Leicht und fest. Billig und fest. Zahlen Sie für das, worauf es ankommt.

Wo das Gewicht zählt, ja. In der Luftfahrt senkt der Vorsprung bei der spezifischen Festigkeit – 187 gegen 128 – das Gesamtgewicht der Zelle im Verhältnis zur Ersparnis. Bei medizinischen Implantaten ist die Biokompatibilität des Titans durch nichts zu ersetzen. Wo das Gewicht keine Rolle spielt, genügt meist Edelstahl, und der kostet fünf- bis zehnmal weniger. Stellen Sie sich die Frage: Was ist das eingesparte Gewicht wert? Zählen Nutzlast, Treibstoff, Leistung oder die Ersparnis über die Produktlebensdauer, dann rechtfertigt sich der Aufpreis fürs Titan meist.

Titan leitet die Wärme schlecht ab, sodass sie sich am Werkzeug staut; es verfestigt sich beim Zerspanen; und bei Schnitttemperatur reagiert es chemisch mit den Werkzeugwerkstoffen. Die Folge: rascher Verschleiß und heiße Schneiden. Die Abhilfen: scharfes Hartmetall, niedrige Schnittgeschwindigkeiten von 30 bis 60 m/min statt über 100 wie beim Stahl, Hochdruckkühlung und eine steife Aufspannung. Die Bearbeitungszeit liegt beim Zwei- bis Dreifachen eines vergleichbaren Edelstahls, und das treibt den Aufpreis über den reinen Werkstoffwert hinaus.

Titan bildet eine stabile Passivschicht aus TiO2 und ist damit gegen Salzwasser und die meisten Säuren und Laugen nahezu immun. Ausnahmen gibt es: Flusssäure löst es auf, reduzierende Medien tragen das Oxid ab, und die Mischung aus rotrauchender Salpetersäure mit Methanol kann es angreifen. In 99 % der industriellen Korrosionsfälle bewährt sich Titan glänzend, in Luftfahrt und Seewasser ist es unerreicht. Edelstahl kann an Chloriden scheitern und lochfraßartig versagen; Titan nicht.

Grade 5 nach ASTM F1472 dient der allgemeinen Medizin und der Zahnheilkunde. Grade 23, also Ti-6Al-4V ELI nach ASTM F136, hat besonders niedrige Einlagerungsgehalte und mehr Bruchzähigkeit – das ist der Werkstoff der dauerhaften Implantate. Handelsübliches Reintitan, Grade 1 bis 4 nach ASTM F67, kommt dort zum Einsatz, wo Knochen an das Teil anwachsen soll. Und Edelstahl 316L nach F138 ist der medizinische Stahl für zeitweilige Implantate wie Platten und Schrauben. Für dauerhafte Implantate ist Titan der Standard, für vorübergehende Fixierungen wird auch 316L verwendet.

Eine ein Meter lange Konsole wiegt 500 g in Aluminium, 1800 g in Edelstahl und 1000 g in Titan: Titan spart gegenüber Edelstahl 800 g. In der Luftfahrt spart jedes eingesparte Kilo über die Lebensdauer eines Flugzeugs rund 1000 USD Treibstoff, diese 800 g also etwa 800 USD. Kostet die Titankonsole 500 USD mehr als die aus Edelstahl, bleiben netto 300 USD Ersparnis – und das geringere Gewicht obendrein. Außerhalb der Luftfahrt lässt sich eingespartes Gewicht selten unmittelbar in Geld umrechnen.

Grade 2 ist handelsübliches Reintitan für Korrosionsfälle in Chemie und Seewasser. Grade 7 ist dasselbe Reintitan mit Palladium, das die Beständigkeit gegen Salzsäure erhöht. Grade 9, Ti-3Al-2.5V, kostet weniger als Grade 5 und dient in Medizin und Luftfahrt. Grade 12 ist eine günstige Legierung für korrosive Medien. Und Grade 23 mit besonders niedrigem Einlagerungsgehalt ist die Implantatqualität. Jeder hat sein Feld: Grade 5 beherrscht die Luftfahrt, Grade 2 die chemische Korrosion und Grade 23 die Implantate.