Titan als Legierungselement im Stahl

[dcjs]

frage an die experten:
warum gibt es keinen (handelsüblichen) titanlegierten stahl? ich habe jedenfalls noch nie von einem konkreten beispiel gehört/gelesen.
ich habe zwar in werkstoffkunde gelernt, dass titan die verschleissfestesten von allen karbiden bildet und zu den ferrit-bildnern gehört, aber das war's auch schon.

wo liegt das problem? klar, titan ist vergleichsweise teuer, aber wolfram z.b. müsste deutlich teurer sein.
hat titan ansonsten irgend welche eigenschaften, die die verwendung als legierungselement verkomplizieren?

 

[Floppi]

warum gibt es keinen (handelsüblichen) titanlegierten stahl? ich habe jedenfalls noch nie von einem konkreten beispiel gehört/gelesen.

Es gibt einen sogar sehr bekannten Titan-legierten Stahl: V4A aka 1.4571
Für Messer eher nicht geeignet, aber danach hattest Du ja nicht gefragt.

 

[P. Schmidt]

Mein erster Beitrag!

Gute Frage!

Dass Titan nicht häufig verwendet wird kann ich mir schon durchaus vorstellen, weil es ziehmlich aufwendig zu gewinnen, und somit der Preis wohl auch relativ hoch ist.
Aus Floppi's Antwort tippe ich mal dass Titan nicht sehr schnitthaltig ist und damit, wenn man es überhaupt scharf kriegt, wieder sehr schnell stumpf werden würde.

Man könnte aber doch, da es zu den Ferrit-bildnern gehört, eine Stahl-Schneide mit hohem Kohlenstoffanteil (gute Schneidfähikeit) an den Klingenkörper anschweißen und so eine ultraleichte und Stabile Klinge erhalten, oder?

Ich bin noch jung und innovativ, aber ich hab noch nicht so die Erfahrung dazu -

Würde mich freuen wenn mir jemand meine Idee bestätigen oder wiederlegen würde

mit Dank im voraus - Paddy.

 

[U. Gerfin]

Titan wird als Legierungselement in Stählen nur gelegentlich verwendet, in Werkzeugstählen so gut wie nie. Rapatz behandelt titanlegierte Stähle in einem eigenen Kapitel, wo man das Notwendige nachlesen kann.
Der Grund, weshalb es in Werkzeugstählen nicht eingesetzt wird, liegt nicht in erster Linie an den relativ hohen Kosten- die wären bei einem entsprechenden Nutzen zu verschmerzen- sondern an den eher ungünstigen Einflüssen des Titan in Werkzeugstählen. Wegen der hohen Affinität zum Sauerstoff ist das Zulegieren von Titan wohl relativ problematisch. Entscheidend ist aber, daß das Titankarbid TiC so gut wie unlöslich ist. Es verhält sich also wie ein Primärkarbid, das ohne erneutes Aufschmelzen nicht in Lösung zu bringen ist. Das bedeutet, daß Titan dem Stahl Kohlenstoff entzieht, der dann zur Härtung nicht mehr zur Verfügung steht und daß die einmal entstandenen Titankarbide nicht mehr verfeinert werden können.
Würde man äußerst feine Titankarbide mit einer Werkzeugstahlmatrix oder einer ähnlichen Matrix sintern, würde ein relativ fester und äußerst verschleißfester Werkstoff entstehen. Solche Werkstoffe gibt es auch und zwar in einer ganzen Spanne von Ferrotitanit bis zu den Hartmetallen. Hartmetalle werden inzwischen mit so feiner Struktur hergestellt, daß sie recht feine Schneiden bilden. Bei großen Papierschneidemessern wird beispielsweise auf einen Grundkörper von C 60 o. ä. eine Hartmetallschneide aufgelötet, die sehr scharf geschliffen werden kann. Was Robustheit einerseits und feinste Schneiden andereseits betrifft, sind diese Werkstoffe den guten Werkzeugstählen (noch) deutlich unterlegen.
Die Idee mit dem Auflöten einer geeigneten Stahlschneide auf einen Titangrundkörper ist schon verwirklicht worden, und zwar so, daß die beiden Materialien wie bei einem Reißverschluß ineinander verzahnt wurden. Ich halte das ehrlich gesagt für eine unnütze Spielerei- wer´s mag, soll es aber ruhig probieren.
MfG U. Gerfin

 

[dcjs]

@U.Gerfin:
super erklärung, danke!

 

[P. Schmidt]

@ U. Gerfin

Dem Danke kann ich mich eigentlich nur anschließen! Die Erkenntnisse lassen jedenfalls meine Gedanken damit spielen, dass ich gerne (für mich, ich bin gerade noch bei meiner ersten messerklinge) eine Klinge mit Titan (-Kern) herstellen würde.
Ich glaube für Schwertklingen würde sich dass wegen der Leichtigkeit aber eher Lohnen.

Naja, wird leider leider noch ne ganze weile Dauern weil ich im Moment noch (fast gar) keine Erfahrung habe und relativ knapp bei Kasse bin.

Nochmals großen Dank
Paddy