Nahtlose Titanrohre für Spezialanwendungen herstellen

Anbieter zum Thema

Remmert GmbH

Schages GmbH & Co.KG

MaSuB GmbH - Maschinen für die Schweißnahtvorbereitung und Blechbearbeitung

Fine Tubes

Zugfestigkeit höher als bei austenitischen oder ferristischen Edelstählen

Titan ist ein Leichtgewicht mit gewichtigen Vorzügen. Zu den herausragenden Trümpfen des Metalls zählen seine Korrosionsbeständigkeit, seine große Biokompabilität, sein geringes Gewicht und seine hohe Zugfestigkeit. Bei einer Dichte von nur 4,54 g/cm³ – dies entspricht etwa 60 % der Dichte von Stahl- oder Nickellegierungen – übertrifft die Zugfestigkeit von Titan die austenitischer oder ferristischer Edelstähle. Seine Passivierungsschicht macht es gegenüber Luft, Meerwasser, Alkalilaugen, Alkohol und den meisten organischen Säuren korrosionsunempflindlich.

Kein Wunder, dass Titan immer öfter überall dort zum Einsatz kommt, wo extreme Bedingungen herrschen oder jedes Gramm zählt. Im Automobilbau gehören dazu Karosserie- und Motorenteile, in der chemischen Industrie Rohre und Behälter, in der Medizintechnik medizinische und zahnärztliche Implantate und bei Öl- und Gas-Bohrinseln hochsicherheitsrelevante Rohrleitungen.

Ergänzendes zum Thema

Titan

Vom gebundenen Element zum Werkstoff

Titan kommt an vielen Stellen der Erde vor. Die Hauptabbaugebiete finden sich derzeit in Australien, Skandinavien, Nordamerika und Malaysia. Aufstrebende Titannationen sind zudem Paraguay und Russland. Diese nahezu unerschöpflichen Vorkommen steigern die Attraktivität des Werkstoffs für die industrielle Nutzung.

Kehrseite sind allerdings die relativ hohen Kosten, die beim Abbau und der Gewinnung von Titan entstehen. Denn Titan findet sich ausschließlich gebunden in verschiedenen Mineralen und Gesteinen. Um das Titan aus oxidischen Erzen zu lösen, bedarf es eines vierstufigen Prozesses: Angereichertes Titandioxid wird dabei unter Hitze mit Chlor und Kohlenstoff zu Titan(IV)-Chlorid verarbeitet. Anschließend wird der gewonnene Stoff mithilfe von Magnesium oder seltener von Natrium zu Titan reduziert. Im Lichtbogenofen wird der entstandene Titanschwamm schließlich unter Vakuum oder Schutzgas, wie beispielsweise Argon, umgeschmolzen, um industriell nutzbare Legierungen zu erhalten.

Die derzeit häufigsten Legierungen, die weltweit eingesetzt werden, entsprechen den ASTM-Standards (American Society for Testing and Materials) 2, 5 oder 9. Bei ASTM 2 handelt es sich um unverbundenes Titan. Wesentlich häufiger wird jedoch Titan mit ASTM 5 (Ti6Al4V) verwendet. Die Legierung aus Titan, Aluminium, Vanadium und Eisen verbindet Festigkeit, Korrosionsunempfindlichkeit und Verarbeitungskomfort. Gegenüber reinem Titan verfügt über eine deutlich größere Härte bei gleicher Steifigkeit. Eine Alternative stellt Titan mit ASTM 9 dar. Diese Titanlegierung mit geringerem Aluminium- und Vanadiumanteil zeichnet sich durch eine leichtere Verarbeitung bei gleicher Festigkeit wie ASTM 5 aus.

Titanrohre kommen im A380 in Hydrauliksystemen zum Einsatz

In der Luftfahrt schlagen oft beide Argumente: niedriges Gewicht und Beständigkeit in extremen Umgebungsbedingungen und unter großem Druck. So ist fast die Hälfte der weltweiten Titanproduktion für das Fliegen bestimmt. Insbesondere das geringe Gewicht des Werkstoffs ermöglicht Flugzeugbetreibern erhöhtes Zuladegewicht und führt damit zu verringertem Kraftstoffverbrauch und damit wirtschaftlichen Vorteilen (Bild 4). Auch Airbus setzt für seine Spitzenmodelle A380 und A350 auf Titanrohre. Im A380 kommen sie vor allem in den Hochhydrauliksystemen zum Einsatz. Für den A350 hat Liebherr sie in die vom schwäbischen Unternehmen entwickelten Hochauftriebssysteme integriert (Bild 5). Die Verantwortung für beide Rohrprodukte liegt bei Fine Tubes im britischen Plymouth. Ihre Herstellung verlangt viel Erfahrung und Fingerspitzengefühl.

Die Erde verfügt über eine riesige Menge an Titanvorkommen. Seine Produkteigenschaften – geringes Gewicht, große Korrosionsbeständigkeit, hohe Festigkeit und hervorragende Biokompabilität – machen Titan zum idealen Werkstoff für viele Anwendungsbereiche. Und die Entwicklung ist längst nicht am Ende. So arbeitet Fine Tubes derzeit beispielsweise mit Forschungsabteilungen führender Flugzeugbauer an der Erprobung neuer Titanlegierungen, die noch leichter und noch robuster sind. Insbesondere in der Luftfahrt, der Medizintechnik und anderen anspruchsvollen Branchen wird der Marktanteil von Titan daher weiter wachsen.

* Brian Mercer ist Global Director Sales & Marketing bei Finetubes Ltd. in Plymouth, PL6 7LG (Großbritannien); Weitere Informationen: Fine Tubes in 81669 München

(ID:42551063)