Gefügeveränderung bei Titan durch Hitze?

Torsten Pohl

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Das ist genau meine Frage, ich würde gerne wissen ob ich zb. Federhartes Titan durch hitze so verändern kann das es seinen Zweck nicht mehr erfüllt oder andersrum wenn ich es bei 250Grad (etwa goldfarben hitzecoloriere!) verändert sich da im Titan irgendwas??
Ich spiele da gerade mit Temperaturen die zum teil wesentlich höher sind, daher sollte die Antwort auch zB. 5 oder 600Grad berücksichtigen bzw. sehr hohe Temperaturen ebenfalls berücksichtigen.
Eigentlich gehe ich davon aus das dies auf den Werkstoff Titan keinerlei einfluss haben dürfte, weiß es aber nicht genau.

Tschau Torsten
 
AW: Gefügeveränderung bei Titan durch hitze??

Oberhalb von 500 Grad beginnt Titan und seine Legierungen mit Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff zu reagieren, was zu einer Versprödung des Materials führt. Probiere es aus, erhitze mal Titan Grad 5 und biege es. Vergleiche die Federeigenschaften mit einer unbehandelten Materialprobe. Und berichte uns!
 
Hallo Thorsten,
wenn es nur um die Farbe geht dann Anodisiere es
hab mir eine recht komfotabele Anodisirstation selbst für ca.100 euro gebaut die gut und sicher geht
und da ca 60 Volt die ganze farbpalette hergibt.
(bei bedarf poste ich sie gern und geb Beschreibung und Bezugsquellen an)

Titan mit Hitze zu bearbeiten bringt keinen Vorteil eher Nachteile auf die grundeigenschaft bei eben höheren
temparaturen

Gruß Stefan
 
AW: Gefügeveränderung bei Titan durch hitze??

Hallo Torsten -

ich habe mal hitzecolorierte 0,8 mm Reintitanbleche gebogen. Das ging zu 80% schief. Das war in den 80ern. Kann also sein, dass sich da werkstofftechnisch einiges verbessert hat, ich biege jedenfalls seit dem immer vor dem Färben mit der Flamme.
Wie sich das elektrolytische Färben auswirkt kann ich nicht sagen. Habe ich noch nicht ausprobiert.
Ab 535°C schützt die Oxidschicht nicht mehr. Also sollte man spätestens ab 400°C auf wasserstoff-, sauerstoff-, stickstoff- und kohlenstofffreie Atmosphäre achten, da die Gase an den Gefügegrenzen in den Werkstoff eindringen und dabei zu einer Härtezunahme aber auch zur Versprödung führen.
Aluminium verbessert die Resistenz, da es das Eindringen der schädlichen Atome verhindert.
Oberhalb 885°C ändert sich das Gefüge von einem hexagonalen Gefüge in ein kubisch raumzentriertes. Die Effekte ("Härten" etc.) sind dabei stark von den Legierungselementen abhängig - eben ob der martensitische Zustand "eingefroren" werden kann oder nicht.
Zur Vertiefung hänge ich dir mal ein paar Links an, die ich die letzten Jahre zu dem Thema gesammelt habe:

http://www.form-technik.biz/ti_wissen_pdf/Ti_pdf007.pdf
http://www.sgersing.de/pdf/SFT050.pdf
http://www.sgersing.de/pdf/SFT051.pdf
http://www.struers.de/resources/elements/12/38861/e-Structure%203_DT.pdf
http://kwi.dechema.de/kwi_media/Dow...rkstoffe/Projekte/HTW_Schlussbericht_F508.pdf
http://www.form-technik.biz/ti_wissen_pdf/Ti_pdf007.pdf

Da hast Du schöne Bildchen und harte Fakten ...
Ich hoffe, das hilft dir weiter.
Herzliche Grüße,
Jost

PS: @ Stefan: das würde mich auch interessieren!
 
Für unter 100Euro melde ich da mal sofort Interesse an, berichte doch mal von deiner Anlage Stefan es würde mich auch ganz geziehlt Interessieren welche Farben du damit bereits erreicht hast.
Wie das Grundsätzlich mit dem anodisiseren funktioniert ist mir klar, ich suche nach ganz speziellen Farben und wie ich diese erreichen kann. zB. ein ganz helles fast weißes blau.


@Jost danke für die sehr informativen Links.

@Nils im Moment suche ich eigentlich speziell Farben und deren Temperatur aber auch gern die entsprechenden V oder A werte!

Tschau Torsten
 
Hy Jost

klar kenn ich den Beitrag der dritte Komentar in dem Thread ist von mir, und mit Nils hab ich mich letztens auch diesbezüglich ausgetauscht.
Dennoch hab ich da irgendwas anderes im Kopf....

Tschau Torsten
 
OK Ihr habt mich überzeugt hab heute ein entsprechendes Labornetzteil geordert, aber nur mal so ein kleiner Ausschnitt aus meinen Versuchen, frei nach der veröffentlichten Liste im genanntem Thread. und an die Wahrheit meines Ofens angepasst.

Tschau Torsten

13392773tl.jpg
 
Hallo Thorsten

freut mich das du Interesse hast,heute klappt es nicht mehr bei mir aber morgen werd ich das teil mal zerlegen ,ablichten und mit Erklärung reinstellen :)

Was hast du für ein Netzteil? Meins geht leider nur bis 60 Volt,gibt aber die ganze Standartpalette an Farben ab!
Grün leider nicht möglich da fehlen dann ein paar Volt.
Das Arbeiten und einfärben von Titan hat für mich einen ganz besonderen reiz bekommen :)

Habe bei Niels und Nandger im ersten Klappmesserkurs mitgemacht und bin auch total begeistert
von der Sache ,trotzdem schade das ich nicht den zweiten erwischt habe hätte dich auch gern persönlich kennengelernd.

werde mal mein drittes Klappmesser reinstellen obwohl es mir nicht so gut gelungen ist ,da sind die Platinen blau Anodisiert aber wohl etwas dunkler als du brauchst

gruß Stefan
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
Hy Stefan

die drei gezeigten Farben sind nur ein Teil, hab so etwa 10-12 Versuche gemacht mit verschiedenen Haltzeiten etc. alles mit Hitze nach der bekannten Liste, funktioniert aber so richtig glücklich bin ich nicht.
Die von Jost gesetzten Links stimmen mich zudem auch nicht positiv da ich es wirklich nicht mag Material unnötig durch behandeln in irgendeiner weise negativ zu beeinflussen.

Es wird also auf die Anodisiservariante herauslaufen. Zum Netzteil kann ich dir im Moment noch nix sagen, denn wozu hat man Freunde, einer davon ist Elektromeister und den hab ich beauftragt mir das passende zum bringt mich nicht um Preis zu besorgen. bis 120V 5a Leistung hab ich dem einfach mal so in den Lieferauftrag geschrieben mal sehn was rauskommt.
Kann auch sein das er mir irgendwas baut, hat da was von Regeltrafo, Gleichrichter, etc. geschwafelt aber da hab ich keine Ahnung von bevor ich da irgendwas falsches Zitiere....

Tschau Torsten
 
Hi Torsten -
...da ich es wirklich nicht mag Material unnötig durch behandeln in irgendeiner weise negativ zu beeinflussen
da sind wir ganz auf einer Linie.
Man muss das aber auch relativ sehen: bei Teilen, die nicht dynamisch beansprucht werden und eine bestimmte Dicke haben,
würde ich das locker sehen. Wenn das Teil Hebelkräften ausgesetzt ist (filigrane Platine, 1mm dick) oder Liner ... da würde ich
das Anodisiern dem Hitzecolorieren eindeutig vorziehen. Eine Einschränkung könnte dabei allerdings die Kontamination mit Wasserstoff sein.
Müsste man mal testen. So inder Art: ein Streifen federhartes Titanblech, 2mm oder so, polierte Oberfläche, in 3 gleiche Streifen schneiden,
1 x unbehandelt, 1 x hitzecoloriert, 1 x auf die gleiche Farbe anodisiert, jeweils 90° um die Kante und zurück biegen.
Zu deinen Mustern: meine Erfahrung war, dass die frisch fein geschliffene Oberfläche (!!!FETTFREI!!! Tip: Schlämmkreide, ATTA)
mit Handschuhen in den Ofen ... gibt die besten Ergebnisse. Je nach Feinheit des Schliffs kommen die Farben etwas anders raus.
Viel Spaß beim Experimentieren!
Bin ja gespannt, was Du da ausbrütest :)
Jost
 
So tagewerk vollbracht und nun wie versprochen probier ich mal meine bescheidene erfahrung an den
Mann zu bringen und wenn es dir hilft freut es mich da du uns an auch schon so viel deines Wissens hast teilhaben lassen :)

Vorweg noch die Bilder sind mit direktupload hochgeladen ,ich hoffe die müllen euch mit nicht zu viel werbung zu :-(

Als erstes muß ich sagen die Farbklarheit und intensivität hängt stark von der Oberfläche ab
auch bei satinierter oberfläche sind gute Farbergebnisse drin aber je feiner sie ist um so besser das ergebnis!

Mal eine Tabelle was mit Anodisieren möglichist:





das 1 bild zeigt es sehr gut :)

das Netzteil bis 150 volt zu wählen war richtig und 5ampere sind auch ausreichend,den Freund wird wohl eines aus einem stelltravo basteln sonst eigentlich nicht bezahlbar :)

melde mich gleich noch mal,Frau ruft zum Essen und da sollte mann nicht dagegenhalten
Bis gleich Stefan
 
@ Christoph: Sehr interessanter Artikel - herzlichen Dank!
vor allem die Schlussfolgerungen auf Seite 153 sind sehr aufschlussreich. Beim ersten Überfliegen kann man wohl Probleme mit Wasserstoffdiffusion in die Tiefe des Titans ausschließen. Dass die dickeren Schichten eine Blasenstruktur bilden, die dann regelrecht aufplatzen ist auch interessant. Ein Druckaufbau in der Oxidschicht schützt bis zu einem gewissen Punkt vor Bruch, da eine Schicht unter Druckspannung keine Risse bekommt. Wenn allerdings ein gewisser Umformgrad überschritten wird, kehrt sich der Effekt durch die Härte / Sprödigkeit der Oxidschicht um. Das kann man beim Biegen eloxierter Aluteile gut beobachten.
Mein Fazit nach der ersten Sichtung: dünne Schichten langsam anodisiert in "sanften" Elektrolyten bei federhart gewalztem Titan dürfte auch bei dynamisch belasteten Teilen gut funktionieren.
Den Teil über die Spannungskorrosion an Titanschrauben muss ich noch genauer durcharbeiten - ist für Messermacher teilweise auch relevant.

Die Tabelle von Stefan ist prima! Da stehen auch mal die wichtigsten Parameter dabei, dass man das reproduzieren kann :super:
Herzliche Grüße aus Stuttgart,
Jost
 
und nun noch meine lösung für das Tauchbad im ersten bild mal das rohmaterial das ich verwendet hab
dabei war wichtig was und in welcher größe wird Anodisiert!
dabei bin ich zum entschluß gekommen das platienen,spacer und Backen die evtl.Anodisiert werden
nicht dicker wie 4cm sein werden(größer liegt nicht gut in der Hand)
und ich wollte um das größenproblem auszuschalten gerne eine Ringelektrode als gegenpol(-)
(evtl.sollte damit auch vergoldet werden und um gleichmäßige vergoldung zu erreichen ohne zu drehen
auch notwendig!fürs Titan anodisieren nicht zwingend)
Als Material für den Minuspol kann Titan und Edelstahl verwendet werden für die farbgebung eigentlich nicht wichtig(eigentlich den wenn mann Titan verwendet und ausversehen die Polung verwechselt ändert das die leitfähigkeit bei richtiger polung ,was sehr wohl einfluß auf die erzielte Farbe hat)
Titanrohr mit 2" durchmesser und dazu die passende Ausen- und Innenhaut
aus Plexiglasrohr.



alles zusammen für ca.25 euro
ein reststück plexiglas für Boden ,schweißdraht und halteklemme hatte ich daheim

die nächsten Bilder erklären sich eigentlich selbst
die große plastikröhre mit etwas epoxit auf die bodenplatte geklebt und gleichzeitig abgedichtet
das titanrohr einmal längs eingeschlitzt und ein kleines stück quer das als kontakt 90 grad nach außen gebogen wird.
die kleine röhre habe ich mit dem Bohrer gelöchert(hat die größte zeit beansprucht)



die Titan elektrode wird einfach in die große röhre deschoben und in einen 3 mm schlitz mit dem kontakt
versenkt



die kleine gelöcherte röhr einfach in die konstruktion schieben,extra sichern ist nicht nötig da einen kurzschluß machen erfordert schon geschick:)
als elektrolyt habe ich halb Citronensäure und Wasser benutzt



das ganze ist groß genug um ca.20cm hohe und 4,3cm dicke stücke zu behandeln und der minuspol
groß genug dimensioniert
hab das gleiche noch mal in 5 cm höhe gebaut um edelstahlschrauben die köpfe zu vergolden



und so siehts dann in Aktion aus



zu guter letzt noch das stück Titan (grad 5,den die legierung hat auch einfluß auf die farbe)
das ich wärend des Photos anodisiert habe.
die oberfläche ist volkommend unbehandelt wie mann sieht trotzdem ist
farbgebung gut zu sehen
pro farbe max.30 sec.haltezeit(längere haltezeit ändert zwar die farbe nicht wohl aber die klarheit wie sie
erscheint)
die besten ergebnisse habe ich erziehlt mit ca 5 min haltezeit



so hoffe nun das war alles verständlich und nützt etwas :)

Gruß Stefan
 
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Hallo Stefan,

vielen Dank für die tolle Bilderstrecke und die Erklärungen.

Könntest du noch ein paar Details zu deinem Netzgerät nennen? Maximale Stromstärke und Hersteller wäre hilfreich.

Mir würden die 60 V ebenfalls reichen - auch wenn ich dann auf "grün" verzichten muss. Aber jenseits dieser Grenze wird's halt teuer - es sei denn man hat den passenden Kumpel, wie Torsten :D

Virgil
 
Morgen Stefan

erst mal danke für die Anleitung diese lässt wirklich keine Fragen mehr offen, und absolut Klever gemacht dein Tauchbad.

sehr sehr Interessant und sicher gelöst, gerade wenn die Spannung noch höher wie 60V ist hatte ich da schon einige bedenken aber so ist, wenn Gott will, das Risiko deutlich gegen null minimiert, das ist wirklich extrem sauber gelöst.
Vielen Dank für deine Mühe bin derart begeistert das dies wohl der Erste Beitrag meines lebens wird den ich bewerte. (na klar pusitiv!!!!)
Ich denke ein 60V Netzteil hohl ich mir dennoch, kenn das ja bis mein Kumpel aus dem Quark kommt, und nach diesem Beitrag ist meine Heduld gerade im Keller.

Tschau Torsten
 
Schön das der Beitrag gut ankommt :)

@Virgil4
Zu bezugsquellen werd ich nichts mehr angeben,habe gestern erst weil ich aus Unachtsamkeit und Schreibwut nicht aufgepasst hab gegen die Forumsregeln verstoßen und dafür eine gelbe Karte bekommen :-( ,möchte damit keinen ausschluß aus dem Forum provozieren!
Aber wer im Web etwas bewandert ist wird da genug finden nur beim Preis aufpassen
Sind oft weit überteuert.
Netzteildaten 60 Volt 4 Ampere für die gängigen Farben voll ausreichend!

@ Torsten
Der 100-140 Volt Bereich ist schon noch interessant von den Farben her und wegen der höhe
Kein Problem da Mann sich da schrittweise rantastet und deshalb der Stromfluß nie zu hoch wird
Und Mann kann eine ca.1 Ampere schaltersicherung in die Leitung machen für das gute Gefühl :)
 
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sehr schöner beitrag hier!!

hier ein bild von meinem "anodisierbehälter"

einfach ein va rohr mit einem angeschweissten boden. daran die anode angeklemmt.
oben auf die kiste ein deckel mit einem loch wo man das teil reinhängen kann und mit der hand nicht in berührung mit der ganzen sache kommen kann, zwecks den netten elektrischen erlebnissen :)
darauf noch nen deckel - der ist als reiner dreckschutz gedacht..

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