Industrielle Verwendung von Titan

Titan verfügt über hervorragende Eigenschaften, die zu seiner weit verbreiteten Anwendung führen. Zu den Hauptanwendungsgebieten gehören: Luft- und Raumfahrt, Schiffbau, chemische und petrochemische Industrie, Transport, Waffen, Schiffstechnik, Energieerzeugung, Bauwesen, Metallurgie, medizinische Geräte, Sportgeräte, Konsumgüter und Leichtindustrie. In den Vereinigten Staaten und Russland werden etwa 80 % der mit Titan verarbeiteten Materialien im Luft- und Raumfahrtsektor verwendet. In Japan und China hingegen werden 80 % in der Chemie, der allgemeinen zivilen Industrie und im Konsumgütersektor verwendet. Weltweit verteilte sich die Nachfrage nach Titan im Jahr 2005 wie folgt: Luft- und Raumfahrt 35 %, Militär 12 %, Industrie 38 % und zivile und sonstige 15 %.

 

In der Waffenindustrie wird Titan in Panzern, gepanzerten Fahrzeugen, Raketen, Artilleriegeschützen unterschiedlicher Größe, Maschinengewehren, Flammenwerfern, Helmen, kugelsicheren Westen und explosionssicheren Handschuhen verwendet.

In der metallurgischen Industrie wird Titan in korrosionsbeständigen Behältern, Elektrolysezellen, Reaktoren, Konzentratoren, Separatoren, Wärmetauschern, Kühlern, verschiedenen Pumpen und Ventilen, Turbinenschaufeln, Verbindungsrohren und Armaturen verwendet. In der Meerestechnik wird Titan bei der Meerwasserentsalzung, bei Offshore-Ölbohrungen und in Meereswärmekraftwerken eingesetzt.

In Sportgeräten wird Titan verwendet in: Golfschlägern, Schlägerköpfen, Tennisschlägern, Fechtmasken, Schwertern, Sprintspikes, Bergsteigerausrüstung, Skiern, Skischuhen, Skistöcken, Schlittschuhen, Neoprenanzügen, Angelgeräten, Zeltstangen usw.

In alltäglichen Konsumgütern wird Titan verwendet in: Brillengestellen, Uhren, Computern, Kameras, Spielekonsolen, Mobiltelefonen, Antennen, Musikinstrumenten, Küchenutensilien und Kunsthandwerk.

 

Luft- und Raumfahrtindustrie

Die Luft- und Raumfahrtindustrie war einer der ersten Sektoren, in denen Titan und Titanlegierungen erforscht und eingesetzt wurden. Ohne Titan wäre die Herstellung von Mach 2,7-Überschallflugzeugen praktisch unmöglich. Titanlegierungen werden hauptsächlich in Flugzeugstrukturen für Rahmen, Häute, Rumpfschotts, Fahrwerke, Brandwände, Flügel, Heckflossen, Längsträger, Kabinenhauben, Multiplikatoren, Kiele, Schnellbremsen, Stoppvorrichtungen, Befestigungselemente, Bugräder, Bogenrahmen, Klappenschienen, Winglets, Verkehrsschilder und Signaltafeln usw. verwendet.

 

Luft- und Raumfahrtindustrie

Die Anwendungen von Titan in der Luft- und Raumfahrtindustrie haben zu einem geringeren Startgewicht, einer größeren Reichweite und Kosteneinsparungen geführt und es zu einem beliebten Material gemacht. In Raketen, Flugkörpern und der Luft- und Raumfahrtindustrie wird es für Druckbehälter, Treibstofftanks, Raketentriebwerksgehäuse, Raketendüsenhülsen, Satellitenaußenhüllen, Kabinen bemannter Raumfahrzeuge (Haut und Strukturrahmen), Fahrwerke, Mondlander und Antriebssysteme verwendet. Neben industriellem Reintitan Ti64 (ELI) und Ti-5Al-2,5Sn (ELI) umfasst das in der Luft- und Raumfahrt verwendete Titan auch Ti-7Al-4Mo, Ti-3Al-2,5V, Ti-13V11Cr-3Al, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al und Ti/B-Al-Verbundwerkstoffe.

 

Schiffbau

Titan und Titanlegierungen werden häufig in Atom-U-Booten, Tiefsee-Tauchbooten, atomgetriebenen Eisbrechern, Tragflächenbooten, Luftkissenfahrzeugen, Minensuchbooten sowie Propellern, Peitschenantennen, Meerwasserleitungen, Kondensatoren, Wärmetauschern, akustischen Geräten und Brandbekämpfungsgeräten verwendet. Zu den wichtigsten Legierungen gehören industrielles Reintitan, Ti64, Ti64ELI, Ti-6Al-2Nb-1Ta-0,8Mo, Ti-3Al2,5V, IIT-3B und IIT-7M.

 

Transportfahrzeuge

Titan wird häufig in Automobilen verwendet, vor allem in Pleueln, Kurbelwellen, Sicherungsringen, Ventilen, Einlassventilen, Auslassventilen, Bremsdruckleitungsdichtungen, Felgenschrauben, Zahnstangen und Ritzeln, Federn, Schalldämpfern, Abgassystemen, Radbuchsen und -lagern, verschiedenen Halbwellen und Befestigungselementen. Die wichtigsten Vorteile der Verwendung von Titanlegierungen in Automobilteilen sind: geringeres Gewicht, längere Lebensdauer, verbesserte Zuverlässigkeit, Kraftstoffeffizienz, Abwesenheit schädlicher Metalle wie Blei und Kobalt, Korrosionsbeständigkeit und deutlich verbesserte Hochtemperaturbeständigkeit.

Titan wird hauptsächlich in Motorrädern für Auspuffrohre, Schalldämpfer, Buchsen, Aufhängungsfedern, Kettenräder, Antriebsketten und Schrauben verwendet.

 

Chemische Industrie

Titanmaterialien werden in der chemischen und petrochemischen Industrie für Elektrolysezellen (Elektroden), Reaktoren, Konzentratoren, Separatoren, Wärmetauscher, Kühler, Absorptionstürme, Verbindungsrohre, Armaturen (Flansche, Bolzen, Muttern), Dichtungen, Pumpen und Ventile verwendet. Der größte Titanverbraucher in der chemischen Industrie ist die Chloralkaliherstellung, auf die 50 % des gesamten Titanverbrauchs entfallen, gefolgt von Soda mit 20 %, Kunststoffen mit 17 %, organischen Chemikalien mit 10 % und anorganischen Chemikalien mit 3 %. Unter den verschiedenen chemischen Geräten, die Titan verwenden, sind Wärmetauscher mit 52 % des Titanmaterialverbrauchs am häufigsten, gefolgt von Anoden mit 24 %, Behältern, Rohren, Pumpen und Ventilen mit 19 % und anderen mit 5 %. Die Vorteile von Titangeräten werden im Folgenden am Beispiel von Wärmetauschern, Titanmetallanoden und nassen Chlorgaskühlern veranschaulicht.