegenüber reinem Titan verbesserte Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, gute Schweißbarkeit (Verarbeitbarkeit), Stabilität und Festigkeit bei erhöhten Temperaturen. Reines Titan ist sehr hart, was das Schweißen und Formen erschwert.
Die einzige typische Anwendung für reines Titan sind orthopädische Implantate und Zahnimplantate, während die unzähligen anderen Titananwendungen, darunter Luft- und Raumfahrttechnik, Hochtemperaturmotoren, medizinische und Schiffsbearbeitung sowie Sportgeräte, Titanlegierungen verwenden. Viele Legierungen anderer Metalle enthalten ebenfalls geringe Mengen an Titan, aber diese gelten nicht als Titanlegierungen, es sei denn, Titan macht den größten Teil der Substanz aus.
Titan wird aufgrund seiner hohen Festigkeit und Leichtigkeit oft als Wundermetall angesehen. Titan ist ungefähr so stark wie Stahl und doppelt so stark wie Aluminium. Es ist 45% leichter als Stahl und nur 60% schwerer als Aluminium. Es hat auch den Vorteil, dass es nicht auf den menschlichen Körper reagiert, und ist daher ideal für medizinische Implantate wie Stifte, um Knochenbrüche zusammenzuhalten. Die hohen Kosten haben jedoch die Verwendung eingeschränkt.
Titan kommt in der Erdkruste relativ häufig vor und macht etwa 0,57% (das neunthäufigste Element) aus. Es wird jedoch aus seinen Erzen gewonnen - den Mineralien Rutil (TiO 2 ), Ilmenit (FeTiO 3 ) und Sphen (CaTiSiO 5 ). - kann teuer sein, da ein hoher Wärmeeintrag erforderlich ist. Elementares Titan wurde erst 1910 in seiner reinen Form isoliert, als Matthew A. Hunter TiCl 4 mit Natrium auf 800 ° C erwärmte.
Es gibt 38 gängige Arten von Titanlegierungen, die typische Mischung besteht jedoch aus 90% Titan, 6% Aluminium und 4% Vanadium. Diese Mischung heißt Grade 5. Es gibt die Titanqualitäten 1 bis 38, wobei 38 die zuletzt erfundene ist. Die Noten geben weder Stärke noch ähnliches an. Sie dienen lediglich als Referenz, obwohl die früheren Noten die ersten waren, die üblicherweise hergestellt wurden. Titan der Güteklasse 5 wird auch als Titan 6AL-4V bezeichnet , das für militärische Zwecke geeignet ist. Diese Titanlegierung ist bei Anwendungen bis zu 400 ° C (752 ° F) stabil, wobei die stereotype Anwendung in Flugzeugturbinen erfolgt, die sich sehr schnell drehen und sehr heiß werden.
Titanlegierung ist nicht nur in militärischen Beschlägen weit verbreitet, sondern findet sich auch in den Pleueln von High-End-Automobilen wie Porsche und Ferrari. Das Vorhandensein dieser Metalle ist Teil dessen, was diese Autos so teuer, aber auch zuverlässig und schnell machen kann. Ein ähnliches High-End-Material, das in Premium-Produkten zu finden ist, ist Kohlefaser.