Physikalische und chemische Eigenschaften von Titan

Physikalische Eigenschaften

Titan wurde am Ende des 18. Jahrhunderts entdeckt. Es gehört zu den Übergangsmetallen ^1s2, ^2s2, ^2p6, ^3s2, ^3p6, ^3d2, ^4s2. Die D-Schale ist nicht vervollständigt, was zur Bildung von Verbindungen mit niedriger Wertigkeit und hohem elektrischen Widerstand führt. Die hohe spezifische Festigkeit und Duktilität dieses Metalls, seine Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien, sein geringes Gewicht und sein geringes Kriechen bei hohen Temperaturen haben die Realisierung der anspruchsvollsten technischen Konstruktionen ermöglicht.

Reintitan eignet sich für alle Warm- und Kaltverformungen: Schmieden, Ziehen, Walzen, Folienherstellung. Es hat einen hohen elektrischen Widerstand. Nimmt man die elektrische Leitfähigkeit von Silber als 100% an, so beträgt die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer 94%, von Aluminium 60%, von Eisen 15% und von Titan 3,8%. Titan ist ein paramagnetisches Material mit sehr geringer magnetischer Suszeptibilität. Seine Wärmeleitfähigkeit ist sehr niedrig und beträgt 22,07 W/(mK), was etwa dreimal niedriger ist als die von Eisen, siebenmal niedriger als die von Magnesium und 17-20 mal niedriger als die von Aluminium oder Kupfer. Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient von Titan bei 20 °C ist 1,5-mal so hoch wie der von Eisen, 2-mal so hoch wie der von Kupfer und etwa 3-mal so hoch wie der von Aluminium.

Härtung

Bei der Wärmebehandlung von Titan bildet sich durch die aktive Wechselwirkung von heißem Titan mit Sauerstoff und Stickstoff eine Alphiumschicht auf der Oberfläche von Halbzeugen.

DasNitrieren von Titanlegierungen verbessert die Wärme- und vor allem die Verschleiß- und Abriebbeständigkeit. Das gebräuchlichste Nitrierverfahren ist das Erhitzen von Halbzeugen in einer reinen Stickstoffatmosphäre auf eine Temperatur von 850 - 950°C. Enthält die Legierung Aluminium oder Zirkonium, erhöht sich die Geschwindigkeit und Tiefe des Nitrierens bis zu einer Tiefe von 0,2 mm.

DieKarbidhärtung (Zementierung) ist eine wirksame Methode zur Härtung von Titanlegierungen. Es wird in einem Gemisch mit Aktivkohle im Vakuum oder in einer Atmosphäre aus einem Gemisch aus Argon, 5 % Kohlenmonoxid, Methan oder Propan durchgeführt... Die Verarbeitung in einer Atmosphäre aus einem Gasgemisch führt zu einer Sättigung mit Wasserstoff, was die Duktilität des Titans verringert. Die Verarbeitung mit Holzkohle dauert 24 bis 48 Stunden, führt aber zu einer tieferen Karbidisierung.

Furnizor

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