Titanlegierung ist ein metallisches Material, das aus Titan in Mischung mit anderen Metallen besteht, normalerweise in geringen Mengen Palladium, Vanadium, Aluminium und/oder Zinn. Diese Metalle bieten gegenüber reinem Titan verbesserte Eigenschaften, wie Korrosionsbeständigkeit, gute Schweißbarkeit (Herstellbarkeit), Stabilität und Festigkeit bei erhöhten Temperaturen. Reintitan ist sehr hart, was das Schweißen und Formen erschweren kann.
Die einzige typische Anwendung für Reintitan sind orthopädische und zahnärztliche Implantate, während die unzähligen anderen Anwendungen von Titan, einschließlich Luft- und Raumfahrttechnik, Hochtemperaturmotoren, Medizin- und Schiffsverarbeitung sowie Sportgeräte, Titanlegierungen verwenden. Viele Legierungen anderer Metalle enthalten ebenfalls geringe Mengen an Titan, diese gelten jedoch nicht als Titanlegierungen, es sei denn, Titan macht den Großteil der Substanz aus.
Titan wird wegen seiner hohen Festigkeit und Leichtigkeit oft als Wundermetall angesehen. Ungefähr so stark wie Stahl und doppelt so stark wie Aluminium, ist Titan 45 % leichter als Stahl und nur 60 % schwerer als Aluminium. Es hat auch den Vorteil, dass es nicht mit dem menschlichen Körper reagiert, was es ideal für medizinische Implantate wie Stifte macht, um gebrochene Knochen zusammenzuhalten. Seine hohen Kosten haben jedoch seine Verwendung eingeschränkt.
Titan ist in der Erdkruste relativ häufig und macht etwa 0.57 % aus (das neunthäufigste Element), aber die Gewinnung aus seinen Erzen – den Mineralien Rutil (TiO9), Ilmenit (FeTiO2) und Sphen (CaTiSiO3) – kann teuer sein. aufgrund des hohen Wärmeeintrags erforderlich. Elementares Titan wurde erst 5 in reiner Form isoliert, als Matthew A. Hunter TiCl1910 mit Natrium auf 4 °C erhitzte.
Es gibt 38 gängige Arten von Titanlegierungen, aber die typische Mischung besteht aus 90 % Titan, 6 % Aluminium und 4 % Vanadium. Diese Mischung wird Grade 5 genannt. Es gibt Titan Grade 1 bis 38, wobei 38 die jüngste Erfindung ist. Die Grade geben keine Festigkeit oder ähnliches an, sie dienen nur der besseren Orientierung, obwohl die früheren Grade die ersten waren, die allgemein hergestellt wurden. Titan Grade 5 ist auch als Titanium 6AL-4V bekannt und gilt als für militärische Zwecke geeignet. Diese Titanlegierungssorte ist bei Anwendungen bis zu 400° C (752° F) stabil, wobei die stereotype Anwendung in Flugzeugturbinen liegt, die sehr schnell rotieren und sehr heiß werden.
Neben der weit verbreiteten Verwendung in militärischer Hardware findet sich Titanlegierung in den Pleuelstangen in High-End-Automobilen wie Porsche und Ferrari. Das Vorhandensein dieser Metalle ist ein Teil dessen, was diese Autos so teuer, aber auch zuverlässig und zu hohen Geschwindigkeiten fähig machen kann. Ein ähnliches High-End-Material, das in Premium-Produkten zu finden ist, ist Kohlefaser.