Aufgabe

Noch weit vor der Jahrhundertmitte wurde aus der Herstellung von mehr einzeln produzierten Flugzeugen eine Serienfertigung. Die so entstehenden Passagiermaschinen brauchten eine angemessene Zuladung. Starke Düsen gab es noch nicht, auch das Leistungsgewicht von Verbrennungsmotoren war mit den heutigen nicht vergleichbar. Dies war der Beginn einer Suche nach korrosionsbeständigen, leichten Werkstoffen mit besonders hoher Festigkeit. Deren Vorteil wog doppelt, wenn sie in Propellerflügeln und später in schnell drehenden Turbinenteilen eingesetzt wurden. Von der Luftfahrt wurden Erfahrungen mit Titan an die Raumfahrt weitergegeben.
Schon seit einiger Zeit wird dieser relativ teure Werkstoff auch im Kfz eingesetzt, im Moment allerdings deutlich mehr im Rennbereich. Je mehr jedoch die Ansprüche an das Material allgemein steigen, umso größer sind dessen Chancen. Inzwischen findet sich Titan an Pleueln und Ventilen hochbelasteter Serienmotoren wieder. Auch die Radaufhängung kann z.B. bei den Federn Titanlegierungen enthalten.

Funktion

Mit 4,51 g/cm³ knapp an der Grenze zu den Schwermetallen und dennoch beinahe halb so schwer wie Stahl, gehört der Werkstoff Titan knapp zu den Leichtmetallen. Es glänzt silberweiß und zählt nicht nur für den Kfz-Bereich als Zukunftswerkstoff. Seine ohnehin schon geringe Wärmeleitfähigkeit schrumpft durch Legierung (Verbindung mit anderen Metallen). Verbessert werden so ebenfalls das Dehn-, Elastizitäts- und Wärmeausdehnungsverhalten. Seine Härte und Hitzebeständigkeit sind ohnehin fast unereicht.
Diese Eigenschaft macht allerdings eine Bearbeitung schwierig. Bei technischem, also nicht reinem Titan, dauert Fräsen z.B. des Turbolader-Verdichterrades lange, Schmieden (Pressen) ist fast unmöglich. Hier hilft zurzeit die Forschung mit der Entwicklung neuer Legierungen, die oft nur für die Zeit der Bearbeitung verändert werden. Hohe Temperaturbeständigkeit gehört ebenfalls nicht zu den Stärken von Titan. Obwohl Titan relativ häufig vorkommt, ist seine Gewinnung schwierig und kostentreibend. Das macht den Großserieneinsatz in nächster Zeit relativ unwahrscheinlich. 06/08