Der Fachausschuss „Titan und Titanlegierungen“

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Begründer einer neuen Ära. Titan

Titanlegierungen sind ein noch junger Werkstoff. Die ersten, Ende der 1940er Jahre entwickelten Legierungen schrieben aber schon Luft- und Raumfahrtgeschichte: Sie ermöglichten den Eintritt in das Düsentriebwerkzeitalter und damit den Schritt in eine neue Ära. Inzwischen etablieren sich die Titanlegierungen aufgrund ihrer hohen spezifischen Festigkeit, ihrer ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit, der hervorragenden Biokompatibilität und anderer Eigenschaften zunehmend auch in der chemischen Industrie, der Bauindustrie, der Medizintechnik sowie im Offshore-, Energie- und Automobilbereich. Dabei steigt die weltweite Titanproduktion in jedem Jahr.

Da die energieintensive Rohstoffgewinnung Titan im Vergleich zu anderen Metallen relativ teuer macht, versucht die Forschung schon seit langem, die Kosten durch die Entwicklung neuer Herstellprozesse oder Möglichkeiten zum Materialrecycling zu verringern. Weitere Arbeitsschwerpunkte liegen bei der Entwicklung neuer Legierungen mit speziellen Eigenschaften, der Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit oder einer leichteren spanenden Bearbeitung. Würden in diesen Feldern entscheidende Durchbrüche erzielt, ließen sich Leichtbaukonzepte durch die Verwendung von Titanwerkstoffen an Stelle von Stählen oder Nickelbasis-Legierungen realisieren.

Kosten senken, auf Einzigartigkeiten setzen

In Deutschland wird Titanschwamm momentan aus Asien und Osteuropa importiert. Hier gilt es, neue Verfahren zur Aufbereitung der beiden wichtigsten Titanerze Ilmenit (FeTiO3) und Rutil (TiO2) zu entwickeln. Um gegenüber der Konkurrenz aus Ostasien und Amerika langfristig bestehen zu können, ist die Entwicklung neuer Legierungen mit einem speziellen Eigenschaftsprofil als Alleinstellungsmerkmal eine wichtige Herausforderung. Weiterhin ist die geringe Materialausnutzung ein echtes Problem. Hier könnten die additiven Fertigungsverfahren oder endkonturnahe Herstellverfahren wie der Feinguss zukünftig Abhilfe schaffen.

Zur Verringerung der Kosten bedarf es in der Zukunft einer detaillierten Untersuchung des Titanrecyclings und des Materialkreislaufs auch für hochwertige Bauteile. Auch das Oxidationsverhalten konventioneller Titanlegierungen muss verbessert und Titan für den Einsatz bei höheren Temperaturen „fit gemacht“ werden. Weitere Innovationsmöglichkeiten bestehen in Mischverbindungen mit anderen Werkstoffen, um Multi-Material-Konzepte für den Leichtbau außerhalb der Luft- und Raumfahrt zu ermöglichen. In all diesen Feldern müssen neue FuE-Projekte greifen.