Die hohen Kosten von Titan
Wie viele Menschen wissen, sind die Kosten der Hauptfaktor, der die breitere Verwendung von Titan einschränkt. Da die Kosten deutlich über denen von Aluminium- und Stahllegierungen liegen, muss der Einsatz von Titan für jede Anwendung begründet werden. Es gibt viele Faktoren, die diese Situation verursachen. Die Abtrennung von Metallen aus Erz erfordert hohe Energie. Auch das Barrenschmelzen ist energieintensiv; außerdem erfordert seine hohe Reaktivität je nach Schmelztechnologie den Einsatz von wassergekühlten Kupferwannen oder Herdschmelzen in inerter Atmosphäre. Die Verarbeitungskosten sind ebenfalls sehr hoch, etwa 10-100 Mal langsamer als bei der Verarbeitung von Aluminiumlegierungen. Kürzlich wies Froes 7 darauf hin, dass die Anschaffungskosten für ein Kilogramm Aluminiumplatte niedriger sind als die Kosten für ein Kilogramm Titanschwamm (das Ausgangsmaterial). Auch dieser Schwamm muss durch mehrmaliges Hinzufügen einer Vorlegierung aufgeschmolzen, geschmiedet oder geschmiedet und auf eine für die dünne Platte geeignete Größe gewalzt, zusammen mit mehreren dünnen Platten in das Paket gelegt, auf die entsprechende Dicke gewalzt, geätzt und bis zum Schluss geschliffen werden Dicke, um die Titanplatte zu erhalten.
Unter Berücksichtigung dieser Faktoren widmet sich der größte Teil der Forschung und Entwicklung von Boeing und anderen Erstausrüstern und Herstellern der Reduzierung des Kauf-zu-Flug-Verhältnisses von Titanteilen. Beispielsweise kann eine 40-kg-Platte verwendet werden, um ein 5-kg-Teil zu verarbeiten, was bedeutet, dass fast 90 % des Titans zu Fragmenten (Schrott) werden. Die Reduzierung des Verhältnisses von Kauf zu Flug bedeutet, dass die Leute ein sehr teures Material kaufen, das leichter ist, und es reduziert auch den Verarbeitungsaufwand für dieses Material. Um dies zu erreichen, werden verschiedene Technologien erforscht. Dazu gehören Schweißen, ggf. verstärkter Einsatz von Extrusion, superplastisches Umformen und superplastisches Umformen und Diffusionsverbinden, Heißstreckformen zur Erzielung präziserer Umformformen und sogar Pulvermetallurgie. In Bezug auf das Schweißen werden sowohl das Schmelzschweißen als auch das Festkörperschweißen untersucht. Abbildung 4 zeigt ein Beispiel für die durch Laserschweißen erzielbare Reduktion von Kauf zu Flug. Elektronenstrahl- und Rührreibschweißen sowie lineares Reibschweißen werden ebenfalls untersucht. Es werden auch Legierungen mit verbesserter Bearbeitbarkeit gesucht.
