Titan und Titanlegierungen: Reine und angewandte Metallkunde in Einzeldarstellungen, cartea 21

1. Herstellung des Metalls.- 1.1 Thermische Zersetzung der Halogenide (Jodidtitan).- 1.2 Reduktion von Titantetrachlorid zu Schwammtitan.- 1.2.1 Ausgangsstoffe für die Chlorierung.- 1.2.2 Herstellung des Titantetrachlorids.- 1.2.3 Reduktion des Titantetrachlorids mit Magnesium (Krollverfahren).- 1.2.4 Reduktion des Titantetrachlorids mit Natrium.- 1.2.5 Sonstige Reduktionsverfahren für TiCl4.- 1.3 Elektrolytische Herstellung von Titan.- 1.3.1 Oxidelektrolyse.- 1.3.2 Halogenidelektrolyse.- 1.3.3 Raffinationselektrolyse.- 1.4 Reduktion von TiO2.- 2. Schmelz- und Grießverfahren.- 2.1 Prüfung des Rohmetalls.- 2.2 Das Schmelzen im Lichtbogen mit Fremdelektrode.- 2.3 Das Schmelzen mit Abschmelzelektrode.- 2.4 Sonstige Schmelzverfahren.- 2.5 Formgießverfahren.- 2.6 Wiederverwendung von Schrott.- 3. Pulvermetallurgie.- 4. Physikalische Eigenschaften.- 4.1 Atomare Eigenschaften und Kristallaufbau.- 4.1.1 Die Gitterkonstante des Titans.- 4.1.2 Änderung der Gitterkonstanten des ?-Titans durch Legierungszusätze.- 4.1.3 Änderung der Gitterkonstanten des ?-Titans durch Legierungszusätze.- 4.1.4 Struktur der Zwischenphasen bei der ?/(? + ?)-Umwandlung von Titanlegierungen.- 4.1.5 Mößbauerspektrum der Zwischenphasen.- 4.2 Elektrische und magnetische Eigenschaften.- 4.2.1 Elektrischer Widerstand.- 4.2.2 Supraleitfähigkeit.- 4.2.3 Hall-Konstante.- 4.2.4 Thermoelektrisches Verhalten.- 4.2.5 Magnetische Eigenschaften.- 4.3 Thermische Eigenschaften.- 4.3.1 Wärmeleitfähigkeit.- 4.3.2 Thermische Ausdehnung.- 4.3.3 Spezifische Wärme.- 4.3.4 Schmelz- und Umwandlungstemperatur.- 4.3.5 Dampfdruck, Umwandlungs-, Schmelz-, Sublimations- und Verdampfungswärme.- 4.3.6 Bildungswärme von Legierungen.- 4.4 Dichte.- 4.5 Oberflächenspannung.- 4.6 Elastizitätsmodul undDämpfungsverhalten.- 5. Selbstdiffusion und Diffusion von Fremdatomen.- 5.1 Selbstdiffusion.- 5.2 Diffusion von Einlagerungselementen und Edelgasen.- 5.3 Diffusion von Substitutionselementen.- 6. Verformungsmechanismus und Textur.- 6.1 Verformung des hexagonalen ?-Titans und des ?-Titanmischkristalls.- 6.1.1 Verformungsmechanismus durch Gleitvorgänge.- 6.1.2 Verformungsmechanismus durch Zwillingsbildung.- 6.1.3 Verformungsmechanismus des kuhischen ?-Titanmischkristalls.- 6.2 Verformungs- und Rekristallisationstexturen.- 6.2.1 Texturen des ?-Titans und des ?-Titanmischkristalls.- 6.2.2 Verformungstexturen des ?-Titanmischkristalls.- 7. Erholung, Rekristallisation und Kornwachstum.- 8. Phasenumwandlung des Titans und des ?-und ?-Mischkristalls von Titanlegierungen.- 8.1 ?/?-Umwandlung.- 8.1.1 ?/?-Umwandlung in Titan.- 8.1.2 Einfluß von Legierungselementen auf die ?/?-Umwandlung.- 8.1.3 ?-stabilisierende Zusätze und Zusätze, die die Umwandlungstemperatur nur wenig beeinflussen.- 8.1.4 ?-stabilisierende Zusätze.- 8.1.5 Ausscheidung des Gleichgewichts-?-Mischkristalls aus dem ?- Mischkristall und dem übersättigten ?-Mischkristall (Martensit).- 8.2 Bildung von Zwischenstufen bei der ?/?-Umwandlung von Titanlegierungen.- 8.2.1 Martensitische Umwandlung.- 8.2.2 Bildung von Zwischenstufen aus dem instabilen ?- und dem übersättigten ?-Mischkristall (Martensit).- 8.3 Die Bildung von intermetallischen Phasen aus dem ?- oder ?-Mischkristall.- 8.4 Bildung einer Überstruktur des ?-Mischkristalls.- 8.5 Bildung eines Ordnungszustandes im ?-Mischkristall.- 8.6 Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubilder.- 9. Werkstoffprüfung.- 9.1 Mechanische Prüfverfahren.- 9.1.1 Zugversuch.- 9.1.2 Prüfung des Kriech- und Zeitstandverhaltens.- 9.1.3Kerbschlagbiegeversuch.- 9.1.4 Härtemessung.- 9.1.5 Sonderverfahren.- 9.2 Zerstörungsfreie WerkstofFprüfung.- 9.3 Metallographische Prüfung.- 9.3.1 Probenvorbereitung.- 9.3.2 Ätzen.- 9.3.3 Mikroskopische Untersuchung.- 9.4 Elektronenmikroskopische Untersuchung.- 10. Mechanische Eigenschaften von Titan.- 10.1 Mechanische Eigenschaften von Titan hoher Reinheit.- 10.2 Einfluß von Beimengungen auf die mechanischen Eigenschaften von Titan.- 10.2.1 Einfluß von Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und Eisen auf die mechanischen Eigenschaften.- 10.3 Mechanische Eigenschaften und Normvorschriften von Titan technischer Reinheit.- 10.4 Temperaturabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften.- 10.5 Kriechverhalten.- 10.6 Dauerfestigkeit von Titan technischer Reinheit.- 11. Mechanische Eigenschaften von Titanlegierungen und von Verbundwerkstoffen.- 11.1 Wirkung von Legierungszusätzen mit Löslichkeit in der ?-Phase.- 11.2 Wirkung von ?-stabilisierenden Legierungselementen.- 11.2.1 Mechanische Eigenschaften und Wärmebehandlung von ?- und (? + ?)-Legierungen.- 11.2.2 Wärmebehandlung von instabilen ?- und (? + ?)-Legierungen.- 11.3 Einfluß von Legierungszusätzen auf die mechanischen Eigenschaften und das Kriechverhalten bei höheren Temperaturen.- 11.4 Technische Legierungen (Normvorschriften und Empfehlungen zur Wärmebehandlung).- 11.5 Mechanische Eigenschaften von technischen Legierungen bei Raumtemperatur (ohne Dauerfestigkeit).- 11.5.1 ?-Legierungen.- 11.5.2 (? + ?)-Legierungen.- 11.5.3 ß-Legierungen.- 11.5.4 Übersicht über den Einfluß von Beimengungen, den Einfluß der Phasenumwandlung und der Gefügeausbildung auf die mechanischen Eigenschaften von technischen Legierungen.- 11.5.5 Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubilder technischer Legierungen.- 11.6Temperaturabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften von technischen Legierungen (ohne Dauerfestigkeit).- 11.6.1 Mechanische Eigenschaften, Kriechverhalten, und thermische Stabilität von technischen Legierungen oberhalb Raumtemperatur.- 11.6.2 Einfluß von Kerben und mechanische Eigenschaften bei tiefen Temperaturen (ohne Dauerfestigkeit).- 11.7 Dauer- und Betriebsfestigkeit.- 11.8 Mechanische Eigenschaften einiger titanreicher intermetallischer Phasen.- 11.9 Mechanische Eigenschaften von Verbundwerkstoffen.- 12. Wasserstoff in Titan und Titanlegierungen.- 12.1 Wasserstoffaufnahme.- 12.2 Entfernung des Wasserstoffs.- 12.3 Zustandsschaubild Titan-Wasserstoff und Eigenschaften von Titanhydrid.- 12.4 Einfluß von Legierungselementen auf die Wasserstofflöslichkeit und den Wasserstoffpartialdruck des Titans.- 12.5 Wirkung des Wasserstoffs auf die mechanischen Eigenschaften von Titan und ?-Titanlegierungen.- 12.6 Einfluß von Wasserstoff auf die mechanischen Eigenschaften von (? + ?)- und ?-Legierungen.- 12.7 Einfluß des Wasserstoffs auf die Umformbarkeit.- 12.8 Wirkung des Wasserstoffs auf Aushärtung und Gefügeausbildung.- 13. Korrosion in Flüssigkeiten und Reaktion mit Gasen.- 13.1 Korrosion von Titan und Titanlegierungen.- 13.2 Passivierung.- 13.2.1 Passivierung in wäßrigen und anderen Lösungen und Wirkung von Inhibitoren.- 13.2.2 Passivierung durch vorhergehende Oxydation oder durch Fremdstrom.- 13.2.3 Passivierung durch Elementbildung und Kontaktkorrosion.- 13.2.4 Spaltkorrosion.- 13.3 Einfluß von Legierungszusätzen auf die Korrosionsbeständigkeit.- 13.4 Verhalten in Metall- und Salzschmelzen und Metalldämpfen.- 13.5 Spannungsrißkorrosion.- 13.6 Reaktion von Titan mit Sauerstoff- und stickstoffhaltigen Gasen.- 13.6.1 Reaktion von Titan mitSauerstoff.- 13.6.2 Reaktion von Titan mit Stickstoff.- 13.6.3 Reaktion von Titan mit Luft und anderen Gasen.- 13.6.4 Reaktion von Titanlegierungen und von Titanverbindungen mit Gasen.- 13.6.5 Spontane Reaktion mit Gasen und Flüssigkeiten.- 14. Verschleißverhalten.- 14.1 Gleitverschleiß.- 14.2 Erosion, Kavitation und Tropfenschlagverschleiß.- 15. Oberflächenbehandlung.- 15.1 Entzundern und Beizen.- 15.1.1 Mechanisches Entzundern.- 15.1.2 Entzundern in Salzschmelzen.- 15.1.3 Säurebeizen.- 15.1.4 Ätzen, Glanzbeizen, elektrolytisches Polieren.- 15.1.5 Chemisches Fräsen.- 15.2 Oberflächenbehandlung mit Einlagerungselementen.- 15.2.1 Stickstoff.- 15.2.2 Sauerstoff und anodische Oxydation.- 15.2.3 Kohlenstoff.- 15.2.4 Bor.- 15.3 Sonstige nichtmetallische Oberflächenschichten.- 15.4 Metallische Oberflächenschichten.- 15.4.1 Chrom.- 15.4.2 Kupfer.- 15.4.3 Nickel.- 15.4.4 Aluminium.- 15.4.5 Silber, Gold.- 15.4.6 Platin.- 15.4.7 Zink, Kadmium.- 15.4.8 Molybdän.- 15.4.9 Sonstige Metalle.- 15.5 Oberflächenschichten aus Titan auf anderen Werkstoffen.- 16. Halbzeugherstellung.- 16.1 Warmumformung.- 16.1.1 Schmieden (einschließlich Schmieden im Gesenk).- 16.1.2 Strangpressen.- 16.1.3 Warmwalzen.- 16.2 Kaltumformung.- 16.2.1 Walzen.- 16.2.2 Ziehen.- 16.2.3 Pressen.- 17. Umformung von Halbzeug.- 17.1 Tiefziehen.- 17.2 Streckziehen und andere Umformungsverfahren.- 18. Spanabhebende und sonstige Bearbeitungsverfahren.- 18.1 Spanbildung.- 18.2 Spanabhebende Bearbeitungsverfahren.- 18.2.1 Drehen.- 18.2.2 Bohren.- 18.2.3 Sägen.- 18.2.4 Fräsen.- 18.2.5 Räumen.- 18.2.6 Reiben, Feilen, Hobeln und Gewindesehneiden.- 18.3 Schleifen.- 18.4 Funkenerosion, chemische Abtragung.- 18.5 Gefahr der Selbstentzündung.- 19. Verbindungs- und Brennschneidverfahren.- 19.1 SchweißVorbereitung.- 19.2 Schmelzschweiß verfahren.- 19.2.1 WIG- (Wolfram-Inertgas) und MIG- (Metall-Inertgas) Schweißen.- 19.2.2 Elektronenstrahlschweißen.- 19.3 Preßschweißen.- 19.3.1 Punkt- und Rollennahtschweißen.- 19.3.2 Widerstandsstumpfschweißen.- 19.3.3 Hochfrequenzschweißen.- 19.3.4 Kaltpreß-, Warmpreß-, Reib- und Diffusionsschweißen.- 19.3.5 Schweißen mit Ultraschall und mit Schockwellen.- 19.4 Wärmebehandlung, Prüfung und Eigenschaften von Schweißverbindungen.- 19.4.1 Eigenschaften von geschweißtem Titan technischer Reinheit.- 19.4.2 Eigenschaften von geschweißten ?-Legierungen.- 19.4.3 (? + ?)-Legierungen.- 19.4.4 ?-Legierungen.- 19.4.5 Eigenschaften von Stumpfschweißverbindungen.- 19.5 Weichlöten.- 19.6 Hartlöten.- 19.6.1 Vorbereitungen der Verbindungsstelle und Flußmittel.- 19.6.2 Lote.- 19.6.3 Verfahren zum Hartlöten.- 19.6.4 Eigenschaften hartgelöteter Teile.- 19.7 Auskleidungen und Plattierungen.- 19.8 Kleben.- 19.9 Brenn- und Plasmaschneiden.- 20. Anwendung.- 20.1 Apparate und Geräte für die chemische und verwandte Industrie.- 20.2 Anwendung von Titan im Flugzeug- und Flugkörperbau.- 20.3 Titan als Gettermetall.- 20.4 Sonstige Anwendungsgebiete.- 21. Binäre Systeme.- Ti-Ag.- Ti-Al.- Ti-B.- Ti-Be.- Ti-C.- Ti-Cd.- Ti-Co.- Ti-Cr.- Ti-Cu.- Ti-Fe.- Ti-Ga.- Ti-Hf.- Ti-In.- Ti-Mg.- Ti-Mn.- Ti-Mo.- Ti-N.- Ti-Nb.- Ti-Ni.- Ti-O.- Ti-Os.- Ti-P.- Ti-Pd.- Ti-Pt.- Ti-Pu.- Ti-Re.- Ti-Rh.- Ti-Se.- Ti-Si.- Ti-Sn.- Ti-Ta.- Ti-U.- Ti-V.- Ti-W.- Ti-Zn.- Ti-Zr.- 22. Technisch wichtige ternäre Systeme.- Ti-Ag-Al.- Ti-Al-Be.- Ti-Al-Cr.- Ti-Al-Cu.- Ti-Al-Mn.- Ti-Al-Mo.- Ti-Al-V.- Ti-Nb-Zr.- Ti-Sn-V.