TiNb-Legierungs-Pulver

Einführung in TiNb-Legierungspulver

TiNb-Legierungspulver besteht aus Titan und Niob Metalle. Sie bieten eine einzigartige Kombination aus hoher Festigkeit, geringer Dichte, Biokompatibilität, Korrosionsbeständigkeit, Ermüdungs- und Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen.

TiNb-Legierungen gehören zu einer umfangreicheren Klasse von intermetallischen Titanmaterialien mit besseren physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften als reines Titan. Die Hinzufügung von Niob als Legierungselement verbessert bestimmte Eigenschaften und erlaubt eine individuelle Anpassung von TiNb-Legierungen für bestimmte Einsatzgebiete.

Einige wesentliche Vorteile von TiNb-Legierungspulver schließen ein:

• Hohes Festigkeits-Gewicht-Verhältnis
• Fähigkeit, extremen Temperaturen und Beanspruchungen standzuhalten
• Widersteht Verschleiß, Abrieb und Korrosion unter rauen Umgebungsbedingungen
• Biokompatibel und ungiftig für medizinische Anwendungen
• Kann durch additive Fertigung in komplexen Formen bearbeitet werden
• Bietet Design-Flexibilität für Ingenieure

TiNb-Legierungen konkurrieren in der Luft- und Raumfahrtindustrie mit Nickel- und Kobalt-basierten Superlegierungen. Sie bieten außerdem eine Alternative zu rostfreien Stählen für biomedizinische Implantate und Geräte. TiNb-Legierungen ermöglichen neue Anwendungen und Konstruktionen, die mit anderen Werkstoffen nicht möglich sind.

Dieser Artikel bietet eine technische Referenz, die Komposition, Eigenschaften, Bearbeitung, Anwendungen, Spezifikationen, Kosten und andere praktische Aspekte von TiNb-Legierungspulver abdeckt.

TiNb Legierungspulverzusammensetzung

TiNb-Legierungen enthalten in erster Linie Titan und Niob als Hauptelemente. Der Niobgehalt variiert gewöhnlich im Bereich von 10 % bis 50 % Gewichtsprozent, während der Rest aus Titan besteht.

Das Verhältnis von Ti zu Nb kann eingestellt werden, um unterschiedliche Stufen von TiNb-Legierungen zu erzeugen, die für bestimmte Eigenschaften optimiert sind. Einige gängige TiNb-Stufen umfassen Folgendes:

• Ti-10Nb – 10 % Niob, 90 % Titan
• Ti-35Nb – 35 % Niobium, 65 % Titan
• Ti-45Nb – 45 % Niob, 55 % Titan
• Ti-50Nb – 50 % Niob, 50 % Titan

Darüber hinaus können geringe Mengen anderer Elemente wie Zirkonium, Tantal, Molybdän, Chrom hinzugefügt werden, um die Eigenschaften weiter zu verbessern. Sauerstoff und Stickstoff können ebenfalls als Verunreinigungen vorhanden sein.

Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung gängiger TiNb-Legierungsqualitäten

Legierungsgüte	Niob-Gehalt	Titaniumgehalt
Titan-10Nb	10%	90%
Ti-35Nb	35%	65%
Ti-45Nb	45%	55%
Ti-50Nb	50%	50%

Die Kontrolle der Zusammensetzung ist entscheidend, um die gewünschten Eigenschaften des finalen TiNb-Legierungsprodukts zu erreichen. Die Pulvermetallurgietechnik ermöglicht eine präzise Mischung der Bestandmetalle in einem pulverförmigen Legierungszusatzstoff.

Eigenschaften von TiNb-Legierungspulver

TiNb-Legierungen weisen eine Reihe nützlicher physikalischer, mechanischer und chemischer Eigenschaften auf, die sie für Hochleistungsanwendungen geeignet machen. Einige wichtige Eigenschaften sind:

Physikalische Eigenschaften

• Dichte–4,5 bis 5,5 g/cm3, niedriger als bei Stahl- und Nickellegierungen
• Schmelzpunkt – von 1550 bis 1750 ¡«C, abhängig von der Zusammensetzung
• Elektrischer spezifischer Widerstand – 0,5 bis 0,6 × 10-6 bei 100 °C, höher als bei reinem Titan
• Wärmeleitfähigkeit – 6 bis 22 W/m.K, niedriger als bei Titan

Mechanische Eigenschaften

• Zugfestigkeit – 500 bis 1100 MPa, nimmt mit dem Niobgehalt zu
• Streckgrenze – 300 bis 900 MPa
• Verlängerung – 10 % bis 25 %
• Härte – 200 bis 350 HV
• Dauerfestigkeit: 400 bis 600 MPa

Weitere Eigenschaften

• Korrosionsbeständigkeit – Sehr gut aufgrund schützender Oxidschicht
• Verschleißfestigkeit – Besser als Titan aufgrund der Härte
• Biokompatibilität - Ungiftig und allergiefrei

Durch die Anpassung des Ti/Nb-Verhältnisses können Eigenschaften wie Festigkeit, Duktilität, Härte und E-Modul gemäß den Anwendungsanforderungen optimiert werden.

Tabelle 2: Typische Eigenschaften der Ti-35Nb-Legierung

Immobilie	Wert
Dichte	5,2 g/cm³
Schmelzpunkt	1600er¡«C
Zugfestigkeit	650 MPa
Streckgrenze	550 MPa
Verlängerung	15%
Elastizitätsmodul	60 GPa
Härte	250 HV

Anwendungen von TiNb-Legierungspulver

Die einzigartigen Eigenschaften von TiNb-Legierungen machen sie für anspruchsvolle Anwendungen in verschiedenen Industrien geeignet:

Luft- und Raumfahrt

• Motorkomponenten – Schaufeln, Scheiben, Befestigungen
• Zellenkomponenten – Fahrwerk, Tragflächen, Rumpf
• Hydrauliksysteme – Pumpen, Ventile, Aktuatoren

Automotive

• Ventilfedern, Motorventile
• Pleuelstangen, Turbolader Rotoren
• Komponenten für Autorennen

Biomedizinisch

• Orthopädische Implantate - Knie, Hüfte
• Zahnimplantate, Kronen
• Chirurgische Instrumente
• Medizinprodukte

Chemische Industrie

• Wärmetauscher, Reaktoren
• Pumpen, Ventile, Rohre
• Korrosionsbeständige Ausrüstung

Andere Anwendungen

• Sportartikel – Golfschläger, Fahrradrahmen
• Luxusuhren und Schmuck
• Elektrische Kontakte und Stecker
• Ofenteile für Hochtemperatur

Die Kombination aus Festigkeit, Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität ermöglicht es TiNb-Legierungen, schwerere Materialien in diesen Industrien zu ersetzen.

Tabelle 3: Anwendungen von TiNb-Legierungen nach Branche

Industrie	ANWENDUNGEN
Luft- und Raumfahrt	Triebwerksteile, Flugzeugteile, Hydrauliksysteme
Automotive	Ventilfedern, Motorventile, Pleuelstangen
Biomedizinisch	Implantate, Zahnersatz, chirurgische Instrumente, Geräte
Chemikalien	Wärmetauscher, Reaktoren, Pumpen, Ventile
Andere	Sportartikel, Uhren, Elektrokontakte, Ofenteile

Verarbeitung von TiNb-Legierungspulver

TiNb-Legierungspulver kann über verschiedene Verarbeitungsrouten produziert werden:

Blending von Metallpulvern

• Elementare Titan- und Niobpulver werden so zusammengeführt, dass die benötigte Zusammensetzung entsteht
• Mischpulvermisch

Gasverdüsung

• geschmolzene TiNb-Legierung wird mit einem Inertgas in feine Tröpfchen zerstäubt
• Tröpfchen verfestigen sich zu kugelförmigen Legierungspulverpartikeln

Plasma-Rotationselektroden-Prozess (PREP)

• TiNb-Elektrodendraht wird mit einem Plasmabogen geschmolzen und mit hohen Geschwindigkeiten versponnen
• Zentrifugalkraft bewirkt, dass Tröpfchen abreißen und zu Partikeln erstarren

Hydrid-Dehydrid-(HDH)-Verfahren

• Ti- und Nb-Metalle werden in spröde Hydridpulver umgewandelt
• Hydridpulver werden gemischt, entwässert, zerkleinert und gesiebt

Die Teilchengröße, Morphologie, Fließfähigkeit und Mikrostruktur des Pulvers können durch die Auswahl des geeigneten Herstellungsverfahrens gesteuert werden. Dies beeinflusst die endgültigen Eigenschaften nach der Konsolidierung.

Tabelle 4: Herstellungsverfahren für TiNb-Legierungspulver

Methode	Beschreibung	Teilchengrösse	Morphologie
Mechanisches Legieren	Mischen und Mahlen von Ti- und Nb-Pulvern	10 - 50 Mikrometer	Unregelmäßig, eckig
Gasverdüsung	Schutzgasverdüsung von Metallschmelzen	15 – 150 µm	Sphärisch
Plasma drehende Elektrode	Zentrifugale Zerlegung von geschmolzener Elektrode	50 – 150 Mikrometer	Sphärisch
HDH-Prozess	Hydridbildung, Dehydrierung, Mahlen von gemischten Stäuben	10 – 63 Mikrometer	Unregelmäßig, eckig

Konsolidierung von TiNb-Legierungspulver

TiNb-Legierungspulver kann durch verschiedene Pulvermetallurgie-Festigungstechniken in Komponenten mit voller Dichte umgewandelt werden:

Heißisostatisches Pressen (HIP)

• kapseliertes Pulver wird bei hoher Temperatur und hohem Druck HIPped

Vakuumsintern

• Pulver wird in einem Vakuumofen verdichtet und gesintert

Funkenplasma-Sintern

• Das Pulver wird durch gepulsten Gleichstrom gleichzeitig erwärmt und komprimiert

Metallpulverspritzguss (MIM)

• Pulver wird mit Bindemittel gemischt, geformt, entbindert und gesintert

Additive Fertigung

• Pulverbettverfahren (SLM, EBM) oder gerichteter Energieauftrag (DED)

Durch Heißisostatisches Pressen (HIP) und Vakuumsintern kann eine fast vollständige Dichte unter Beibehaltung einer feinen Mikrostruktur erzielt werden. Die additive Fertigung bietet größere geometrische Freiheit. Der Konsolidierungsprozess kann optimiert werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen.

Tabelle 5: TiNb-Legierungspulver-Konsolidierungstechniken

Methode	Beschreibung	Dichte	Mikrostruktur	Geometrie
HIP	Hoher Druck, hohe Temperatur	Beinahe volle Dichte	Gut	Einfache Formen
Vakuumsintern	Sintern im Vakuumofen	Beinahe volle Dichte	Gut	Einfache Formen
Funkenplasma-Sintern	Impulsstrom und Impulsdruck	Volle Dichte	Ultrafein	Einfache Formen
Metallspritzguss	Pulver + Bindemittelformung	Beinahe volle Dichte	Ultrafein	Komplexe Formen
Additive Fertigung	Pulverbett-Schmelzverfahren oder gerichtete Energieabscheidung	Beinahe volle Dichte	Grobes	Komplexe Formen

Spezifikationen für TiNb-Legierungspulver

TiNb-Legierungspulver ist in verschiedenen Spezifikationen erhältlich, die auf unterschiedliche Anwendungen zugeschnitten sind:

Kompositionen: Stähle mit 10% bis 50% Niobanteil

Teilchengröße: 10 bis 150 Mikrometer

Morphologie: Kugelig, unregelmäßig oder gemischt

Produktionsmethode: Gasatomisiert, HDH, gemischt elementar

Reinheit: > 99,5 % Titan, > 99,8 % Niob

Sauerstoffgehalt: <2000 ppm

Fließfähigkeit: Bahndurchflussrate > 23 s/50 g

Anscheinende Dichtigkeit: ¡Ô 2,5 g/cc

Klopfdichtprobe: ¡Ô 3,5 g/cc

Chemische Zusammensetzung, Partikelgrößenverteilung, Morphologie, Fließgeschwindigkeit und Dichte sind gewöhnlich spezifizierte Eigenschaften. Kundenspezifische Legierungen und Pulverspezifikationen können für spezifische Anwendungen produziert werden.

Tabelle 6: Typische Spezifikation für Titan-35-Niob-Gasatomisierungspulver

Parameter	Spezifikation
Legierungszusammensetzung	Ti-35Nb
Teilchengrösse	15 bis 45 Mikrometer
Morphologie	Sphärisch
Produktionsverfahren	Gasverdüsung
Reinheit	Ti > 99,5%, Nb > 99,8 %
Sauerstoffgehalt	< 1500 ppm
Durchflussrate	>38 Sek./50g
Anscheindichte	¡Ô 2,7 g/cc
Schüttdichte	¡Ô 4,2 g/cc

Lieferanten von TiNb-Legierungspulver

Einige weltweit führende Lieferanten von Titanniob-Legierungspulver sind:

• AP&C – Titan- und Niob-Legierungspulver
• Atlantic Equipment Engineers – Sphärische und eckige Pulver
• TLS Technik – gas atomisierte TiNb-Legierungen
• Metall-Technologie – gemischte Elementares und vorgelegierte Pulver
• Sandvik Osprey – Gaszerstäubte sphärische Pulver
• Carpenter Additive – kundenspezifische Legierungspulver

TiNb-Legierungen werden auch von Lieferanten von Titan- und Niobmetallen angeboten. Sowohl standardisierte Legierungen als auch kundenspezifische Zusammensetzungen können von diesen Pulverherstellern bezogen werden.

Tabelle 7: Anbieter von TiNb-Legierungspulvern

Unternehmen	Materialien	Produktionsmethoden
AP&C	Ti, Nb, TiNb-Legierungen	Gasverdüsung
Atlantic Equipment Engineers	Ti, Nb, TiNb-Legierungen	Zerstäubung von Gas, Mischung
TLS-Technik	TiNb-Legierungen	Gasverdüsung
Metalltechnologie	TiNb-Legierungen	Gemischtes elementares, vorlegiert
Sandvik Osprey	TiNb-Legierungen	Gasverdüsung
Carpenter Additive	Spezielle TiNb-Legierungen	Gasverdüsung

Preis von TiNb-Legierungspulver

TiNb-Legierungspulver ist teurer als Titan- oder Niobpulver allein. Die Kosten hängen ab von:

• Zusammensetzung – höherer Nb-Gehalt erhöht die Kosten
• Reinheit – bei höherer Reinheit steigen die Kosten
• Partikelgröße und -verteilung
• Herstellverfahren — mit Gas zerstäubtes Pulver kostet mehr
• Bestellmenge - größere Mengen haben niedrigere Kosten

Richtpreise für TiNb-Legierungspulver in kleinen Mengen:

• Ti-10Nb: 100 bis 300 $ pro kg
• Ti-35Nb: 200 bis 500 $ pro kg
• Ti-50Nb: 300 bis 800 US-Dollar pro kg

Die Preisgestaltung reduziert sich erheblich für Großbestellungen von Hunderten von Kilos oder mehreren Tonnen.

Tabelle 8: Richtpreise für TiNb-Legierungspulver

Legierung	Preise ($/kg)
Titan-10Nb	$100 – $300
Ti-35Nb	$200 – $500
Ti-50Nb	$300 – $800

Handhabung und Lagerung von TiNb-Legierungspulver

Als Reaktives Metallpulver ist bei Handhabung von TiNb-Legierungspulver besondere Obacht geboten:

• In verschlossenen Behältern in trockener, inerter Atmosphäre aufbewahren, um Oxidation und Kontamination zu verhindern.
• Vermeiden Sie Kontakt mit Sauerstoff, Feuchtigkeit, Ölen und brennbaren Materialien
• Verhindern Sie Ablagerung feiner Pulver auf Oberflächen oder Geräten
• Erden Sie alle leitfähigen Geräte für die Bedienung
• Funkenbildende Werkzeuge verwenden und Staubaufkommen minimieren
• Beim Umgang Handschuhe und Atemschutz tragen
• Bodennahe Lüftungssysteme verwenden und Staubaufwirbelungen vermeiden
• Von Hitze, Flammen, Funken und anderen Zündquellen fern halten
• Befolgen Sie die Sicherheitsdatenblätter für die ordnungsgemäße PSA und die Vorsichtsmaßnahmen

Bei ordnungsgemäßer Lagerung in einer trockenen, inerten Atmosphäre hat TiNb-Legierungspulver eine typische Haltbarkeit von 12 Monaten. Unsachgemäße Lagerbedingungen können zu Oxidation, Verlust der Fließfähigkeit oder Entzündungsgefahren führen.

Tabelle 9: Richtlinien zur Handhabung von TiNb-Legierungspulver

Parameter	Richtlinien
Speicher	Abgeschlossene Behälter, trockene Inertgasatmosphäre
Atmosphäre	Sauerstoff, Feuchtigkeit, Öle, Brennbares meiden
Ausrüstung	Erden Sie alle leitenden Geräte
Werkzeuge	Verwenden Sie keine funkenbildenden Werkzeuge
Belüftung	Geerdetes Be- und Entlüftungssystem
PSA	Handschuhe, Atemschutz
Vorsichtsmaßnahmen	Hitze, Flammen, Funken meiden
Haltbarmkeit	12 Monate in einer inerten Atmosphäre

Sicherheitsdatenblatt für TiNb-Legierungspulver

Wie bei anderen reaktionsfreudigen Metallpulvern sind einige wichtige Sicherheitsvorkehrungen für TiNb-Legierung:

• PSA tragen - Handschuhe, Augenschutz, Maske/Atemschutzgerät
• Einatmen von Pulvern vermeiden – Atemschutz verwenden
• Vermeiden Sie Kontakt mit Haut und Augen
• Nach der Handhabung des Pulvers gründlich waschen
• Zündquellen vermeiden, Pulver können brennbar sein
• Geeignete Erdung und Belüftung benutzen
• Inerte Lageratmosphäre zur Verhinderung von Oxidation
• Vermeiden Sie Verschüttungen und Staubansammlungen auf Oberflächen
• Anweisungen auf dem Sicherheitsdatenblatt und den Warnhinweisen beachten

Erste Hilfe:

• Einatmen: An die frische Luft bringen. Bei Bedarf ärztliche Hilfe aufsuchen.
• Hautkontakt: Mit Wasser und Seife abwaschen. Hilfe aufsuchen, wenn die Reizung anhält.
• Augenkontakt: Die Augen 15 Minuten lang mit Wasser spülen. Ärztliche Behandlung hinzuziehen.
• Aufnehmen: Wasser trinken. Ärztliche Hilfe aufsuchen, wenn Unwohlsein auftritt.

Beziehen Sie sich für vollständige Gesundheits- und Sicherheitshinweise vor der Handhabung und Verarbeitung von TiNb-Legierung stets auf das Sicherheitsdatenblatt des Lieferanten.

Tabelle 10: Wichtige Sicherheitsmaßnahmen für TiNb-Legierungspulver

Sicherheitsartikel	Vorsichtsmaßnahmen
PSA	Handschuhe, Schutzbrille, N95-Maske
Einatmung	Verwenden Sie Atemschutz
Hautkontakt	Waschen Sie den betroffenen Bereich mit Wasser und Seife
Blickkontakt	15 Minuten lang mit Wasser spülen
Zufuhr	Trinke Wasser. Hole dir medizinische Hilfe, falls nötig.
Belüftung	Verwenden Sie Erdungshauben
Erdung	Alle Geräte während des Transports erden
Zündung	Funken, Flammen, Wärmequellen vermeiden
Speicher	Inertatmosphäre entfernt von brennbaren Materialien

Qualitätsinspektion von TiNb-Legierungspulver

Um sicherzustellen, dass das TiNb-Legierungspulver den Spezifikationen entspricht, werden verschiedene Qualitätsprüfungen durchgeführt:

• Chemische Analyse?- ICP-, GDS- oder LECO-Analyse zur Überprüfung der Zusammensetzung und Reinheit
• Analyse der Partikelgröße?- Laserbeugung oder Siebanalyse für Größenverteilung
• Morphologie?- SEM-Bildgebung zur Überprüfung der Partikelform und Oberflächentopografie
• Durchflussrate?- Hall-Fließmessgerät-Test zur Pulverfließfähigkeit
• Dichte?- scheinbare Dichte und Stampfdichtemessungen
• Sauerstoff/Stickstoff?- Inertgas-Schmelzanalyse für Zwischengitterverunreinigungen
• Phasenidentifizierung?- XRD-Analyse zur Bestimmung der vorliegenden Phasen

Die Pulvereigenschaften werden für jede Charge nach Qualitätsstandards wie ASTM B939, ASTM F3049, EN 10204 3.1 geprüft. Pulver können zwischen Chargen gemischt werden, um Einheitlichkeit zu erreichen.

Tabelle 11: Testmethoden für TiNb-Legierungspulver

Test	Methode	Standard
Komposition	ICP, GDMS, LECO	*ASTM E1479, ASTM E2330
Korngrößenverteilung	Laserbeugung, Siebung	ASTM B822
Morphologie	SEM-Bildgebung	ASTM B822
Durchflussrate	Flüssigkeitsmengenmesser	ASTM B2 1 3
Dichte	Scott-Volumenometer	ASTM B212
Sauerstoff/Stickstoff	CMT-Schweißen	ASTM E1019
Phasenanalyse	Röntgenbeugung	ASTM E1876

Medizinische Anwendungen der TiNb-Legierung

Aufgrund der Biokompatibilität, der hohen Festigkeit und des geringen Moduls werden TiNb-Legierungen häufig für medizinische Implantate und Geräte verwendet:

Orthopädische Implantate

• Knie- und Hüftgelenkersatz
• Knochenplatten, Schrauben
• Wirbelsäulenfixationsvorrichtungen
• Zahnimplantate und Zahnbrücken

TiNb-Legierungen wie Ti-35Nb und Ti-45Nb gleichen den Elastizitätsmodul von menschlichem Knochen ab und bieten gleichzeitig eine hohe Ermüdungsfestigkeit. Dies reduziert Stressshielding im Vergleich zu steiferen Titanlegierungen.

Herz-Kreislauf-Produkte

• Stents
• Pacemakergehäuse
• Führungsdrähte
• Chirurgische Instrumente

Durch Korrosionsbeständigkeit, Ungiftigkeit und Nichtmagnetismus eignen sich TiNb-Legierungen für Geräte, die mit Blut und Geweben in Kontakt kommen.

TiNb-Legierungsqualitäten für medizinische Verwendung

• Ti-10Nb auf Ti-50Nb
• Ti-Nb-Zr, Ti-Nb-Ta für angepasste Eigenschaften
• Normen ISO 5832-11 und ASTM F2066

Ti-35Nb mit niedrigerem E-Modul und Ti-45Nb werden allgemein verwendet. Höhere Nb-Gehalte verstärken, erhöhen aber auch den E-Modul. Geringe Zr/Ta-Zugaben passen die Eigenschaften spezifischer an.

Vorteile von TiNb-Legierungen für die biomedizinische Anwendung

• Ausgezeichnete Biokompatibilität und Osseointegration
• Hohe Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit
• Geringer Grundmodul nahe am Knochen
• Ungiftig, nicht allergen
• Korrosionsbeständig
• Nicht magnetisch

TiNb-Legierungen bieten die beste Kombination aus Festigkeit, Biokompatibilität, Korrosionsbeständigkeit und Elastizitätsmodul für Implantate.

Herausforderungen von TiNb-Legierungs-Medizinprodukten

• Schwierige Bearbeitung und Herstellung
• Teurer als die Legierung Ti-6Al-4V
• Erfordert eine strenge Qualitätskontrolle und Prüfung
• Langfristige klinische Daten entwickeln sich noch immer weiter

Als relativ neu für die medizinische Verwendung können Herstellung und Lizenzierung von TiNb-Komponenten komplexer sein. Doch ihre Vorteile überwiegen die kurzfristigen Herausforderungen.

Einsatz von TiNb-Legierungen in der Automobilindustrie

Die hohe Festigkeit, Temperaturbeständigkeit und Lebensdauer unter Ermüdung machen TiNb-Legierungen für Automobilteile attraktiv:

Ventilfedern

• Höhere Belastbarkeit ermöglicht niedrigere Federmasse
• Reduziert Ventilhub bei hohen U/min
• Ermöglicht eine höhere Ausgangsleistung

Motorventile

• Hält hohe Auspuffgastemperaturen aus
• Verschleiß- und verformungsbeständig
• Leichtgewicht

Pleuelstangen

• Hohes Festigkeits-Gewicht-Verhältnis
• Reduziert die oszillierende Masse
• Ermöglicht höhere Drehzahlen und mehr Leistung

Turbolader-Rotoren

• Behält bei hohen Temperaturen seine Festigkeit bei
• Beständig gegen Kriechverformung
• Wärmeschockbeständigkeit
• Geringe Dichte

Komponenten für Autorennen

• Leichtbau-Fahrwerks-, Fahrwerksteile
• Überragende Lebensdauer bei Ermüdung

Geringere Masse und Trägheit führen zusammen mit Temperatur- und Ermüdungsbeständigkeit zu höherer Motorleistung und Effizienz.

Herausforderungen für TiNb-Legierungen in der Automobilindustrie

• Hohe Kosten im Vergleich zu Stahllegierungen
• Verarbeitungsschwierigkeiten bei der Pulvermetallurgie
• Begrenzte Lieferanten und Fertigungserfahrung
• Ungewisses Kosten-/Nutzenverhältnis

Die Vorteile rechtfertigen möglicherweise zunächst Premium-Preise für High-End-Fahrzeuge und Motorsportanwendungen. Eine breitere Anwendung hängt davon ab, dass die TiNb-Pulverproduzenten die Kosten senken.

Anwendungen von TiNb-Legierungen in der Luft- und Raumfahrt

TiNb-Legierungen konkurrieren mit Nickel-Superlegierungen für Anwendungen im Bereich Flugzeugmotoren und Flugzeugzellen, die Festigkeit bei niedrigen Temperaturen erfordern:

Motorkomponenten

• Turbinenschaufeln, -scheiben, -gehäuse
• Verdichterschaufelräder
• Wellen, Verbindungselemente
• Umkehrschub

Strukturelle Bestandteile

• Fahrwerke
• Tragflächen, Rippen, Stringer
• Rumpfspanten
• Hydraulikschläuche

Vorteile

• 30-50 % geringere Dichte als Ni-Superlegierungen
• Gewichtsersparnis
• Ähnliche Festigkeit und Kriechfestigkeit
• Hält hohen Belastungen und Temperaturen stand

Herausforderungen