Titanelegierungen

Titanelegierungen sind metallische Mischungen, die überwiegend aus Titan bestehen und durch das Hinzufügen weiterer Elemente wie Aluminium, Vanadium, Molybdän oder Eisen gezielt Eigenschaften wie Festigkeit, Duktilität oder Korrosionsbeständigkeit beeinflussen. Sie unterscheiden sich von reinem Titan durch ihr Gefügeverhalten und ihr Temperaturverhalten. In der Praxis wird zwischen kommerziell reinem Titan (CP-Titan) der Grade 1 bis 4 und verschiedenen Titanlegierungen unterschieden. Zu den wichtigsten Legierungsklassen gehören Alpha-Titan-Legierungen (z. B. Ti-5Al-2,5Sn), Alpha-Beta-Titanlegierungen (z. B. Ti-6Al-4V) und Beta-Titanlegierungen (z. B. Ti-10V-2Fe-3Al).

Typische Eigenschaften sind eine hohe Festigkeit bei geringer Dichte, gute Korrosions- und Temperaturbeständigkeit sowie Biokompatibilität. Die Materialauswahl richtet sich nach Anforderungen an Festigkeit, Ermüdung, Temperaturbeständigkeit, Verformbarkeit und Kosten.

Verarbeitung umfasst Gießen, Schmieden, Walzen und Zerspanung. Wärmebehandlung wie Lösungsglühen, Abschrecken und Alterung wird genutzt, um Gefüge und Festigkeit zu steuern. Das Schweißen von Titan erfordert sorgfältige Parameter, da es zu Spannungsrissen kommen kann; alternative Fügetechniken wie Schraub-, Klebe- oder Reibschweißen können genutzt werden. Umformen ist bei geeigneten Temperaturen gut möglich.

Anwendungen finden sich in der Flug- und Raumfahrt, im Automobil- und Motorsport, in der chemischen Industrie sowie in der Medizintechnik, wo Titanlegierungen aufgrund der Biokompatibilität für Implantate verwendet werden.

Die Auswahl hängt von Anforderungen an Festigkeit, Gewicht, Korrosionsbeständigkeit, Verfügbarkeit und Kosten ab. Aufgrund des guten Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses bleibt Titan in vielen Branchen relevant.