Inconel vs. Titan: Eigenschaften, Preis und Entscheidungshilfe

Für Komponenten, die sehr hohen Temperaturen, starker Oxidation oder konzentrierten chemischen Angriffen standhalten müssen, wählen Sie Inconel (Nickel-Chrom-Superlegierungen). Für Teile, bei denen Gewichtsreduzierung, hohe spezifische Festigkeit und Biokompatibilität wichtig sind, wählen Sie Titanlegierungen (vor allem Ti-6Al-4V). Jede Metallfamilie löst unterschiedliche technische Probleme; die Auswahl muss anhand der Anforderungen auf Komponentenebene getroffen werden: Betriebstemperatur, Umgebung, Ermüdungszustand, Herstellbarkeit und Kosten.

Warum diese beiden Metalle verglichen werden

Inconel und Titan stehen häufig auf der Auswahlliste für technische Hochleistungsbauteile, da beide korrosionsbeständig sind und eine höhere Festigkeit als gewöhnliche Stähle aufweisen. Sie unterscheiden sich stark in Bezug auf Dichte, thermische Grenzwerte und Legierungschemie, was zu Kompromissen zwischen Gewicht, Hitzebeständigkeit und Verarbeitung führt. Das Verständnis dieser Kompromisse verhindert eine kostspielige Fehlentscheidung bei der Materialauswahl.

Chemie auf hohem Niveau und Familien

• Inconel - Familie von Superlegierungen auf Nickelbasis mit hohem Anteil an Chrom, Molybdän, Niob/Tantal und manchmal Eisen. Sie sind so konzipiert, dass sie stabile Oxidschichten bilden und ihre mechanische Festigkeit auch bei hohen Temperaturen beibehalten. Gängige Sorten: Inconel 625 (Korrosionsbeständigkeit), Inconel 718 (hohe Festigkeit bei erhöhter Temperatur).

• Titan-Legierungen - hauptsächlich Titan mit Legierungselementen wie Aluminium und Vanadium. Ti-6Al-4V (Grad 5) ist das Arbeitspferd: ausgezeichnete spezifische Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit und weit verbreitet in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Biomedizin.

Wichtige Materialeigenschaften

• Dichte/Gewicht: Titanlegierungen sind viel leichter; Ti-6Al-4V Dichte ≈ 4,43 g/cm³. Die Dichte von Inconel übersteigt in der Regel 8,0 g/cm³ (Nickelbasis), was zu schwereren Bauteilen bei gleichem Volumen führt. Dies ist ein starker Anreiz für Titan, wenn es auf die Masse ankommt.

• Festigkeit bei Raumtemperatur: Beide bieten eine hohe Zug-/Streckgrenze, aber Titan bietet eine bessere Kraft/Gewicht Verhältnis. Inconel weist oft eine höhere absolute Festigkeit auf, wenn es wärmebehandelt wird (z. B. Inconel 718) und behält seine Festigkeit bei Temperaturen, bei denen Titan erweicht.

• Leistung bei hohen Temperaturen: Inconel behält seine mechanische Integrität und Oxidationsbeständigkeit bei Temperaturen, die weit über denen von Titanlegierungen liegen; Superlegierungen werden für heiße Turbinenteile und Abgase gewählt. Titanlegierungen werden für Ti-6Al-4V in der Regel bis zu einer Betriebstemperatur von etwa 350 °C empfohlen; darüber hinaus sinken Festigkeit und Kriechbeständigkeit erheblich.

• Korrosionsbeständigkeit: Beide widerstehen vielen korrosiven Umgebungen. Inconel weist eine außergewöhnliche Beständigkeit gegenüber oxidierenden, reduzierenden und chloridhaltigen Umgebungen auf und übertrifft bei bestimmten chemischen Belastungen oft die Leistung von Titan. Titan bildet eine hartnäckige Oxidschicht, die ihm eine hervorragende Beständigkeit gegen Meerwasser und viele Säuren verleiht; einige halogenierte Säuren und heißes Chlor können es jedoch angreifen. Wählen Sie nach Chemie und Umgebung.

• Ermüdung und Kriechen: Titan hat gute Ermüdungseigenschaften für gewichtssensible Konstruktionen; Inconel weist eine hervorragende Kriechbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen auf und wird bevorzugt dort eingesetzt, wo Langzeitbelastung und Hitze zu zeitabhängiger Verformung führen.

Kompakte Vergleichstabelle - praktische Zahlen und Auswirkungen

(Die Zahlen sind repräsentativ; konsultieren Sie für die Auslegung immer die Datenblätter und Zertifizierungen der Lieferanten).

Detaillierte technische Überlegungen

Temperatur- und Kriechbeständigkeit

Inconel-Legierungen wurden speziell für eine stabile Festigkeit bei erhöhten Temperaturen und für die Beständigkeit gegen Oxidation und thermische Ermüdung entwickelt. Hohe Nickel- und Chromgehalte erzeugen eine stabile Oxidschicht und verlangsamen den Gefügeabbau unter Hitze und Belastung. Bei Bauteilen, die bei konstanten oder zyklischen Temperaturen von über 400-500 °C betrieben werden, übertrifft Inconel häufig die Leistung von Titan.

Titanlegierungen weisen bei niedrigeren Temperaturen eine sehr gute Festigkeit auf, leiden aber unter zunehmendem Kriechen und Steifigkeitsverlust, wenn sie auf 400 °C oder darüber hinaus erhitzt werden. Die Konstruktionsnormen begrenzen den Dauereinsatz von Ti-6Al-4V in der Regel auf etwa 350 °C.

Festigkeit im Verhältnis zum Gewicht und strukturelle Effizienz

Da die Dichte von Titan fast die Hälfte der Dichte von Inconel beträgt, bietet Titan eine außergewöhnliche strukturelle Effizienz, wenn die Reduzierung der Masse die Systemleistung verbessert (Flugzeuge, Hochleistungs-Motorsport, selektive Robotik). Wenn der begrenzende Faktor die Trägheit, der Schwerpunkt oder die Nutzlast ist, ist Titan trotz höherer Rohstoffkosten pro Kilogramm oft die wirtschaftliche Wahl.

Inconel vs. Titan - Preisvergleichstabelle (2025)

Anmerkungen:

• Die Währung ist in USD pro kg / USD pro lb angegeben, sofern nicht ausdrücklich angegeben. Umrechnung verwendet: 1 kg = 2,20462 lb (Preise aus Gründen der Übersichtlichkeit auf 2 Dezimalstellen gerundet).

• Auf die Form kommt es an: Bleche/Platten/Stangen (geschmiedet) sind deutlich billiger als zerstäubtes Pulver. Luft- und Raumfahrt-zertifiziertes Material, kleine Mengen oder Sonderchargen erhöhen den Preis.

• Regionale Unterschiede (Direktlieferung aus China vs. Europa vs. Lieferung aus den USA) verändern die Anlandekosten erheblich - fordern Sie immer Angebote ab Werk, FOB und DDP an, um einen fairen Vergleich zu ermöglichen.

Kurzinformationen zur Beschaffung (2025)

• Wenn gewichtsempfindlich Entwürfe bevorzugen Titan (Ti-6Al-4V) - prüfen Sie jedoch, ob die von Ihnen benötigte Legierungsform und Zertifizierung zu einem wettbewerbsfähigen Preis für Ihre Menge verfügbar ist.

• Wenn der Dienst Temperatur / Oxidation / Kriechen begünstigt Inconel, erwartet höhere Rohstoffkosten pro kg und höhere Bearbeitungs-/Werkzeugkosten; die Gesamtkosten des Systems müssen Herstellung und Prüfung einschließen.

• Pulver (additive Fertigung): Für Inconel- und Titanpulver werden hohe Aufschläge gegenüber Knetmaterial verlangt - geben Sie die Pulverspezifikation und den Lieferanten an, um genaue Angebote zu erhalten.

Korrosionsverhalten und Umweltanpassung

Die Korrosionsbeständigkeit muss auf die jeweilige chemische Zusammensetzung und Temperatur abgestimmt sein. Inconel-Legierungen wie 625 widerstehen Chlorid-Pitting, reduzierenden Säuren und Hochtemperaturoxidation. Titan eignet sich hervorragend für Seewasser und viele oxidierende Säuren; es ist außerdem sehr biokompatibel und wird daher häufig für Implantate verwendet. Eine Prüfung der Materialverträglichkeit mit Betriebsflüssigkeiten bei Betriebstemperaturen ist obligatorisch.

Ermüdungsverhalten und Oberflächenbehandlungen

Die Ermüdungslebensdauer hängt von der Oberflächenbeschaffenheit, den Eigenspannungen, der Geometrie und der Umgebung ab. Das Ermüdungsverhalten von Titan profitiert stark von Druckoberflächenbehandlungen (Shotpeening, Laserpeening). Inconel-Bauteile, die bei hohen Temperaturen eingesetzt werden, müssen für eine zyklenarme thermische Ermüdung ausgelegt sein und benötigen für eine lange Lebensdauer möglicherweise Beschichtungen oder eine Innenkühlung.

Fertigung, Schweißen und Fügen

• Inconel: Einige Güten lassen sich mit dem richtigen Schweißzusatz und der richtigen Wärmebehandlung gut schweißen; bei anderen muss darauf geachtet werden, dass Heißrisse oder Dehnungsalterungserscheinungen vermieden werden (vor allem bei ausscheidungsgehärteten Legierungen). Für optimale Eigenschaften ist häufig eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erforderlich.

• Titan: Das Schweißen erfordert strikte Sauberkeit und eine hochwertige inerte Abschirmung, um die Aufnahme von Sauerstoff/Stickstoff zu verhindern. Wenn die Verfahren eingehalten werden, erreichen die Schweißverbindungen eine hohe Integrität und akzeptable Festigkeit.

Bearbeitungen und Endbearbeitung

Beide Gruppen sind kaltverfestigend oder reaktiv; Auswahl der Schneidwerkzeuge, Vorschubgeschwindigkeiten und Kühlmittelstrategien sind unterschiedlich. Inconel ist für seine schlechte Bearbeitbarkeit und den schnellen Werkzeugverschleiß berüchtigt; Titan klappert und reibt sich auf, was starre Einstellungen und eine sorgfältige Werkzeugbestückung erfordert. Rechnen Sie mit höheren Fertigungszeiten als bei Kohlenstoffstählen oder rostfreien Stählen.

Typische Anwendungsfälle und Beispiele aus der Industrie

• Luft- und Raumfahrt:

  • Inconel: Turbinenteile im heißen Abschnitt, Brennkammerauskleidungen, Abgasdichtungen.

  • Titan: Strukturteile der Flugzeugzelle, Fahrwerkskomponenten (wo das Gewicht eine Rolle spielt), Verbindungselemente und Lüfterblätter in Kühlern.

• Öl und Gas / Chemie:

  • Inconel: Bohrlochwerkzeuge, Rauchgasumgebung, Wärmetauscher, Rohrleitungen in korrosiven Strömen.

  • Titan: Wärmetauscherrohre für den Einsatz in Meerwasser, einige Teile mit Chemikalienkontakt, wo Chloride und Oxidationsmittel mäßig sind.

• Medizinisch:

  • Titan: Implantate, Prothesen, chirurgische Instrumente aufgrund ihrer Biokompatibilität.

• Hochleistungs-Motorsport und Marine:

  • Titan: leichte Aufhängungen, Befestigungen, Auspuffanlagen (wo die Temperaturen beherrschbar sind).

  • Inconel: Rennauspuffkrümmer, die sehr hohen Temperaturen ausgesetzt sind.

Beschaffung, Lieferkette und MWAlloys-Angebot

Die Dynamik des Rohstoffmarktes bestimmt Vorlaufzeiten und Preise. Sowohl Inconel als auch Titan sind Spezialmetalle mit unterschiedlicher Verfügbarkeit. MWAlloys bezieht sein Material von zertifizierten Werken in China, unterhält einen Schnelldreh-Lagerbestand für gängige Formen (Stangen, Platten, Bleche, Ringe, Verbindungselemente) und bietet Exportdokumente und Werksprüfberichte (MTRs). MWAlloys legt Wert auf 100%-Werkspreise, Mengenrabatte und schnelle Lieferungen ab Lager für viele Standardgrößen. Bei technischen Komponenten unterstützt MWAlloys das Schneiden, Bearbeiten und die Exportverpackung nach Kundenspezifikation.

Wie man wählt

1. Wenn die Betriebstemperatur > 400-500°C oder Oxidation/Korrosion bei hohen Temperaturen eine Rolle spielen: Inconel wählen.

2. Wenn es darauf ankommt, die Masse zu minimieren und gleichzeitig eine hohe Steifigkeit/Festigkeit zu erhalten (Flugzeugzellen, Implantate): Titan wählen.

3. Wenn die Umgebung aus heißem Meerwasser oder reduzierenden Säuren bei hohen Temperaturen besteht: bevorzugen Inconel für viele Anwendungsfälle.

4. Wenn die Herstellungskosten, die Bearbeitbarkeit oder die Standardprozesse in der Werkstatt im Vordergrund stehen: Prüfen Sie beides; keines von beiden wird so billig oder einfach sein wie herkömmliche Stähle - berücksichtigen Sie die Verarbeitung in den Gesamtkosten.

Tabelle - Checkliste für die Schnellauswahl

Oberflächenbehandlungen, Beschichtungen und Tipps für den Lebenszyklus

• Inconel: Beschichtungen sind nur selten für die Oxidationsbeständigkeit erforderlich, aber Wärmedämmschichten tragen zur Verringerung der thermischen Ermüdung von Turbinenteilen bei. Regelmäßige Inspektion auf Oberflächenrisse bei thermischen Zyklen empfohlen.

• Titan: Eloxieren verbessert das kosmetische Finish und verändert das Korrosionsverhalten geringfügig; Nitrieren und Hartstoffbeschichtungen können den Verschleiß bei Gleitkontakten verringern. Verhindern Sie Reibung und Fressen durch geeignete Lagerflächen oder Beschichtungen.

Häufig gestellte Fragen

1. Was ist stärker: Inconel oder Titan?
   Die Festigkeit hängt von der Sorte und der Wärmebehandlung ab. Inconel 718 kann eine sehr hohe absolute Festigkeit erreichen, insbesondere nach Aushärtung. Titanlegierungen bieten höhere spezifische Stärke (Festigkeit pro Gewichtseinheit), was sie für masseempfindliche Konstruktionen stärker macht.

2. Kann ich Titan in einem Heißteil eines Düsentriebwerks verwenden?
   Nein. Titan kann den anhaltend hohen Temperaturen in den heißen Abschnitten von Turbinen nicht standhalten. Inconel und andere Nickelsuperlegierungen werden dort verwendet, um die Festigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Kriechfestigkeit zu erhalten.

3. Welche Legierung hält Meerwasser besser stand?
   Titan bietet eine hervorragende Beständigkeit gegen Meerwasser und wird häufig für Kondensatoren und Wärmetauscherrohre verwendet. Inconel widersteht ebenfalls vielen Meeresumgebungen; die Auswahl hängt von der Temperatur, dem Durchfluss und der lokalen Chemie ab. Führen Sie Korrosionstests für kritische Anwendungen durch.

4. Wie sieht es mit Kostenunterschieden aus?
   Beides sind hochwertige Materialien. Die Rohstoffpreise für Titan folgen anderen Marktfaktoren als die für Nickelsuperlegierungen. Um einen direkten Vergleich anstellen zu können, sollten Sie die gesamten Systemkosten bewerten: Material, Herstellung, gewichtsbezogene Einsparungen und Wartung.

5. Sind beide für die additive Fertigung geeignet?
   Ja. Inconel- und Ti-6Al-4V-Pulver werden häufig beim Pulverbettschmelzen und bei der gerichteten Energieabscheidung verwendet, aber die Prozessparameter, die Pulverqualität und die Nachbearbeitung sind unterschiedlich.

6. Welche ist leichter zu schweißen?
   Das Schweißen erfordert Kontrollen für beides. Inconel benötigt häufig einen Zusatzwerkstoff und eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen für ausscheidungsgehärtete Güten. Titan benötigt eine einwandfreie Schutzgasabdeckung, um Verunreinigungen zu vermeiden. Bei korrektem Vorgehen lassen sich mit beiden Werkstoffen gute Schweißnähte erzielen.

7. Was korrodiert bei Säuren oder Chloriden?
   Inconel 625 widersteht vielen aggressiven Säuren und Chloridangriffen besser als Titan in beschichteten oder heißen Chloridumgebungen. Titan widersteht vielen oxidierenden Bedingungen, kann aber in heißen halogenhaltigen Strömen anfällig sein. Chemie und Temperatur auf die Legierung abstimmen.

8. Welche hat eine bessere Lebensdauer?
   Die Ermüdung hängt von der Geometrie, der Oberflächenbeschaffenheit und der Umgebung ab. Titan zeigt bei entsprechender Behandlung oft eine hervorragende Ermüdungsleistung. Inconel behält seine Ermüdungsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen, wo Titan an Leistung verlieren würde.

9. Ist Titan biokompatibel?
   Ja. Titan und viele Titanlegierungen werden wegen ihrer Legierungsstabilität und Osseointegration häufig für Implantate und Prothesen verwendet.

10. Wo kann ich zuverlässige Ware und schnelle Lieferung kaufen?
    Wählen Sie Lieferanten, die Werksprüfberichte, Rückverfolgbarkeit und Lagerhaltungsprogramme anbieten. MWAlloys bietet Direktpreise, Lagerware und Exportdokumentation für Kunden weltweit, die Inconel- und Titanformate und bearbeitete Teile benötigen.