Anwendungen von Titan: Luftfahrt, Medizin, Chemie und Bauwesen

Titan ist ein fester und vergleichsweise leichter Werkstoff mit hoher Korrosionsbeständigkeit und einem guten Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Als Metall oder Legierung ersetzt Titan Stahl nicht in allen Konstruktionen. Es wird dort eingesetzt, wo geringes Gewicht, Beständigkeit gegen aggressive Medien, lange Lebensdauer oder Biokompatibilität den höheren Preis rechtfertigen. Ein großer Teil des Titaneinsatzes entfällt außerdem nicht auf Metall, sondern auf Titandioxid, ein weißes Pigment für Farben, Kunststoffe, Papier und andere Produkte.

Eigenschaften von Titan

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Titan gehören:

• hohe Korrosionsbeständigkeit, auch in Meerwasser und vielen chloridhaltigen Medien;
• gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht;
• vergleichsweise hoher Schmelzpunkt;
• Einsatzfähigkeit in einem breiten Temperaturbereich;
• Bildung einer schützenden Oxidschicht an der Oberfläche;
• gute Biokompatibilität ausgewählter Sorten und Legierungen.

Titan hat aber auch Grenzen. Es ist teurer als übliche Baustähle, schwieriger zu bearbeiten und zu schweißen und bei vielen einfachen Massenprodukten wirtschaftlich nicht sinnvoll. Deshalb wird Titan gezielt dort eingesetzt, wo seine Eigenschaften die Kosten rechtfertigen.

Titansorten und Legierungen

In der Industrie werden Reintitan und Titanlegierungen verwendet. Reintitan wird gewählt, wenn Duktilität und Korrosionsbeständigkeit besonders wichtig sind. Legierungen mit Aluminium, Vanadium, Molybdän, Nickel und anderen Elementen erhöhen Festigkeit, Warmfestigkeit oder Belastbarkeit.

Die Sorte beeinflusst Festigkeit, Verformbarkeit, Schweißbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und zulässige Betriebstemperatur. Ein medizinisches Implantat, ein Wärmetauscher, ein Luftfahrtbauteil, ein Befestigungselement oder ein dekoratives Teil stellt daher unterschiedliche Anforderungen.

Wo Titan eingesetzt wird

Titan und Titanlegierungen werden in mehreren Bereichen eingesetzt:

• Luft- und Raumfahrt - Strukturteile, Befestigungselemente, Fahrwerksbauteile, Triebwerksteile und Hydrauliksysteme;
• chemische und petrochemische Industrie - Wärmetauscher, Rohre, Apparate, Behälter, Pumpenteile und Armaturen;
• Energie- und Wassertechnik - Kondensatoren, Wärmetauscher, Kühlsysteme, Entsalzungsanlagen und Anlagen mit salzhaltigem Wasser;
• Meerestechnik - Schiffsausrüstung, Befestigungen, Pumpenteile und Wärmetauscher im Kontakt mit Meerwasser;
• Medizin und Zahnmedizin - Implantate, Platten, Schrauben, Dentalkonstruktionen, chirurgische Instrumente und Prothesenteile;
• Lebensmittelindustrie - Behälter, Filter, Wärmetauscher, Rohre und hygienisch beanspruchte Anlagenteile;
• Sport, Alltag und Design - Fahrräder, Uhren, Brillengestelle, Schmuck, Elektronikgehäuse und Sportausrüstung.

Titan im Bauwesen

Im Bauwesen wird Titan seltener eingesetzt als Stahl, Aluminium oder Kupfer, kann aber bei anspruchsvollen und dekorativen Bauteilen sinnvoll sein. Es wird für Dach- und Fassadenelemente, Verkleidungen, dekorative Paneele, Befestigungen, Gesimse, Säulen und Außenbauteile verwendet, die lange im Freien funktionieren müssen.

Die wichtigsten Gründe sind Korrosionsbeständigkeit, Dauerhaftigkeit, relativ geringes Gewicht und Beständigkeit gegen atmosphärische Einflüsse. Wegen des Preises wird Titan im Bauwesen meist nur gezielt für Gebäude mit hohen Anforderungen an Lebensdauer, Aussehen oder aggressive Umgebung gewählt.

Was bei der Auswahl wichtig ist

Titan sollte nicht nur nach dem Materialnamen ausgewählt werden. Wichtig sind Sorte, Lieferzustand, Produktform, Oberflächenqualität, Schweißbedingungen, Betriebstemperatur, Kontaktmedium und Festigkeitsanforderungen. Die endgültige Auswahl erfolgt nach Normen, Projektanforderungen und Herstellerangaben.

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