Eine Titanlegierung hat eine Zugfestigkeit von 950 MPa und eine Dichte von 4,43 g/cm³, ein hochfester Stahl eine Zugfestigkeit von 1200 MPa und eine Dichte von 7,85 g/cm³. Das Wievielfache der spezifischen Festigkeit (Zugfestigkeit/Dichte) des Stahls beträgt etwa die spezifische Festigkeit der Titanlegierung?

Lösung: B. Etwa das 1,4-Fache

Die spezifische Festigkeit beträgt für die Titanlegierung 950/4,43 ≈ 214 kN·m/kg und für den Stahl 1200/7,85 ≈ 153 kN·m/kg; das Verhältnis ist 214/153 ≈ 1,40, also etwa das 1,4-Fache (MPa geteilt durch g/cm³ ergibt in einheitlichen Einheiten kN·m/kg). Das 0,79-Fache vergleicht nur die Zugfestigkeiten (950/1200) und lässt das geringere Gewicht außer Acht. Das 1,8-Fache ist nur das Verhältnis der Dichten (7,85/4,43 ≈ 1,77) und übergeht den Unterschied in der Festigkeit. Bei Bauteilen, die dieselbe Last tragen, erlaubt eine höhere spezifische Festigkeit eine leichtere Bauweise; deshalb werden im Flugzeugbau Titanlegierungen, Aluminiumlegierungen und kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe eingesetzt. Bei der Auswahl sind jedoch auch Werkstoffpreis und Verarbeitbarkeit zu berücksichtigen.