Leichtbau mit Titan

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Gerade darin sieht Kiese den großen Vorteil von Titan. Bei gleicher Festigkeit wie Stahl können Strukturteile deutlich leichter gebaut werden. Auch im Automobilbau lässt sich damit eine enorme Gewichtsreduzierung erreichen. Das ist laut Kiese „bereits bei einer 1-zu-1-Umsetzung“ der Fall. Als Paradebeispiel dafür verweist der F&E-Leiter auf Abgasanlagen aus Titan: „Sie scheinen im Moment der effektivste und schnellste Weg zu sein, um eine deutliche Einsparung zu erreichen.“ Am Ende steht nicht selten eine Reduzierung im zweistelligen Kilogrammbereich. „Der Trend zur Werkstoffsubstitution ist da“, stellt Kiese fest. „Er muss nur rascher vorangetrieben werden.“

Preisschere Edelstahl zu Titan schließt sich

Dazu trägt einerseits die Preisentwicklung von austenitischem und ferritischem Edelstahl bei, den beiden Hauptwerkstoffen für Strukturteile von Abgasanlagen. Aufgrund der Verteuerung ist die Preisschere zu Titan heute kleiner als früher. Außerdem kommt bei Abgasanlagen die hohe Korrosionsbeständigkeit von Titan zum Tragen, des edelsten unter den unedlen Metallen, wie der F&E-Leiter berichtet: „Nur die Edelmetalle sind besser.“ Grund dafür ist, dass Titan „an der Luft“ sofort eine dünne, fest haftende, dichte Oxidschicht bildet. Wird sie beschädigt, kommt es zu einer schnellen Neubildung.

Andererseits wurde bei Thyssen-Krupp Titanium positiver Druck auf die Preisschere ausgeübt. Man entwickelte einen kostengünstigen, tiefziehbaren Hochtemperatur-Werkstoff auf Titanbasis, um den Anreiz zur Werkstoffsubstitution bei Abgasanlagen von Automobilen zu erhöhen. Dieses oxidationsbeständige Low-Cost-Titan besteht im Innern aus Titan und außen aus Aluminium. Durch zusätzliches Walzplattieren mit Aluminium wird es zu einem noch hitzebeständigeren Verbundwerkstoff. Verantwortlich dafür ist eine Schicht, die sich zwischen den beiden Metallen während des Betriebs bildet.

Diese Schicht schützt den Kernwerkstoff bei sehr hoher thermischer Belastung vor Oxidbildung. Titan ist bei Temperaturen bis etwa 600 °C hitze- und damit oxidationsbeständig. Die Sperrschicht erhöht die Beständigkeit bis deutlich über 800 °C hinaus. „Somit lässt sich der Werkstoff auch für heiße, motornahe Teile der Abgasanlagen verwenden“, berichtet der F&E-Leiter. „Bisher war das nicht möglich.“

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