1. Was ist die typische Reinheit von Titan der Güteklasse 2?
Grad 2 ist handelsübliches Reintitan (unlegiertes Titan).
Seine minimale Titanreinheit liegt typischerweise bei mindestens 99,2 Gew.-% und in der tatsächlichen kommerziellen Produktion erreicht er üblicherweise 99,6 % oder mehr.
Gemäß gängigen Standards wie ASTM B265, ASTM B348, ASTM B381 liegen die maximal zulässigen Grenzwerte für Verunreinigungen in etwa bei:
H Wasserstoff: Weniger als oder gleich 0,015 %
O Sauerstoff: Weniger als oder gleich 0,20 %
N-Stickstoff: Weniger als oder gleich 0,03 %
C Kohlenstoff: Weniger als oder gleich 0,05 %
Fe Eisen: Weniger als oder gleich 0,10 %
Andere Spurenelemente: Weniger als oder gleich 0,05 %
Daher liegt der tatsächliche Ti-Gehalt in den meisten qualifizierten Titanen der Güteklasse 2 bei etwa 99,5 % bis 99,7 %.
2. Welche Auswirkungen hat ein zu hoher Wasserstoffgehalt in Titan der Güteklasse 2?
Wasserstoff ist eine äußerst schädliche interstitielle Verunreinigung von Titan. Wenn der Wasserstoffgehalt den Standardgrenzwert überschreitet (typischerweise > 0,015 %), sind die wichtigsten schädlichen Auswirkungen:
(1) Wasserstoffversprödung (erhebliche Verringerung der Zähigkeit und Duktilität)
Überschüssiger Wasserstoff verbindet sich mit Titan zu spröden Titanhydriden (TiH₂).
Diese Hydride sind hart und spröde, was:
Duktilität, Dehnung und Schlagzähigkeit werden stark reduziert
Machen Sie das Material anfällig für Sprödbruch unter Belastung
(2) Erhöhte Rissgefahr
Hydride wirken als interne Rissauslöser
Kann bereits bei geringer Belastung zu verzögerter Rissbildung führen
Verkürzt die Lebensdauer insbesondere von Strukturteilen erheblich
(3) Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften
Die Zugfestigkeit kann leicht ansteigen
Plastizität und Zähigkeit nehmen deutlich ab
Materialveränderungen von duktil zu spröde
(4) Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit
Wasserstoffversprödetes Titan ist empfindlicher gegenüber Spannungskorrosion
Es besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass es beim Formen, Schweißen oder Bearbeiten zu Rissen kommt
Reduziert die Stabilität in korrosiven Umgebungen (z. B. Meerwasser, chemische Medien)
(5) Beeinflusst die Leistung bei hohen{1}Temperaturen und-Zeiträumen
Bei leicht erhöhten Temperaturen beschleunigt sich die Wasserstoffdiffusion,
was im Laufe der Zeit zu einer fortschreitenden Versprödung führt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass überschüssiger Wasserstoff in Titan der Güteklasse 2 einer der häufigsten und gefährlichsten Qualitätsmängel ist, der direkt zu Wasserstoffversprödung, Sprödbruch und vorzeitigem Ausfall von Teilen führt.
