Schlussbericht - Dechema Forschungsinstitut

Ti 6Al 2Fe 1Mo 0,9La 0,5Cu, Risse (L08-2295)
Abbildung 29: Risse und Anrisse in der Legierung Ti-FM nach dem Rundkneten.
4.4. Alternative Legierungen zu Ti-FM und Ti-FMS
Die im Rahmen dieses Projektes entwickelten Legierungen Ti-FM und Ti-FMS sind im
Vergleich zu der Legierung Ti 6Al 4V leichter zu zerspanen und dürften durch die
Verwendung von Eisen-Molybdän Vorlegierungen aus der Stahlindustrie auch günstiger zu
produzieren sein, lassen sich aber nicht in einem Schmiedeprozess umformen bzw. die
wenigen Zugproben, die hergestellt werden konnten, zeigen nur eine sehr geringe
Bruchdehnung. Wie in den vorrangegangenen Kapiteln beschrieben, wurde während des
Projektes eine große Anstrengung darauf verwendet, den Mechanismus zu verstehen, der
hinter dem Versagen der Legierungen beim Rundkneten steckt. Eine Neigung der
Legierungen zu Heißrissen als Ursache für das Versagen wurde, zumindest als alleiniger
Grund, ausgeschlossen. Der Fokus wurde deshalb auf zwei andere Ansätze gerichtet. Es
sollten erstens kupferfreie Varianten von Ti-FM und Ti-FMS hergestellt und umgeformt
werden, um die Ausscheidung von Partikeln einer intermetallischen Phase zu vermeiden und
zweitens die Legierungszusammensetzung verändert werden. Dabei sollten die 6 Gew.-%
Aluminium aus Festigkeitsgründen beibehalten werden. Außerdem wurde der Anteil an
Lanthan (Zerspanbarkeit) und Eisen (Partikelverteilung) beibehalten. Das Element Niob ist
im Titan ein isomorpher β-Stabilisator, welches zum Beispiel in der Legierung Ti 6Al 7Nb
verwendet wird, die in ihren Eigenschaften mit Ti 6Al 4V vergleichbar ist. Ähnlich wie
Vanadium und Molybdän ist auch technisch reines Niob sehr teuer. Die Herstellung von
Vorlegierungen mit Eisen oder Aluminium ist daher ein probates Mittel, um die Kosten von
Legierungen zu senken wie in Gesprächen mit Angestellten aus der Stahlbranche bestätigt
wurde. Dort werden seit längerer Zeit Ferro-Legierungen in großen Mengen verwendet, um
die Kosten zu senken. Der Einsatz dieser Vorlegierungen in Titanlegierungen hat neben den
geringeren Kosten den weiteren Vorteil, dass die Schmelzpunktdifferenz zum Titan geringer
ist und dadurch die Gefahr von HDI´s verringert wird.
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