Zur Definition von Titanlegierungen, ihrer Bezeichnungen, ihrer chemischen Zusammensetzung und ihrer mechanischen Eigenschaften stehen mehrere Normensysteme für Titan zur Verfügung. Das Verständnis dieser Titan-Normen ist entscheidend für die Auswahl, den Vergleich und die Eignungsprüfung des richtigen Werkstoffs für eine bestimmte Anwendung.
Wie bei anderen Metallen gehören zu den wichtigsten Normen für Titan die US-amerikanischen Normen ASTM und SAE (insbesondere die AMS-Spezifikationen für die Luft- und Raumfahrt), die europäische Euronorm, die deutsche DIN, die japanische JIS, die internationale ISO sowie die chinesischen GB- und russischen GOST-Normen.
Titan lässt sich durch unterschiedliche thermomechanische Verarbeitungsverfahren in seiner Mikrostruktur bemerkenswert verändern. Dadurch lässt sich mit einer relativ geringen Anzahl von Titansorten ein breites Spektrum an Eigenschaften und Anwendungsbereichen abdecken. In der Praxis gibt es etwa 50 wichtige Titansorten, die benannt und derzeit verwendet werden, wobei jedoch nur einige Dutzend davon im Handel leicht erhältlich sind.
Die US-amerikanischen ASTM-Normen für Titan erkennen etwa 40 Haupttitanqualitäten an, von denen die Qualitäten 1 bis 4 handelsreine (unlegierte) Titan sind. Die von der ASTM abgedeckten Sorten werden ebenso wie andere Legierungen auch gemäß den Spezifikationen für die Luft- und Raumfahrt sowie für militärische Anwendungen (SAE-AMS und MIL-T) sowie gemäß den ISO-Titan-Normen, der Euronorm, GOST und den japanischen JIS-Titan-Normen hergestellt. Obwohl sich diese Normen in vielen Bereichen überschneiden, sind sie nicht austauschbar. In ihrem Bestreben, einen globaleren Ansatz für Titan-Normen zu erreichen, hat die Japanische Titangesellschaft einheitliche Spezifikationssysteme vorgeschlagen.
Die größte Herausforderung bei Titan-Normen ist nicht ein Mangel an Normen, die von Normungsorganisationen (SDOs) festgelegt wurden. Vielmehr ist es die Vielzahl detaillierter, individueller Spezifikationen von Luft- und Raumfahrtunternehmen, die die Produktionsmengen tendenziell einschränken. Jedes Luft- und Raumfahrtunternehmen verfügt über eigene Spezifikationen, einschließlich festgelegter Verarbeitungsprozesse, sodass ein von einem Unternehmen zugelassener Verarbeitungsprozess von einem anderen Unternehmen möglicherweise nicht zugelassen wird.
Diese Situation führt zu einer Kleinserienfertigung. Überproduziertes Material kann gelagert werden, darf jedoch nur von einem Unternehmen verwendet werden, das die Spezifikation akzeptiert. Zudem ist solches Material für den allgemeinen industriellen Einsatz oft überqualifiziert, da es bereits die äußerst detaillierten Qualitätssicherungsanforderungen der Luft- und Raumfahrtindustrie erfüllt hat. Aus demselben Grund muss der hohe Anteil an Material, das als Ausschuss endet, sorgfältig aussortiert werden, um die detaillierte Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten, die Luft- und Raumfahrtunternehmen verlangen.
Dieser Artikel befasst sich mit den globalen Normen, die die Bezeichnung und den Gütebereich von Titanlegierungen regeln. Die anderen Leitfäden der Titan-Reihe behandeln die Inhalte dieser Normen. Der Leitfaden „Titan-Spezifikationen“ erläutert die einzelnen Spezifikationssysteme im Detail – ein eng damit verbundenes Thema, das es sich lohnt, parallel zu diesem Artikel zu lesen. „Titan-Güten“ unterteilt kommerziell reines Titan und seine Legierungen in Familien, während „Titan-Eigenschaften“ die Festigkeit, die geringe Dichte und die Korrosionsbeständigkeit behandelt, die die einzelnen Güten voneinander unterscheiden. Zusammen verbinden sie das Normenwerk mit den Spezifikationen, Güten und Eigenschaften, auf denen es basiert.
Obwohl weltweit etwa 50 wichtige Titanqualitäten festgelegt sind und verwendet werden, sind auf dem kommerziellen Markt nur etwa zwei Dutzend davon ohne Weiteres erhältlich. Allein die ASTM erkennt etwa 40 wichtige Qualitäten an.
Da jedes Luft- und Raumfahrtunternehmen nach eigenen Spezifikationen und genehmigten Verarbeitungsprozessen arbeitet, wird das Material häufig in kleinen, zweckgebundenen Chargen hergestellt. Ein von einem Unternehmen akzeptierter Prozess kann von einem anderen abgelehnt werden, was den Einsatzbereich einer bestimmten Charge einschränkt.
Überproduziertes Material kann gelagert werden, kann jedoch nur von einem Unternehmen verwendet werden, das die Spezifikationen akzeptiert, nach denen es hergestellt wurde. Da es bereits die strengen Qualitätssicherungsanforderungen der Luft- und Raumfahrtindustrie erfüllt hat, ist es für den allgemeinen industriellen Einsatz oft überqualifiziert und daher teurer als nötig.
Ein hoher Anteil an Titan landet bei der Luft- und Raumfahrtproduktion als Schrott. Dieser Schrott muss sorgfältig sortiert und nachverfolgt werden, damit die von Luft- und Raumfahrtunternehmen geforderte detaillierte Materialherkunft gewahrt bleibt.
Gemäß den ASTM-Normen für Titan gelten die Güteklassen 1 bis 4 als handelsreines (unlegiertes) Titan. Sie unterscheiden sich hinsichtlich Festigkeit und Reinheit und werden vor allem aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit ausgewählt.