Titaniumlegeringen nemen met hun unieke combinatie van eigenschappen een belangrijke positie in op industrieel gebied. Hiervan heeft hardheid, als een van de belangrijkste mechanische indicatoren, een directe invloed op hun toepassingen en verwerkingsmethoden.
Hardheid, als het vermogen van een materiaal om plaatselijke plastische vervorming te weerstaan, moet worden gekwantificeerd door middel van gestandaardiseerde testmethoden. Veel voorkomende hardheidsindicatoren voor titaniumlegeringen zijn onder meer:
1. Isostatische Vickers-hardheid (HV)
Deze methode meet de belasting per oppervlakte-eenheid door een inkeping in het materiaaloppervlak te vormen met een Vickers-indenter. De HV-waarde van titaniumlegeringen varieert doorgaans van 250 tot 350, geschikt voor hardheidsevaluatie van nauwkeurig bewerkte onderdelen. De HV van de TC4-titaniumlegering kan bijvoorbeeld 350 bereiken, wat wijst op de hoge weerstand tegen vervorming.
2. Rockwell-hardheid (HR)
Met behulp van een diamanten kegel of stalen kogelindringer wordt de hardheidswaarde bepaald door de diepte van de inkeping. De HR-waarde van titaniumlegeringen ligt meestal tussen 20 en 40, wat een hoge testefficiëntie biedt en vaak wordt gebruikt voor snelle inspectie ter plaatse- in de productie.
3. Brinell-hardheid (HB)
Een stalen kogelindringlichaam oefent een gespecificeerde belasting uit en de hardheid wordt berekend door de diameter van de inkeping te meten. De HB-waarde van titaniumlegeringen varieert over het algemeen van 100 tot 200, geschikt voor hardheidskarakterisering van gegloeide of grof- korrelige materialen.
De resultaten van verschillende testmethoden variëren, dus geschikte indicatoren moeten worden gekozen op basis van de toestand van het materiaal en het toepassingsscenario. Dun- onderdelen kunnen bijvoorbeeld beter worden getest met HV om matrixvervorming te voorkomen, terwijl bij batchtesten prioriteit kan worden gegeven aan de HR-methode.
De hardheid van titaniumlegeringen is geen geïsoleerde parameter, maar werkt in synergie met hun mechanische en chemische eigenschappen. Corrosiebestendigheid, hoge- temperatuurbestendigheid, hoge sterkte en lichtgewichteigenschappen maken titaniumlegeringen tot ideale materialen voor de lucht- en ruimtevaart, maritieme techniek, biomedische en andere gebieden.
