Titanium
Blog Ko Buijs - Hittebestendig titanium
Titanium is een metaal dat niet onbeschermd verhit mag worden boven de 300⁰C want boven deze temperatuur zal het oppervlak allerlei gassen in zich opnemen. Voorbeelden zijn gassen zoals zuurstof, waterstof, stikstof e.d. Het titaan metaalrooster biedt namelijk boven die temperatuur de gelegenheid om deze gassen te laten diffunderen in het oppervlak waardoor verbrossing ontstaat. Dat is ook de reden dat tijdens het lasproces de afkoelende las ook beschermd moet worden met het inerte argon. Dat betekent dat achter de toorts een extra schoen aanwezig moet zijn die het argongas als een deken op de afkoelende las neerlegt. Een voorbeeld hiervan is te zien op afbeelding 1.
Corrosiegedrag van roestvast staal en met TiN bekleed Ti-6AI-4V-legeringen
De titaanlegering Ti-6AI-4V, die zeer bestand is tegen plaatselijke aantasting en die gemakkelijk passiveerbaar is, is een ideale ondergrond voor TiN-deklagen. In dit artikel wordt het corrosiegedrag besproken van AISI 304 en Ti-6AI-4V-Iegeringen in chloride bevattende oplossingen voordat en nadat ze door middel van PVD van een deklaag zijn voorzien. Titaannitride (TiN) is zeer corrosiebestendig en wordt gebruikt als deklaag voor de bescherming van staal tegen corrosie. Onderzoek toont echter aan dat de bescherming die door TiN wordt geboden alleen bij passiveerbare metalen effectief is [1-3]. Deze beperking is het gevolg van de aanwezigheid van microbeschadigingen in de deklaag (kolomstructuren, microscopisch kleine gaatjes) waardoor vloeistof tot aan de ondergrond kan binnendringen, en een galvanisch koppel induceert. In dit artikel wordt ook het cor.rosiegedrag besproken in chloridebevattende oplossingen van TiN-deklagen die door PVD op AISI 304L en Ti-6AI-4V zijn afgezet.
Dunne keramische lagen ter bescherming van Roestvast Staal
Om slijtage aan machineonderdelen en gereedschappen te verminderen wordt al sinds geruime tijd gebruik gemaakt van dunne, harde keramische lagen, zoals titaannitride en titaancarbide. Deze lagen worden bij Philips CMTI aangebracht via Chemicl Vapour Deposition (CVD). Dergelijke lagen worden bij corrosie- en slijtageproblemen met roestvast staal nog weinig toegepast. In dit artikel worden twee toepassingen beschreven voor het beschermen van roestvast staal met CVD-Iagen.
Enkele wetenswaardigheden over Zirkoon
Veel metalen en metaallegeringen hebben een passief gedrag: zij reageren dus niet met hun omgeving. Deze passiviteit, die ontstaat door een goed sluitende oxidehuid, staat garant voor een zekere corrosiebestendigheid. Voor het ontstaan van de oxidefilm heeft men zuurstof nodig en de vorming wordt sterk bevorderd door oxiderende reagentia. Een zeer bekend zuur dat deze oxidehuid opbouwt, is salpeterzuur. Daarom wordt een dergelijk zuur ook gebruikt ten behoeve van het passiveren van gebeitst roestvast staal. Ook heeft men vastgesteld dat nitraationen een inhibiterende (corrosieremmende) uitwerking hebben op het metaaloppervlak in bepaalde chemische milieus. Een dergelijke corrosieremmer wordt ook wel een inhibitor genoemd. Ondanks al deze plezierige feiten blijkt in de praktijk dat er vele bekende passieve metalen totaal niet bestand zijn tegen salpeterzuur dat tot boven het kookpunt wordt verhit. Dit bewerkt dat er in de praktijk voor bijvoorbeeld de salpeterzuurbereiding veelal zware volumineuze apparatuur moet worden gemaakt die vanwege deze corrosie toch ook nog relatief veel onderhoudskosten met zich meebrengen. Ook zijn allerlei gevaren voor werknemers niet te onderschatten omdat deze corrosie zich ook plaatselijk kan manifesteren, met alle gevolgen van dien.
Handleiding voor ontwerpers en gebruikers van titaan pijpsystemen
De buitengewone en unieke prestaties van het metaal titaan in zeewater, pekeloplossingen, brak, verontreinigd en gewoon water hebben zich nu al vele decennia bewezen in allerlei toepassingen. Daarom is het ook niet verwonderlijk dat titaan tegenwoordig steeds frequenter wordt gekozen bij het fabriceren van zeewatergekoelde warmtewisselaars en pijpsystemen; als condensormateriaal bij elektriciteitscentrales en allerlei apparatuur op schepen zoals bijvoorbeeld handlingsystemen. Tot nu toe is gebleken dat de toepassing van titaan een garantie is voor het afdoende oplossen van corrosieproblemen in specifieke milieus. Titaan dient in principe altijd overwogen te worden, zowel on-als offshore, zodra er chloridehoudende milieus of koolwaterstofverbindingen in de processtroom aanwezig zijn. Financiële voordelen en prestaties hebben zich in de praktijk reeds bewezen en de ontwerp-en verwerkingsparameters zijn afdoende vastgelegd.
Het maken van titaan componenten en de gevolgen hiervan
Tijdens het mechanisch bewerken van metalen ontkomt men er niet aan dat er metaalspanen ontstaan. Deze spanen voldoen op zich qua chemische analyse volledig aan de gestelde eisen en kunnen als zodanig omgesmolten worden tot nieuwe halffabricaten. Dat vraagt echter veel energie en overeenkomstig veel CO2 uitstoot c.q. milieubelasting. Bovendien ervaart men in toenemende mate de nadelige en ondermijnende effecten van de aanwezige snijolie en residuen op de uiteindelijke kwaliteit van het gerecupereerde product. Een goed voorbeeld hiervan zijn spanen en residuen van titaan.
Het metaal titaan
Titaan is een bijzonder en relatief licht metaal met een zilverachtige kleur dat bepaald niet schaars aanwezig is in de aardbodem. Sterker nog, het is op vier na het meest voorkomende element in onze aardkorst. De vraag is dan ook gerechtvaardigd waarom dit metaal zo relatief duur is en dat komt voor een groot deel door de kostbare winning.
Metalen en legeringen in maritieme omgevingen
Roestvast staal is een materiaal dat ook in ruime mate zijn weg heeft gevonden in maritieme toepassingen. Er is echter ook veel fout gegaan op het gebied van corrosie. De voornaamste reden is een onjuiste legeringskeuze, waardoor het gekozen materiaal te zwaar chemisch wordt belast. Daarnaast speelt ook de oppervlaktegesteldheid een belangrijke rol alsmede de condities van het zeewater.
Oppervlaktebehandeling van titaan (deel 1)
In het algemeen kan men stellen dat oppervlaktebehandelingen van metalen het doel hebben om de slijtvastheid te vergroten, de wrijvingsweerstand te verlagen en om aan bepaalde esthetische eisen te kunnen voldoen. Per definitie levert een oppervlaktebehandeling een verandering van de eigenschappen van dit oppervlak op. In dit opzicht verschilt de doelstelling van een oppervlaktebehandeling niet als we aan het metaal titaan denken. Het oppervlak van titaan kan zowel mechanisch, metallurgisch als chemisch veranderd worden.
Oppervlaktebehandeling van titaan (deel 2)
Per definitie levert een oppervlaktebehandeling een verandering van de eigenschappen van dit oppervlak op. In dit opzicht verschilt de doelstelling van een oppervlaktebehandeling niet als we aan het metaal titaan denken. Het oppervlak van titaan kan zowel mechanisch, metallurgisch als chemisch veranderd worden.
Smeedstukken van titaan
Ten onrechte wordt in de industrie vaak aangenomen dat smeedstukken van titaan alleen te vinden zijn als onderdelen voor de luchtvaartindustrie en daarom is het van belang om door middel van dit artikel meer duidelijkheid te verstrekken waar dergelijke smeedstukken nog meer hun weg vinden, opdat er mogelijk nog meer toepassingen gevonden kunnen worden. Ook hier geldt 'onbekend maakt onbemind', waardoor men ook de unieke eigenschappen van titaan misloopt. Wat men vaak niet beseft is dat titaan in de vorm van smeedstukken al zo'n 45 jaar worden toegepast met dezelfde afmetingen en vormvrijheid die men ook met andere metaallegeringen heeft.
Soorten roestvast staal en hun eigenschappen
Compleet overzicht van de verschillende soorten Roestvast Staal en hun Eigenschappen. Gratis beschikbaar op ALURVS.nl! Teneinde de vele roestvast-staaltypen te onderscheiden zijn diverse classificatiesystemen in gebruik. Een van de bekendste is het door het Amerikaanse Iron and Steel Institute (AISI) opgestelde classificatiesysteem, dat gebruik maakt van een driecijferige code, eventueel aangevuld met een letter voor bijzondere chemische eigenschappen.
Wetenswaardigheden over lassen van titaan en zirkoon
Het metaal titaan is uitstekend lasbaar waardoor het mede daardoor steeds meer aan populariteit is gaan winnen. Toch gebeurt het nog regelmatig dat men zich niet volledig houdt aan de spelregels die voor het lassen zijn opgesteld en de vraag is dan hoe men kan zien of de kwaliteit van de las goed is. Een van de belangrijkste regels is dat de laszone tijdens het lassen zeer goed beschermd moet worden tegen zuurstof vanuit de atmosfeer omdat titaan zo enorm reactief is.