Grundlegende physikalische Eigenschaften von Titanlegierungen

Dichte

Reichweite: 4,40-4,50 g/cm³

Anwendung: In der Luft- und Raumfahrt trägt eine geringe Dichte dazu bei, das Strukturgewicht von Flugzeugen und Raumfahrzeugen zu reduzieren.

 

Elastizitätsmodul

Reichweite: 110-120 GPa

Anwendung: Wird in Anwendungen verwendet, die eine elastische Reaktion erfordern, wie z. B. Federn und Strukturkomponenten, bei denen ein moderater Elastizitätsmodul eine gute Spannungs-Dehnungs-Reaktion bietet.

 

Streckgrenze und Zugfestigkeit

Reichweite: Streckgrenze 380-1100 MPa, Zugfestigkeit 900-1400 MPa

Anwendung: Aufgrund ihrer hohen Festigkeitseigenschaften eignen sich Titanlegierungen für hochbelastete mechanische Komponenten, wie etwa Motorteile und hochfeste Befestigungselemente.

 

Härte

Reichweite: Vickershärte 200-500 HV

Anwendung: Wird in verschleißfesten Komponenten wie Lagern und Zahnrädern verwendet, bei denen eine hohe Oberflächenhärte erforderlich ist, um dem Verschleiß zu widerstehen.

 

Zähigkeit

Reichweite: Charpy-Kerbschlagzähigkeit 20-100 J/cm²

Anwendung: In Anwendungen, bei denen Materialien zur Absorption von Aufprallenergie erforderlich sind, wie z. B. energieabsorbierende Komponenten bei Autokollisionen.

 

Wärmeleitfähigkeit

Reichweite: 6-22 W/m·K

Anwendung: Wird in Komponenten verwendet, die eine kontrollierte Wärmeübertragung erfordern, wie z. B. Kühlkörper in elektronischen Geräten.

 

Wärmeausdehnungskoeffizient

Reichweite: 8-12 × 10⁻⁶ K⁻¹

Anwendung: Ein niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient trägt dazu bei, die Dimensionsstabilität in Präzisionsinstrumenten und -geräten aufrechtzuerhalten.

 

Schmelzpunkt

Reichweite: Reines Titan um 1668 Grad

Anwendung: Wird in Komponenten verwendet, die eine Verarbeitung oder einen Betrieb bei hohen Temperaturen erfordern, wie z. B. Heizelemente in bestimmten Öfen.

 

Spezifische Wärmekapazität

Reichweite: 520-700 J/kg·K

Anwendung: In Systemen zur Speicherung und Übertragung thermischer Energie beeinflusst die spezifische Wärmekapazität die Fähigkeit des Materials, Wärme aufzunehmen und abzugeben.

 

Elektrische Leitfähigkeit

Reichweite: Ungefähr 1,2 × 10⁻⁷ S/m

Anwendung: Obwohl Titanlegierungen keine guten elektrischen Leiter sind, können sie für bestimmte Anwendungen zur elektromagnetischen Abschirmung geeignet sein.

 

Ermüdungsgrenze

Reichweite: Hält zyklischen Belastungen bis zu 70-80% der Zugfestigkeit stand

Anwendung: Wird in Anwendungen verwendet, die wiederholtem Be- und Entladen ausgesetzt sind, wie z. B. Tragflächenholme von Flugzeugen und Aufhängungssysteme von Kraftfahrzeugen.

 

Superplastizität

Reichweite: Unter bestimmten Bedingungen kann eine extrem hohe Duktilität erreicht werden

Anwendung: Wird in Anwendungen verwendet, die eine komplexe Formgebung erfordern, wie z. B. die Nettoformung von Luft- und Raumfahrtkomponenten.

 

Titanlegierungen sind aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer hohen Festigkeit und ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit zum bevorzugten Material für verschiedene High-End-Anwendungen geworden, von Luft- und Raumfahrtkomponenten bis hin zu chemischen Verarbeitungsanlagen. Mit dem technologischen Fortschritt dürfte sich das Anwendungsspektrum von Titanlegierungen weiter erweitern.