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Sprengplattierung Titan Gr.1 mit S355J2

Sprengplattierung TiGr.1-S355J2Einer der interessantesten Werkstoffe ist wohl Titan – aber sicherlich auch einer der Teuersten. Die elektrische und thermische Leitfähigkeit liegt hier wesentlich niedriger als bei Stahl. Weiterhin gilt Titan als hoch korrosiv beständig und kann Aufgrund der Dichte von 4,5 g/cm³ mit einer gewissen „Leichtigkeit“ auftrumpfen. Titan ist sehr gut kaltumform- und auch schweißbar. Die sagenumwobene Festigkeit des unlegierten Titans ist allerdings bei weitem nicht so hoch, wie manche Kohlenstoffstähle es vormachen. Ausschlaggebend ist hier sicherlich die hohe Zähigkeit – und das in einem großen Temperaturspektrum.

Titan und Titanlegierungen (z.B. mit Aluminium+Vanadin verwendet im Titan Gr.5) finden im großen Maße Verwendung im Apparate- und Rohrbau. Aufgrund des zuvor erwähnten Kostenfaktors ist es aber unwirtschaftlich Titanbleche mit bspw. 40 mm Wandstärke einzusetzen. Hier ergibt sich die Möglichkeit des Plattierens. Das hier dargestellte Verfahren sieht vor, ein dünnes Titanblech auf einen „günstigen“ Kohlenstoffstahl mittels einer Sprengplattierung aufzubringen, um so die bspw. chemisch relevante Oberfläche einerseits zu bilden, auf der anderen Seite die Festigkeiten des Stahlbleches (auch durch eine große Wandstärke) auszunutzen. Das Ergebnis ist eine stoffschlüssige Verbindung mit gleichzeitig sehr guter Umformbarkeit des fertigen Bleches.

Die obige Mikroaufnahme zeigt eine typische Wellenbildung welche innerhalb der Kollisionsfront beider Bleche in diesem Verfahrens entsteht. Bei genauer Betrachtung (links im Bild) fallen gänzlich weisse und schwarze Bereiche auf. Dieses stellt keinen Ätz- oder Präparationsfehler dar. Vielmehr handelt es sich bei dem ungeätzem Gefüge um FeTi und Fe2Ti – also intermetallische Phasenbildung, welche auch nach einem Diffusionsglühen entstanden sein kann. Bei längerer Glühzeit bilden sich im angrenzenden Bereich Löcher im Titan aus.

Verwendeter Artikel : Flusssäure (1%) sowie 3%ige alkoholische Salpetersäure (Nital)

Hinweis: Das Ätzen von Titan stellt für den Anwender/Metallographen nicht das größte Problem dar. Die Korngrenzen werden bei den meisten Legierungen durch die 1%ige Flusssäure hervorragend sichtbar. Den Weg zum besten Ergebnis ebnet die Präparation. Durch die bereits erwähnte Zähigkeit „schmiert“ der Werkstoff bereits beim feinschleifen und sträubt sich auch gerne gegen die Politur mit Standard-Diamantpaste. Erwähnenswert ist, das eine 3µm Politur selten Aussicht auf Erfolg hat , da die Gitterstruktur des Titans selber im 3µm-Bereich liegt – und hier gilt nicht die Weisheit: „Gleich und gleich gesellt sich gern“. Die Tribologie lehrt uns hier andere Tatsachen 🙂  Setzen Sie sich mit Ihrem Lieferanten für die metallographische Präparation in Verbindung, er sollte Ihnen die entscheidenden Präparationvorschläge unterbreiten können. Eine mehrfach vollzogene Polieren- / Ätzen-Version verspricht grundsätzlich bessere Ergebnisse (nicht nur bei Titan) .