Maailman kovin metalli (titaani, kromi ja volframi). Mikä on titaani kemiallisena alkuaineena

Merkittävin asialle kansallinen talous oli ja on edelleen seoksia ja metalleja, joissa yhdistyvät keveys ja lujuus. Titaani kuuluu nimenomaan tähän materiaaliluokkaan ja lisäksi sillä on erinomainen korroosionkestävyys.

Titaani on ryhmän 4 jakson 4 siirtymämetalli. Molekyylimassa se on vain 22, mikä osoittaa materiaalin keveyden. Samaan aikaan aineelle on ominaista poikkeuksellinen lujuus: kaikista rakennemateriaaleista titaanilla on suurin ominaislujuus. Väri on hopeanvalkoinen.

Alla oleva video kertoo, mitä titaani on:

Konsepti ja ominaisuudet

Titaani on melko yleinen - sisällön suhteen maankuorta on sijalla 10. Todella puhdasta metallia oli kuitenkin mahdollista eristää vasta vuonna 1875. Ennen tätä aine joko saatiin epäpuhtauksilla tai sen yhdisteitä kutsuttiin titaanimetalliksi. Tämä sekaannus johti metalliyhdisteiden käyttöön paljon aikaisemmin kuin itse metalli.

Tämä johtuu materiaalin erityispiirteistä: merkityksettömimmät epäpuhtaudet vaikuttavat merkittävästi aineen ominaisuuksiin ja joskus riistävät sen luontaiset ominaisuudet kokonaan.

Näin ollen pienin osa muista metalleista riistää titaanilta sen lämmönkestävyyden, joka on yksi sen arvokkaista ominaisuuksista. Pieni lisäys ei-metallia muuttaa kestävän materiaalin hauraaksi ja käyttökelvottomaksi.

Tämä ominaisuus jakoi tuloksena olevan metallin välittömästi kahteen ryhmään: tekniseen ja puhtaaseen.

• Ensimmäinen käytetään tapauksissa, joissa lujuutta, keveyttä ja korroosionkestävyyttä tarvitaan eniten, koska titaani ei koskaan menetä jälkimmäistä laatua.
• Korkean puhtauden materiaali käytetään, kun tarvitaan materiaalia, joka voi toimia erittäin raskaassa kuormituksessa ja korkeissa lämpötiloissa, mutta on myös kevyt. Tämä on tietysti lentokone- ja rakettitekniikkaa.

Toinen aineen erityispiirre on anisotropia. Jotain siitä fyysisiä ominaisuuksia muuttua voimien kohdistamisen mukaan, mikä on otettava huomioon levityksen aikana.

Normaaleissa olosuhteissa metalli on inerttiä eikä syöpy merivedessä eikä meri- tai kaupunkiilmassa. Lisäksi se on biologisesti inerttein aine, minkä vuoksi titaaniproteesit ja implantit ovat laajalti käytössä lääketieteessä.

Samaan aikaan lämpötilan noustessa se alkaa reagoida hapen, typen ja jopa vedyn kanssa, ja nestemäisessä muodossa se imee kaasuja. Tämä epämiellyttävä ominaisuus tekee erittäin vaikeaksi saada itse metallia ja valmistaa metalliseoksia sen pohjalta.

Jälkimmäinen on mahdollista vain tyhjiölaitteita käytettäessä. Monimutkainen tuotantoprosessi muutti melko yleisen elementin erittäin kalliiksi.

Suhde muihin metalleihin

Titaanilla on väliasema kahden muun tunnetun rakennemateriaalin - alumiinin ja raudan tai pikemminkin rautaseosten - välillä. Metalli on monessa suhteessa ylivoimainen "kilpailijoihinsa":

• Titaanin mekaaninen lujuus on 2 kertaa suurempi kuin raudan ja 6 kertaa korkeampi kuin alumiinin. Samaan aikaan lujuus kasvaa lämpötilan laskiessa;
• korroosionkestävyys on paljon korkeampi kuin raudalla ja jopa alumiinilla;
• Normaaleissa lämpötiloissa titaani on inerttiä. Kuitenkin, kun se nostetaan 250 C:een, se alkaa absorboida vetyä, mikä vaikuttaa ominaisuuksiin. Kemiallisen aktiivisuuden suhteen se on huonompi kuin magnesium, mutta valitettavasti parempi kuin rauta ja alumiini;
• metalli johtaa sähköä paljon heikommin: sen sähkövastus on 5 kertaa suurempi kuin raudan, 20 kertaa korkeampi kuin alumiinin ja 10 kertaa suurempi kuin magnesiumin;
• lämmönjohtavuus on myös paljon alhaisempi: 3 kertaa vähemmän kuin raudalla ja 12 kertaa pienempi kuin alumiinilla. Tämä ominaisuus aiheuttaa kuitenkin erittäin pienen lämpölaajenemiskertoimen.

Hyödyt ja haitat

Itse asiassa titaanilla on monia haittoja. Mutta lujuuden ja keveyden yhdistelmä on niin kysytty, ettei monimutkainen valmistusmenetelmä tai tarve poikkeukselliseen puhtauteen estä metallin kuluttajia.

Aineen kiistattomiin etuihin kuuluvat:

• alhainen tiheys, mikä tarkoittaa erittäin pientä painoa;
• sekä itse titaanimetallin että sen seosten poikkeuksellinen mekaaninen lujuus. Lämpötilan noustessa titaaniseokset ylittävät kaikki alumiini- ja magnesiumseokset;
• lujuuden ja tiheyden suhde - ominaislujuus - saavuttaa 30–35, mikä on lähes 2 kertaa korkeampi kuin parhaiden rakenneterästen;
• Kun titaani on alttiina ilmalle, se on päällystetty ohuella oksidikerroksella, joka tarjoaa erinomaisen korroosionkestävyyden.

Metallilla on myös monia haittoja:

• Korroosionkestävyys ja inertisyys koskevat vain tuotteita, joiden pinta ei ole aktiivinen. Esimerkiksi titaanipöly tai lastut syttyvät itsestään ja palavat 400 C:n lämpötilassa;
• Erittäin monimutkainen menetelmä titaanimetallin saamiseksi tarjoaa erittäin korkeat kustannukset. Materiaali on paljon kalliimpaa kuin rauta tai;
• kyky absorboida ilmakehän kaasuja lämpötilan noustessa edellyttää tyhjiölaitteiden käyttöä sulatettaessa ja lejeeringeitä valmistettaessa, mikä myös lisää merkittävästi kustannuksia;
• titaanilla on huonot kitkaa vähentävät ominaisuudet - se ei toimi kitkalla;
• metalli ja sen seokset ovat alttiita vetykorroosiolle, jota on vaikea estää;
• Titaania on vaikea työstää. Sen hitsaus on myös vaikeaa lämmityksen aikana tapahtuvan vaihemuutoksen vuoksi.

Titaanilevy (kuva)

Ominaisuudet ja ominaisuudet

Riippuu suuresti puhtaudesta. Viitetiedot kuvaavat tietysti puhdasta metallia, mutta teknisen titaanin ominaisuudet voivat vaihdella huomattavasti.

• Metallin tiheys laskee kuumennettaessa arvosta 4,41 - 4,25 g/cm3. Faasimuutos muuttaa tiheyttä vain 0,15 %.
• Metallin sulamispiste on 1668 C. Kiehumispiste on 3227 C. Titaani on tulenkestävä aine.
• Keskimääräinen vetolujuus on 300–450 MPa, mutta tämä luku voidaan nostaa 2000 MPa:iin turvautumalla kovettamiseen ja vanhenemiseen sekä lisäelementtien käyttöönotolla.
• HB-asteikolla kovuus on 103, eikä tämä ole raja.
• Titaanin lämpökapasiteetti on alhainen - 0,523 kJ/(kg K).
• Ominaisvastus - 42,1·10 -6 ohm·cm.
• Titaani on paramagneetti. Kun lämpötila laskee, sen magneettinen herkkyys pienenee.
• Metalleille on yleensä ominaista sitkeys ja muokattavuus. Näihin ominaisuuksiin vaikuttavat kuitenkin voimakkaasti seoksen happi ja typpi. Molemmat elementit tekevät materiaalista hauraita.

Aine kestää monia happoja, mukaan lukien typpi, rikki pieninä pitoisuuksina ja lähes kaikki orgaaniset hapot muurahaishappoa lukuun ottamatta. Tämä laatu varmistaa, että titaanilla on kysyntää kemian-, petrokemian-, paperiteollisuudessa ja niin edelleen.

Rakenne ja koostumus

Vaikka titaani on siirtymämetalli ja sillä on alhainen sähkövastus, se on silti metalli ja johtaa sähkövirtaa, mikä tarkoittaa järjestettyä rakennetta. Kun lämmitetään tiettyyn lämpötilaan, rakenne muuttuu:

• 883 C:een asti α-faasi, jonka tiheys on 4,55 g/m3, on vakaa. cm. Se erottuu tiheästä kuusikulmaisesta hilasta. Happi liukenee tässä vaiheessa muodostaen interstitiaalisia liuoksia ja stabiloi α-modifikaatiota - se siirtää lämpötilarajaa;
• yli 883 C:ssa β-faasi, jossa on runkokeskeinen kuutiohila, on vakaa. Sen tiheys on hieman pienempi - 4,22 g / kuutiometri. katso Tämä rakenne stabiloituu vedyn vaikutuksesta - kun se liuotetaan titaaniin, muodostuu myös interstitiaalisia liuoksia ja hydridejä.

Tämä ominaisuus tekee metallurgin työstä erittäin vaikeaa. Kun titaania jäähdytetään, vedyn liukoisuus laskee jyrkästi ja hydridi, y-faasi, saostuu seokseen.

Se aiheuttaa kylmähalkeamia hitsauksen aikana, joten valmistajien on käytettävä ylimääräistä vaivaa metallin sulatuksen jälkeen puhdistaakseen sen vedystä.

Kerromme sinulle alla, mistä voit löytää ja kuinka tehdä titaania.

Tämä video kuvaa titaania metallina:

Tuotanto ja louhinta

Titaani on hyvin yleinen, joten metallia sisältävien malmien kanssa ei ole vaikeuksia ja melko suuria määriä. Lähtöaineina ovat rutiili, anataasi ja brookiitti - titaanidioksidit erilaisissa modifikaatioissa, ilmeniitti, pyrofaniitti - yhdisteet raudan kanssa ja niin edelleen.

Mutta se on monimutkainen ja vaatii kalliita laitteita. Louhintamenetelmät ovat hieman erilaisia, koska malmin koostumus on erilainen. Esimerkiksi järjestelmä metallin saamiseksi ilmeniittimalmeista näyttää tältä:

• titaanikuonan saaminen - kivi ladataan valokaariuuniin pelkistimen - antrasiitin, puuhiilen - kanssa ja kuumennetaan 1650 C:een. Samalla erotetaan rauta, jota käytetään kuonassa valurautaa ja titaanidioksidia ;
• Kuona kloorataan kaivos- tai suolaklooraattoreissa. Prosessin ydin on muuttaa kiinteä dioksidi kaasumaiseksi titaanitetrakloridiksi;
• vastustusuuneissa erityisissä pulloissa metalli pelkistetään natriumilla tai magnesiumilla kloridista. Tuloksena saadaan yksinkertainen massa - titaanisieni. Tämä tekninen titaani soveltuu melko hyvin esimerkiksi kemiallisten laitteiden valmistukseen;
• jos tarvitaan puhtaampaa metallia, he turvautuvat puhdistukseen - tässä tapauksessa metalli reagoi jodin kanssa saadakseen kaasumaista jodidia, ja jälkimmäinen lämpötilan - 1300–1400 C ja sähkövirran vaikutuksesta hajoaa ja vapautuu puhdasta titaania. Sähkövirta syötetään retorttiin venytetyn titaanilangan kautta, jolle kerrostetaan puhdasta ainetta.

Titaaniharkkojen saamiseksi titaanisieni sulatetaan tyhjiöuunissa vedyn ja typen liukenemisen estämiseksi.

Titaanin hinta kiloa kohden on erittäin korkea: puhtausasteesta riippuen metalli maksaa 25–40 dollaria kilolta. Toisaalta haponkestävän ruostumattomasta teräksestä valmistetun laitteen runko maksaa 150 ruplaa. ja kestää enintään 6 kuukautta. Titaani maksaa noin 600 ruplaa, mutta sitä käytetään 10 vuotta. Venäjällä on monia titaanin tuotantolaitoksia.

Käyttöalueet

Puhdistusasteen vaikutus fysikaalisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin pakottaa meidät tarkastelemaan sitä tästä näkökulmasta. Siten teknisellä, eli ei puhtaimmalla metallilla, on erinomainen korroosionkestävyys, keveys ja lujuus, mikä määrää sen käytön:

• kemianteollisuus– lämmönvaihtimet, putket, kotelot, pumpun osat, liittimet ja niin edelleen. Materiaali on välttämätön alueilla, joilla vaaditaan hapon kestävyyttä ja lujuutta;
• kuljetusala– ainetta käytetään ajoneuvojen valmistukseen junista polkupyöriksi. Ensimmäisessä tapauksessa metalli tarjoaa pienemmän massan yhdisteitä, mikä tekee pitoa tehokkaammaksi, jälkimmäisessä se antaa keveyttä ja lujuutta, ei ole turhaa, että titaanista polkupyörän runkoa pidetään parhaana;
• laivastoasiat– lämmönvaihtimet, sukellusveneiden pakoputket, venttiilit, potkurit ja niin edelleen on valmistettu titaanista;
• V rakentaminen Titaania käytetään laajasti - erinomainen materiaali julkisivujen ja kattojen viimeistelyyn. Lujuuden lisäksi seos tarjoaa toisen tärkeän edun arkkitehtuurille - kyky antaa tuotteille mitä omituisin konfiguraatio; seoksen muotokyky on rajoittamaton.

Puhdas metalli kestää myös hyvin korkeita lämpötiloja ja säilyttää lujuutensa. Sovellus on ilmeinen:

• rakettien ja lentokoneiden valmistus - kotelo on valmistettu siitä. Moottorin osat, kiinnityselementit, alustan osat ja niin edelleen;
• lääketiede – biologinen inertiteetti ja keveys tekevät titaanista paljon lupaavamman materiaalin proteeseihin, mukaan lukien sydänläppä;
• kryogeeninen teknologia – titaani on yksi harvoista aineista, jotka lämpötilan laskeessa vain vahvistuvat eivätkä menetä taipuisuuttaan.

Titaani on erittäin luja rakennemateriaali, jolla on tällainen keveys ja taipuisuus. Nämä ainutlaatuiset ominaisuudet antavat hänelle yhä enemmän tärkeä rooli kansantaloudessa.

Alla oleva video kertoo, mistä saada titaania veitselle:

Titaanin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, titaanin valmistus

Titaanin käyttö puhtaassa muodossa ja seosten muodossa, titaanin käyttö yhdisteiden muodossa, titaanin fysiologinen vaikutus

Osa 1. Titaanin historia ja esiintyminen luonnossa.

Titan -Tämä neljännen ryhmän toissijaisen alaryhmän, D.I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollisen järjestelmän neljännen jakson alkuaine, atominumerolla 22. Yksinkertainen aine titaani (CAS-numero: 7440-32-6) on hopeanvärinen kevytmetalli -valkoinen väri. Sitä esiintyy kahdessa kiteisessä muunnelmassa: α-Ti kuusikulmainen tiiviisti pakattu hila, β-Ti kuutiokeskeisellä pakkauksella, polymorfisen muunnoksen α↔β lämpötila on 883 °C. Sulamispiste 1660±20 °C.

Titaanin historia ja esiintyminen luonnossa

Titan on nimetty antiikin kreikkalaisten hahmojen Titaanien mukaan. Saksalainen kemisti Martin Klaproth nimesi sen tällä tavalla omista henkilökohtaisista syistä, toisin kuin ranskalaiset, jotka yrittivät antaa nimiä alkuaineen kemiallisten ominaisuuksien mukaan, mutta koska alkuaineen ominaisuuksia ei tuolloin tiedetty, valittiin tämä nimi. .

Titaani on määrältään 10. alkuaine planeetallamme. Titaanin määrä maankuoressa on 0,57 massaprosenttia ja 0,001 milligrammaa litrassa merivettä. Titaaniesiintymät sijaitsevat: Yuzhno Afrikan tasavalta, Ukraina, Venäjä, Kazakstan, Japani, Australia, Intia, Ceylon, Brasilia ja Etelä-Korea.

Fysikaalisten ominaisuuksiensa mukaan titaani on kevyt hopeanhohtoinen metalli, lisäksi sille on ominaista korkea viskositeetti koneistuksen aikana ja se on taipuvainen tarttumaan leikkuutyökaluun, joten tämän vaikutuksen poistamiseen käytetään erikoisvoiteluaineita tai ruiskutusta. Huoneenlämpötilassa se on peitetty TiO2-oksidikalvolla, minkä ansiosta se kestää korroosiota useimmissa aggressiivisissa ympäristöissä, paitsi alkaleissa. Titaanipöly pyrkii räjähtämään ja leimahduspiste on 400 °C. Titaanilastut ovat palovaarallisia.

Titaanin tuottamiseen puhdas muoto tai sen seokset käyttävät useimmissa tapauksissa titaanidioksidia, johon sisältyy pieni määrä yhdisteitä. Esimerkiksi rutiilirikaste, joka saadaan titaanimalmien rikastamisesta. Mutta rutiilivarat ovat äärimmäisen pienet, ja siksi käytetään ilmeniittirikasteita käsittelemällä saatua ns. synteettistä rutiili- tai titaanikuonaa.

Titaanin löytäjänä pidetään 28-vuotiasta englantilaista munkkia William Gregoria. Vuonna 1790 suorittaessaan mineralogisia tutkimuksia seurakunnassaan hän kiinnitti huomion esiintyvyyden ja epätavallisia ominaisuuksia mustaa hiekkaa Menacanin laaksossa Lounais-Englannissa ja alkoi tutkia sitä. Hiekasta pappi löysi mustan kiiltävän mineraalin rakeita, joita veti puoleensa tavallinen magneetti. Van Arkelin ja de Boerin vuonna 1925 jodimenetelmällä hankkima puhtain titaani osoittautui sitkeäksi ja valmistettavaksi metalliksi, jolla on monia arvokkaita ominaisuuksia ja joka herätti monenlaisten suunnittelijoiden ja insinöörien huomion. Vuonna 1940 Kroll ehdotti magnesiumtermistä menetelmää titaanin uuttamiseksi malmeista, joka on edelleen päämenetelmä. Vuonna 1947 valmistettiin ensimmäiset 45 kg kaupallisesti puhdasta titaania.

SISÄÄN jaksollinen järjestelmä Mendeleev-alkuaineista titaanin sarjanumero on 22. Luonnontitaanin atomimassa sen isotooppien tutkimustuloksista laskettuna on 47.926. Joten neutraalin titaaniatomin ydin sisältää 22 protonia. Neutronien eli neutraalien varautumattomien hiukkasten lukumäärä on erilainen: yleensä 26, mutta voi vaihdella välillä 24-28. Siksi titaani-isotooppien määrä on erilainen. Alkuaineen nro 22 isotooppeja tunnetaan nyt yhteensä 13. Luonnon titaani koostuu viiden stabiilin isotoopin seoksesta, joista laajimmin edustettuna on titaani-48, sen osuus luonnonmalmeista on 73,99 %. Titaani ja muut alaryhmän IVB alkuaineet ovat ominaisuuksiltaan hyvin samankaltaisia ​​kuin alaryhmän IIIB (skandiumryhmä) elementit, vaikka ne eroavat jälkimmäisistä kyvyssään osoittaa suurempaa valenssia. Titaanin samankaltaisuus skandiumin, yttriumin sekä alaryhmän VB alkuaineiden - vanadiinin ja niobiumin kanssa ilmenee siinä, että luonnollisissa mineraaleissa titaania esiintyy usein yhdessä näiden alkuaineiden kanssa. Yksiarvoisilla halogeeneilla (fluori, bromi, kloori ja jodi) se voi muodostaa di- ja tetra-yhdisteitä rikin ja sen ryhmän alkuaineiden (seleeni, telluuri) - mono- ja disulfidien kanssa, hapen kanssa - oksideja, dioksidia ja trioksideja.

Titaani muodostaa myös yhdisteitä vedyn (hydridit), typen (nitridit), hiilen (karbidit), fosforin (fosfidit), arseenin (arsidit) kanssa sekä yhdisteitä monien metallien kanssa - metallien välisiä yhdisteitä. Titaani ei muodosta vain yksinkertaisia, vaan myös lukuisia monimutkaisia ​​yhdisteitä; monet sen yhdisteet orgaanisten aineiden kanssa tunnetaan. Kuten voidaan nähdä luettelosta yhdisteistä, joihin titaani voi osallistua, se on kemiallisesti erittäin aktiivinen. Ja samalla titaani on yksi harvoista metalleista, joilla on poikkeuksellisen korkea korroosionkestävyys: se on käytännössä ikuista ilmassa, kylmässä ja kiehuvassa vedessä ja on erittäin kestävä merivedessä, monien suolojen, epäorgaanisten ja orgaanisten happojen liuoksissa. . Meriveden korroosionkestävyydeltään se ylittää kaikki metallit, paitsi jalometallit - kulta, platina jne., useimmat ruostumattoman teräksen tyypit, nikkeli, kupari ja muut metalliseokset. Vedessä ja monissa aggressiivisissa ympäristöissä puhdas titaani ei ole alttiina korroosiolle. Titaani kestää eroosiokorroosiota, joka syntyy metalliin kohdistuvien kemiallisten ja mekaanisten vaikutusten yhdistelmän seurauksena. Tässä suhteessa hän ei ole huonompi parhaat merkit ruostumattomat teräkset, kuparipohjaiset seokset ja muut rakennemateriaalit. Titaani kestää myös väsymiskorroosiota, joka usein ilmenee metallin eheyden ja lujuuden rikkomisena (halkeilu, paikallinen korroosio jne.). Titaanin käyttäytyminen monissa aggressiivisissa ympäristöissä, kuten typpi-, kloori-, rikki-, vesihapossa ja muissa hapoissa ja emäksissä, aiheuttaa yllätystä ja ihailua tälle metallille.

Titaani on erittäin tulenkestävä metalli. Kauan sen uskottiin sulavan 1800 °C:ssa, mutta 50-luvun puolivälissä. Englantilaiset tiedemiehet Deardorff ja Hayes määrittelivät sulamispisteen puhtaalle alkuainetitaanille. Sen lämpötila oli 1668±3°C. Tulenkestävästi titaani on toisella sijalla metallien, kuten volframin, tantaalin, niobiumin, reniumin, molybdeenin, platinaryhmän metallien, zirkoniumin, jälkeen, ja tärkeimmistä rakennemetalleista se on ensimmäisellä sijalla. Tärkein ominaisuus titaani metallina on ainutlaatuinen fysikaalis-kemialliset ominaisuudet: pieni tiheys, suuri lujuus, kovuus jne. Pääasia on, että nämä ominaisuudet eivät muutu merkittävästi korkeita lämpötiloja.

Titaani on kevytmetalli, sen tiheys 0°C:ssa on vain 4,517 g/cm8 ja 100°C:ssa – 4,506 g/cm3. Titaani kuuluu metallien ryhmään, jonka ominaispaino on alle 5 g/cm3. Tämä sisältää kaikki alkalimetallit (natrium, kadium, litium, rubidium, cesium), joiden ominaispaino on 0,9–1,5 g/cm3, magnesium (1,7 g/cm3), alumiini (2,7 g/cm3) jne. Titaani on enemmän kuin 1,5 kertaa raskaampi kuin alumiini, ja tässä se tietysti häviää sille, mutta se on 1,5 kertaa kevyempi kuin rauta (7,8 g/cm3). Titaani on kuitenkin mekaanisilta ominaisuuksiltaan monta kertaa parempi kuin alumiinin ja raudan välissä ominaistiheyden suhteen.) Titaanilla on merkittävä kovuus: se on 12 kertaa kovempaa kuin alumiini, 4 kertaa kovempi kuin rauta ja kupari. Toinen metallin tärkeä ominaisuus on sen myötöraja. Mitä korkeampi se on, sitä paremmin tästä metallista valmistetut osat kestävät käyttökuormia. Titaanin myötöraja on lähes 18 kertaa korkeampi kuin alumiinin. Titaaniseosten ominaislujuutta voidaan kasvattaa 1,5-2 kertaa. Sen korkeat mekaaniset ominaisuudet säilyvät hyvin useiden satojen asteiden lämpötiloissa. Puhdas titaani soveltuu kaikenlaiseen käsittelyyn kuumissa ja kylmissä olosuhteissa: sitä voidaan takoa kuten rautaa, vetää ja jopa tehdä lankaksi, rullata levyiksi, nauhoiksi ja kalvoiksi jopa 0,01 mm paksuiksi.

Toisin kuin useimmat metallit, titaanilla on merkittävä sähkövastus: jos hopean sähkönjohtavuudella on 100, niin kuparin sähkönjohtavuus on 94, alumiinin - 60, raudan ja platinan -15 ja titaanin - vain 3,8. Titaani on paramagneettinen metalli; se ei magnetisoidu kuten rauta magneettikentässä, mutta se ei työnty ulos siitä kuin kupari. Sen magneettinen herkkyys on erittäin heikko, tätä ominaisuutta voidaan käyttää rakentamisessa. Titaanin lämmönjohtavuus on suhteellisen alhainen, vain 22,07 W/(mK), mikä on noin 3 kertaa pienempi kuin raudan lämmönjohtavuus, 7 kertaa pienempi kuin magnesiumin, 17–20 kertaa pienempi kuin alumiinin ja kuparin lämmönjohtavuus. Näin ollen titaanin lineaarinen lämpölaajenemiskerroin on pienempi kuin muiden rakennemateriaalien: 20 C:ssa se on 1,5 kertaa pienempi kuin raudan, 2 kertaa pienempi kuin kuparin ja lähes 3 kertaa pienempi kuin alumiinin. Siten titaani johtaa huonosti sähköä ja lämpöä.

Nykyään titaaniseoksia käytetään laajalti lentotekniikassa. Titaaniseoksia käytettiin ensimmäisen kerran teollisessa mittakaavassa lentokoneiden suihkumoottoreiden rakenteissa. Titaanin käyttö suihkumoottoreiden suunnittelussa mahdollistaa niiden painon vähentämisen 10...25 %. Erityisesti kompressorin levyt ja siivet, ilmanottoosat, ohjaussiivet ja kiinnikkeet valmistetaan titaaniseoksesta. Titaaniseokset ovat välttämättömiä yliäänilentokoneissa. Lentokoneiden lentonopeuksien nousu on johtanut ihon lämpötilan nousuun, minkä seurauksena alumiiniseokset eivät enää täytä lentokoneiden yliäänenopeuksilla asettamia vaatimuksia. Vaipan lämpötila saavuttaa tässä tapauksessa 246...316 °C. Näissä olosuhteissa titaaniseokset osoittautuivat hyväksyttävimmäksi materiaaliksi. 70-luvulla titaaniseosten käyttö siviililentokoneiden rungoissa lisääntyi merkittävästi. Keskipitkän kantaman TU-204-koneessa titaaniseoksesta valmistettujen osien kokonaismassa on 2570 kg. Titaanin käyttö helikoptereissa laajenee vähitellen pääasiassa roottorijärjestelmän osissa, käyttö- ja ohjausjärjestelmissä. Tärkeä paikka Titaaniseoksia käytetään rakettiteollisuudessa.

Korkean meriveden korroosionkestävyyden vuoksi titaania ja sen seoksia käytetään laivanrakennuksessa potkureiden valmistukseen, pinnoitukseen merialuksia, sukellusveneitä, torpedoja jne. Kuoret eivät tartu titaaniin ja sen seoksiin, mikä lisää jyrkästi aluksen vastusta sen liikkuessa. Vähitellen titaanin käyttöalueet laajenevat. Titaania ja sen seoksia käytetään kemian-, petrokemian-, sellu- ja paperiteollisuudessa sekä Ruokateollisuus, ei-rautametallien metallurgia, energiatekniikka, elektroniikka, ydintekniikka, galvanointi, aseiden valmistuksessa, panssarilevyjen valmistuksessa, kirurginen instrumentti, kirurgiset implantit, suolanpoistolaitokset, kilpa-autojen osat, urheiluvälineet (golfmailat, vuorikiipeilyvälineet), kellojen osia ja jopa koruja. Titaanin typpitys johtaa kultaisen kalvon muodostumiseen sen pinnalle, joka ei ole kauneudeltaan huonompi kuin todellinen kulta.

TiO2:n löydön tekivät lähes samanaikaisesti ja toisistaan ​​riippumatta englantilainen W. Gregor ja saksalainen kemisti M. G. Klaproth. W. Gregor, tutkiessaan magneettisen rautapitoisen hiekan koostumusta (Creed, Cornwall, Englanti, 1791), eristi uuden "maan" (oksidin) tuntemattomasta metallista, jota hän kutsui menakeniksi. Vuonna 1795 saksalainen kemisti Klaproth löysi rutiilin mineraalista uusi elementti ja kutsui häntä titaaniksi. Kaksi vuotta myöhemmin Klaproth totesi, että rutiili ja menaken-maa ovat saman alkuaineen oksideja, mistä syntyi Klaprothin ehdottama nimi "titaani". Kymmenen vuotta myöhemmin titaani löydettiin kolmannen kerran. Ranskalainen tiedemies L. Vauquelin löysi titaanin anataasista ja osoitti, että rutiili ja anataasi ovat identtisiä titaanioksideja.

Ensimmäisen metallititaaninäytteen hankki vuonna 1825 J. Ya. Berzelius. Titaanin korkean kemiallisen aktiivisuuden ja sen puhdistamisen vaikeuden vuoksi hollantilaiset A. van Arkel ja I. de Boer saivat vuonna 1925 puhtaan Ti:n näytteen titaanijodidihöyryn TiI4:n lämpöhajotuksella.

Titaani on 10. sijalla esiintyvyyden suhteen luonnossa. Maankuoren pitoisuus on 0,57 painoprosenttia, merivedessä 0,001 mg/l. Ultraemäksisessä kivessä 300 g/t, emäksisessä 9 kg/t, happamassa 2,3 kg/t, savessa ja liuskeessa 4,5 kg/t. Maankuoressa titaani on lähes aina neliarvoista ja sitä on vain happiyhdisteissä. Ei löydy vapaassa muodossa. Sää- ja sadeolosuhteissa titaanilla on geokemiallinen affiniteetti Al2O3:n kanssa. Se on keskittynyt säänkuoren bauksiitteihin ja meren savimaisiin sedimentteihin. Titaani siirtyy mekaanisten mineraalien fragmenttien ja kolloidien muodossa. Joihinkin saveihin kertyy jopa 30 painoprosenttia TiO2:ta. Titaanimineraalit ovat säänkestäviä ja muodostavat suuria pitoisuuksia paikoilleen. Yli 100 titaania sisältävää mineraalia tunnetaan. Tärkeimmät niistä ovat: rutiili TiO2, ilmeniitti FeTiO3, titanomagnetiitti FeTiO3 + Fe3O4, perovskiitti CaTiO3, titaniitti CaTiSiO5. On olemassa primäärisiä titaanimalmeja - ilmeniitti-titanomagnetiitti ja paikkamalmit - rutiili-ilmeniitti-zirkoni.

Päämalmit: ilmeniitti (FeTiO3), rutiili (TiO2), titaniitti (CaTiSiO5).

Vuodesta 2002 lähtien 90 % louhitusta titaanista käytettiin titaanidioksidin TiO2 valmistukseen. Maailman titaanidioksidin tuotanto oli 4,5 miljoonaa tonnia vuodessa. Vahvistetut titaanidioksidivarat (ilman Venäjää) ovat noin 800 miljoonaa tonnia.. Vuodesta 2006 US Geological Surveyn mukaan titaanidioksidilla mitattuna ja ilman Venäjää ilmeniittimalmivarat ovat 603-673 miljoonaa tonnia ja rutiilimalmeja - 49,7- 52,7 miljoonaa tonnia Maailman todistetut titaanivarat (pois lukien Venäjä) kestävät siis nykyisellä tuotantonopeudella yli 150 vuodeksi.

Venäjällä on Kiinan jälkeen maailman toiseksi suurimmat titaanivarat. Titaanin mineraalivarasto Venäjällä koostuu 20 esiintymästä (joista 11 on primaarisia ja 9 tulvia), jotka jakautuvat melko tasaisesti koko maahan. Suurin tutkituista esiintymistä (Jaregskoje) sijaitsee 25 km:n päässä Ukhtan kaupungista (Komin tasavalta). Esiintymän varannon arvioidaan olevan 2 miljardia tonnia malmia, jonka keskimääräinen titaanidioksidipitoisuus on noin 10 %.

Maailman suurin titaanin tuottaja on venäläinen VSMPO-AVISMA.

Pääsääntöisesti lähtöaine titaanin ja sen yhdisteiden valmistuksessa on titaanidioksidi, jossa on suhteellisen vähän epäpuhtauksia. Erityisesti se voi olla rutiilirikaste, joka saadaan titaanimalmien rikastamisesta. Maailman rutiilivarat ovat kuitenkin hyvin rajalliset ja ilmeniittirikasteiden käsittelystä saatua ns. synteettistä rutiilia tai titaanikuonaa käytetään useammin. Titaanikuonan saamiseksi ilmeniittirikastetta pelkistetään valokaariuunissa, kun taas rauta erotetaan metallifaasiin (valurauta), ja pelkistämättömät titaanioksidit ja epäpuhtaudet muodostavat kuonafaasin. Rikas kuona käsitellään kloridi- tai rikkihappomenetelmällä.

Puhtaassa muodossa ja seosten muodossa

Titaaninen monumentti Gagarinille Leninski Prospektilla Moskovassa

Metallia käytetään: kemianteollisuudessa (reaktorit, putkistot, pumput, putkiosat), sotateollisuudessa (vartalopanssari, lentopanssari ja paloesteet, sukellusveneiden rungot), teollisissa prosesseissa (suolanpoistolaitokset, massa- ja paperiprosessit), autoteollisuudessa, maatalousteollisuus, elintarviketeollisuus, lävistyskorut, lääketeollisuus (proteesit, osteoproteesit), hammas- ja endodontiainstrumentit, hammasimplantteja, urheiluvälineitä, koruja (Aleksandro Khomov), matkapuhelimia, kevytmetalliseoksia jne. Se on tärkein rakennemateriaali ilmailu, raketti, laivanrakennus.

Titaanivalu suoritetaan tyhjiöuuneissa grafiittimuotteihin. Myös tyhjiövahavalua käytetään. Teknisistä vaikeuksista johtuen sitä käytetään rajoitetusti taiteellisessa valussa. Maailman ensimmäinen monumentaalinen valettu titaaniveistos on Juri Gagarinin muistomerkki hänen mukaansa nimetyllä aukiolla Moskovassa.

Titaani on seostava lisäaine monissa seosteräksissä ja useimmissa erikoisseoksissa.

Nitinoli (nikkeli-titaani) on muotomuistiseos, jota käytetään lääketieteessä ja tekniikassa.

Titaanialuminidit ovat erittäin hapettumisen- ja lämmönkestäviä, mikä puolestaan ​​määräsi niiden käytön lento- ja autoteollisuudessa rakennemateriaaleina.

Titaani on yksi yleisimmistä suurtyhjiöpumpuissa käytetyistä sitojamateriaaleista.

Valkoista titaanidioksidia (TiO2) käytetään maaleissa (kuten titaanivalkoisessa) sekä paperin ja muovin valmistuksessa. Elintarvikelisäaine E171.

Orgaanisia titaaniyhdisteitä (esim. tetrabutoksititaania) käytetään katalyyttinä ja kovettimena kemian- ja maali- ja lakkateollisuudessa.

Epäorgaanisia titaaniyhdisteitä käytetään kemian elektroniikka- ja lasikuituteollisuudessa lisäaineina tai pinnoitteina.

Titaanikarbidi, titaanidiboridi, titaanikarbonitridi ovat tärkeitä komponentteja erittäin kovissa metallien käsittelyssä.

Titaaninitridia käytetään instrumenttien, kirkkokupolien päällystämiseen ja pukukorujen valmistukseen, koska... on kullan värinen.

Bariumtitanaatti BaTiO3, lyijytitanaatti PbTiO3 ja monet muut titanaatit ovat ferrosähköisiä aineita.

On olemassa monia titaaniseoksia, joissa on erilaisia ​​metalleja. Lejeerinkiaineet jaetaan kolmeen ryhmään riippuen niiden vaikutuksesta polymorfisen muunnoksen lämpötilaan: beeta-stabilisaattorit, alfastabilisaattorit ja neutraalit vahvistimet. Ensimmäiset alentavat transformaatiolämpötilaa, toiset nostavat sitä, kolmannet eivät vaikuta siihen, vaan johtavat matriisin liuosvahvistukseen. Esimerkkejä alfastabilisaattoreista: alumiini, happi, hiili, typpi. Beeta-stabilisaattorit: molybdeeni, vanadiini, rauta, kromi, nikkeli. Neutraalit kovettimet: zirkonium, tina, silikoni. Beeta-stabilisaattorit puolestaan ​​jaetaan beeta-isomorfisiin ja beeta-eutektoideja muodostaviin. Yleisin titaaniseos on Ti-6Al-4V-seos (Venäjän luokituksessa - VT6).

60% - maali;

20% - muovi;

13 % - paperi;

7 % - konetekniikka.

15-25 dollaria kilogrammalta puhtaudesta riippuen.

Karkean titaanin (titaanisienen) puhtaus ja laatu määräytyy yleensä sen kovuuden mukaan, joka riippuu epäpuhtauspitoisuudesta. Yleisimmät merkit ovat TG100 ja TG110.

Ferrotitaanin (vähintään 70 % titaania) hinta 22. joulukuuta 2010 on 6,82 dollaria kilogrammalta. 1. tammikuuta 2010 alkaen hinta oli 5,00 dollaria kilogrammalta.

Venäjällä titaanin hinnat olivat vuoden 2012 alussa 1200-1500 ruplaa/kg.

Edut:

alhainen tiheys (4500 kg/m3) auttaa vähentämään käytetyn materiaalin massaa;

korkea mekaaninen lujuus. On syytä huomata, että korotetuissa lämpötiloissa (250-500 °C) titaaniseokset ovat lujuudeltaan parempia kuin lujat alumiini- ja magnesiumseokset;

epätavallisen korkea korroosionkestävyys johtuen titaanin kyvystä muodostaa ohuita (5-15 mikronin) jatkuvia TiO2-oksidikalvoja pinnalle, jotka ovat tiukasti kiinni metallin massaan;

parhaiden titaaniseosten ominaislujuus (lujuuden ja tiheyden suhde) saavuttaa 30-35 tai enemmän, mikä on lähes kaksi kertaa seosterästen ominaislujuus.

Virheet:

korkeat tuotantokustannukset, titaani on paljon kalliimpaa kuin rauta, alumiini, kupari, magnesium;

aktiivinen vuorovaikutus korkeissa lämpötiloissa, erityisesti nestemäisessä tilassa, kaikkien ilmakehän muodostavien kaasujen kanssa, minkä seurauksena titaani ja sen seokset voidaan sulattaa vain tyhjiössä tai inerttien kaasujen ympäristössä;

vaikeudet titaanijätteen sisällyttämisessä tuotantoon;

huonot kitkanestoominaisuudet johtuen titaanin tarttumisesta moniin materiaaleihin; titaanin ja titaanin pariksi yhdistetty titaani ei voi toimia kitkan suhteen;

titaanin ja monien sen seosten suuri herkkyys vetyhaurastumiselle ja suolakorroosiolle;

huono työstettävyys, samanlainen kuin austeniittisten ruostumattomien terästen työstettävyys;

korkea kemiallinen aktiivisuus, taipumus rakeiden kasvuun korkeissa lämpötiloissa ja faasimuutokset hitsausjakson aikana aiheuttavat vaikeuksia titaanin hitsauksessa.

Suurin osa titaanista käytetään ilmailun tarpeisiin ja rakettitekniikkaa ja ja laivanrakennus. Titaania (ferrotitaania) käytetään korkealaatuisten terästen seosaineena ja hapettumisenestoaineena. Teknistä titaania käytetään säiliöiden, kemiallisten reaktorien, putkien, liitososien, pumppujen, venttiilien ja muiden aggressiivisissa ympäristöissä toimivien tuotteiden valmistukseen. Kompaktia titaania käytetään korkeissa lämpötiloissa toimivien sähköisten tyhjiölaitteiden verkkojen ja muiden osien valmistukseen.

Rakennemateriaalina käytettäessä titaani on neljännellä sijalla, toiseksi vain Al:n, Fe:n ja Mg:n jälkeen. Titaanialuminidit ovat erittäin hapettumisen- ja lämmönkestäviä, mikä puolestaan ​​määräsi niiden käytön lento- ja autoteollisuudessa rakennemateriaaleina. Titaanin biologinen turvallisuus tekee siitä erinomaisen materiaalin elintarviketeollisuuteen ja korjaavaan kirurgiaan.

Titaani ja sen seokset ovat löytäneet laajan sovelluksen teknologiassa korkean mekaanisen lujuuden, joka säilyy korkeissa lämpötiloissa, korroosionkestävyyden, lämmönkestävyyden, ominaislujuuden, alhaisen tiheyden ja muiden hyödyllisten ominaisuuksien ansiosta. Titaanin ja sen seosten korkeita kustannuksia kompensoi monissa tapauksissa niiden parempi suorituskyky, ja joissakin tapauksissa ne ovat ainoa materiaali, josta voidaan valmistaa laitteita tai rakenteita, jotka voivat toimia tietyissä olosuhteissa.

Titaaniseokset ovat tärkeässä roolissa lentotekniikassa, jossa ne pyrkivät saamaan kevyimmän rakenteen yhdistettynä tarvittavaan lujuuteen. Titaani on muihin metalleihin verrattuna kevyttä, mutta samalla se voi toimia korkeissa lämpötiloissa. Titaaniseoksia käytetään kotelon, kiinnitysosien, tehosarjan, alustan osien ja erilaisten yksiköiden valmistukseen. Näitä materiaaleja käytetään myös lentokoneiden suihkumoottoreiden rakentamisessa. Tämän avulla voit vähentää niiden painoa 10-25%. Titaaniseoksia käytetään kompressorin levyjen ja siipien, ilmanotto- ja ohjaussiipien osien sekä kiinnikkeiden valmistukseen.

Titaania ja sen seoksia käytetään myös rakettitieteessä. Moottoreiden lyhytkestoisen toiminnan ja ilmakehän tiheiden kerrosten nopean kulkemisen ansiosta rakettitiedettä väsymislujuuden, staattisen kestävyyden ja osittain virumisen ongelmat ovat suurelta osin eliminoituneet.

Riittämättömän korkean lämpölujuutensa vuoksi tekninen titaani ei sovellu käytettäväksi ilmailussa, mutta poikkeuksellisen korkean korroosionkestävyyden vuoksi se on joissain tapauksissa korvaamaton kemianteollisuudessa ja laivanrakennuksessa. Siten sitä käytetään kompressorien ja pumppujen valmistuksessa aggressiivisten väliaineiden, kuten rikki- ja suolahapon ja niiden suolojen pumppaamiseen, putkistoihin, sulkuventtiileihin, autoklaaviin, erityyppisiin astioihin, suodattimiin jne. Vain titaanilla on korroosionkestävyys ympäristöissä, kuten märkä kloori, kloorin vesi- ja happamat liuokset, joten klooriteollisuuden laitteet valmistetaan tästä metallista. Lämmönvaihtimet on valmistettu titaanista ja ne toimivat syövyttävissä ympäristöissä, esimerkiksi typpihapossa (savuton). Laivanrakennuksessa titaania käytetään potkureiden valmistukseen, laivojen, sukellusveneiden, torpedojen jne. Kuoret eivät tartu titaaniin ja sen seoksiin, mikä lisää jyrkästi aluksen vastusta sen liikkuessa.

Titaaniseokset ovat lupaavia käytettäväksi monissa muissa sovelluksissa, mutta niiden leviämistä teknologiassa haittaa titaanin korkea hinta ja niukkuus.

Myös titaaniyhdisteitä on saatu laaja sovellus eri toimialoilla. Titaanikarbidilla on korkea kovuus, ja sitä käytetään leikkaustyökalujen ja hioma-aineiden valmistuksessa. Valkoista titaanidioksidia (TiO2) käytetään maaleissa (kuten titaanivalkoisessa) sekä paperin ja muovin valmistuksessa. Orgaanisia titaaniyhdisteitä (esim. tetrabutoksititaania) käytetään katalyyttinä ja kovettimena kemian- ja maali- ja lakkateollisuudessa. Epäorgaanisia titaaniyhdisteitä käytetään kemian elektroniikka- ja lasikuituteollisuudessa lisäaineina. Titaanidiboridi on tärkeä komponentti erittäin kovissa metallien käsittelyssä. Titaaninitridia käytetään instrumenttien pinnoittamiseen.

Ottaen huomioon titaanin nykyiset korkeat hinnat, sitä käytetään ensisijaisesti sotilasvarusteiden valmistukseen, jossa päärooli ei ole kustannuksilla, vaan tekniset tiedot. Siitä huolimatta tunnetaan tapauksia, joissa titaanin ainutlaatuisia ominaisuuksia käytetään siviilitarpeisiin. Titaanin hintojen laskeessa ja sen tuotannon kasvaessa tämän metallin käyttö sotilas- ja siviilitarkoituksiin laajenee entisestään.

Ilmailu. Titaanin ja sen seosten alhainen ominaispaino ja suuri lujuus (etenkin korkeissa lämpötiloissa) tekevät niistä erittäin arvokkaita lentomateriaaleja. Lentokoneiden rakentamisessa ja lentokoneiden moottoreiden tuotannossa titaani korvaa yhä enemmän alumiinia ja ruostumatonta terästä. Lämpötilan noustessa alumiini menettää nopeasti lujuutensa. Toisaalta titaanilla on selvä etu lujuuden suhteen jopa 430 °C:n lämpötiloissa, ja tämän luokan kohonneita lämpötiloja esiintyy suurilla nopeuksilla aerodynaamisen kuumentamisen vuoksi. Teräksen korvaamisen titaanilla ilmailussa etu on painon aleneminen ilman lujuuden menetystä. Yleinen painon aleneminen ja lisääntynyt suorituskyky korotetuissa lämpötiloissa mahdollistavat lentokoneen hyötykuorman, kantomatkan ja ohjattavuuden lisäämisen. Tämä selittää ponnistelut titaanin käytön laajentamiseksi lentokoneiden rakentamisessa moottoreiden, rungon rakentamisessa, kuorien valmistuksessa ja jopa kiinnittimissä.

Suihkumoottoreiden valmistuksessa titaania käytetään ensisijaisesti kompressorin siipien, turbiinilevyjen ja monien muiden meistettyjen osien valmistukseen. Täällä titaani korvaa ruostumattoman ja lämpökäsiteltävän seosteräksen. Yhden kilon säästäminen moottorin painossa mahdollistaa jopa 10 kg:n säästöä koneen kokonaispainossa kevyemmän rungon ansiosta. Tulevaisuudessa on tarkoitus käyttää titaanilevyjä moottorin polttokammioiden koteloiden valmistukseen.

Lentokonesuunnittelussa titaania käytetään laajalti rungon osissa, jotka toimivat korkeissa lämpötiloissa. Titaanilevyä käytetään kaikenlaisten koteloiden, kaapeleiden suojavaippojen ja ammusten ohjaimien valmistukseen. Erilaisia ​​jäykisteitä, rungon runkoja, ripoja jne. on valmistettu seostetusta titaanista.

Kotelot, läpät, kaapelisuojat ja ammuksen ohjaimet on valmistettu seostamattomasta titaanista. Seostettua titaania käytetään rungon runkojen, runkojen, putkistojen ja paloseinien valmistukseen.

Titaania käytetään yhä enemmän F-86- ja F-100-lentokoneiden valmistuksessa. Jatkossa titaanista valmistetaan laskutelineiden ovia, hydraulijärjestelmän putkistoja, pakoputkia ja suuttimia, särmiä, läppäjä, taittotukia jne.

Titaanista voidaan valmistaa panssarilevyjä, potkurin lapoja ja kuorilaatikoita.

Tällä hetkellä titaania käytetään sotilaslentokoneiden rakentamisessa: Douglas X-3 skinille, Republic F-84F, Curtiss-Wright J-65 ja Boeing B-52.

Titaania käytetään myös DC-7-siviililentokoneiden rakentamisessa. Korvaamalla alumiiniseoksia ja ruostumatonta terästä titaanilla moottorin konepellin ja paloseinien valmistuksessa Douglas-yhtiö on saavuttanut jo noin 90 kg:n säästöjä lentokonerakenteen painossa. Tällä hetkellä titaaniosien paino tässä lentokoneessa on 2%, ja tätä lukua on tarkoitus nostaa 20 prosenttiin lentokoneen kokonaispainosta.

Titaanin käyttö mahdollistaa helikopterien painon vähentämisen. Titaanilevyjä käytetään lattioissa ja ovissa. Helikopterin painon merkittävä pudotus (noin 30 kg) saavutettiin, kun seosteräs korvattiin titaanilla sen roottoreiden siipien peittämiseksi.

Laivasto. Titaanin ja sen seosten korroosionkestävyys tekee niistä erittäin arvokkaan materiaalin merellä. Yhdysvaltain merivoimien ministeriö tekee laajaa tutkimusta titaanin korroosionkestävyydestä savukaasuille, höyrylle, öljylle ja merivedelle. Melkein sama merkitys on myös laivastoasioissa Korkea arvo titaanin ominaislujuus.

Metallin alhainen ominaispaino yhdistettynä korroosionkestävyyteen lisää laivojen ohjattavuutta ja kantamaa sekä alentaa materiaalin huolto- ja korjauskustannuksia.

Titaanin laivastosovelluksia ovat pakoputket sukellusveneiden dieselmoottoreille, instrumenttilevyt ja ohutseinäiset putket lauhduttimille ja lämmönvaihtimille. Asiantuntijoiden mukaan titaani, kuten mikään muu metalli, voi pidentää sukellusveneiden pakokaasuvaimentimien käyttöikää. Kun titaania käytetään suolaveden, bensiinin tai öljyn kanssa kosketuksissa toimivien mittauslaitteiden levyille, titaani tarjoaa paremman kestävyyden. Selvitetään mahdollisuutta käyttää titaania lämmönvaihdinputkien valmistukseen, jonka tulee kestää korroosiota putkia ulkoa pesevässä merivedessä ja samalla vastustaa niiden sisällä virtaavan pakokaasun lauhteen vaikutuksia. Harkitaan mahdollisuutta valmistaa titaanista antenneja ja tutkalaitteistojen komponentteja, joiden edellytetään kestävän savukaasujen ja meriveden vaikutuksia. Titaania voidaan käyttää myös osien, kuten venttiilien, potkureiden, turbiinin osien jne., valmistukseen.

Tykistö. Ilmeisesti suurin mahdollinen titaanin kuluttaja voi olla tykistö, jossa eri prototyyppejä tutkitaan parhaillaan intensiivisesti. Tällä alueella vain yksittäisten osien ja titaanista valmistettujen osien valmistus on kuitenkin standardoitu. Titaanin erittäin rajallinen käyttö tykistössä laajasta tutkimusalasta huolimatta selittyy sen korkeilla kustannuksilla.

Erilaisia ​​tykistökaluston osia tutkittiin siltä kannalta, onko titaanilla mahdollista korvata tavanomaisia ​​materiaaleja, mikäli titaanin hinta laskee. Pääpaino oli osissa, joissa painonsäästö on merkittävä (käsi- ja ilmakuljetettavat osat).

Laastin pohjalevy teräksen sijaan titaania. Tämän vaihdon ja muutaman uudelleentyöstön jälkeen kahdesta puolikkaasta koostuvan teräslevyn sijasta, joiden kokonaispaino oli 22 kg, oli mahdollista luoda yksi 11 kg painava osa. Tämän vaihdon ansiosta voit vähentää määrää huoltohenkilöstö kolmesta ihmisestä kahteen. Mahdollisuutta käyttää titaania aseiden liekinsammuttimien valmistukseen harkitaan.

Titaanista valmistettuja asekiinnikkeitä, vaunujen poikkikappaleita ja rekyylisylintereitä testataan. Titaania voidaan käyttää laajasti ohjattujen ohjusten ja ohjusten valmistuksessa.

Ensimmäiset titaanin ja sen metalliseosten tutkimukset osoittivat mahdollisuuden valmistaa niistä panssarilevyjä. Teräspanssarin (12,7 mm paksu) korvaaminen titaanipanssarilla, jolla on sama ammuksen vastus (16 mm paksu), näiden tutkimusten mukaan painonsäästö on jopa 25 %.

Laadukkaat titaaniseokset antavat toivoa mahdollisuudesta korvata teräslevyt samanpaksuisilla titaanilevyillä, mikä johtaa jopa 44 %:n painonsäästöön. Titaanin teollinen käyttö tarjoaa paremman ohjattavuuden, lisää aseen kuljetusaluetta ja kestävyyttä. Lentoliikenteen nykyinen kehitystaso tekee ilmeisiksi kevyiden panssaroitujen autojen ja muiden titaanista valmistettujen ajoneuvojen edut. Tykistöosasto aikoo varustaa jalkaväen jatkossa titaanista valmistetuilla kypärillä, pistimillä, kranaatinheittimillä ja käsiliekinheittimillä. Titaaniseosta käytettiin ensimmäisen kerran tykistössä joidenkin automaattisten aseiden mäntien valmistukseen.

Kuljetus. Monet titaanin käytön eduista panssaroiduissa ajoneuvoissa koskevat myös ajoneuvoja.

Kuljetusalan yritysten tällä hetkellä kuluttamien rakennemateriaalien korvaaminen titaanilla johtaa polttoaineen kulutuksen vähenemiseen, hyötykuormakapasiteetin kasvuun, kampimekanismien osien väsymisrajan nousuun jne. rautatiet On erittäin tärkeää vähentää kuollutta painoa. Liikkuvan kaluston kokonaispainon merkittävä pieneneminen titaanin käytöstä mahdollistaa pitoa säästäen, mikä pienentää laakereiden ja akselilaatikoiden mittoja.

Paino on tärkeä myös hinattavissa ajoneuvoissa. Myös teräksen korvaaminen titaanilla akseleiden ja pyörien tuotannossa lisäisi hyötykuormitusta.

Kaikki nämä mahdollisuudet voitaisiin toteuttaa alentamalla titaanin hintaa 15:stä 2-3 dollariin titaanipuolivalmisteiden kilolta.

Kemianteollisuus. Kemianteollisuuden laitteiden valmistuksessa metallin korroosionkestävyys on tärkeintä. On myös tärkeää vähentää painoa ja lisätä laitteen lujuutta. Loogisesti pitäisi olettaa, että titaani voisi tarjota useita etuja happojen, emästen ja epäorgaanisten suolojen kuljettamiseen tarkoitettujen laitteiden valmistuksessa. Lisää mahdollisuuksia titaanin käyttöön avautuu laitteiden, kuten säiliöiden, pylväiden, suodattimien ja kaikenlaisten korkeapainesylintereiden valmistuksessa.

Titaaniputkien käyttö voi lisätä kerrointa hyödyllistä toimintaa lämmityspatterit laboratorioautoklaaveissa ja lämmönvaihtimissa. Titaanin soveltuvuus sylintereiden valmistukseen, joissa kaasuja ja nesteitä säilytetään paineen alaisena pitkään, on osoituksena raskaamman lasiputken käyttö palamistuotteiden mikroanalyysissä (näkyy kuvan yläosassa). Ohuen seinämän paksuuden ja pienen ominaispainonsa ansiosta tätä putkea voidaan punnita herkemmille, pienemmille analyyttisille vaakoille. Tässä keveyden ja korroosionkestävyyden yhdistelmä parantaa kemiallisen analyysin tarkkuutta.

Muut sovellukset. Titaanin käyttö on suositeltavaa elintarvike-, öljy- ja sähköteollisuudessa sekä kirurgisten instrumenttien valmistuksessa ja itse kirurgiassa.

Titaanista valmistetut ruoanvalmistus- ja höyrytyspöydät ovat laadultaan terästuotteita parempia.

Öljyn ja kaasun porauskentillä korroosion torjunta on erittäin tärkeää, joten titaanin käyttö mahdollistaa ruostuvien laitteiden tankojen vaihtamisen harvemmin. Katalyyttisessä tuotannossa ja öljyputkien valmistuksessa on toivottavaa käyttää titaania, joka säilyttää mekaaniset ominaisuudet korkeissa lämpötiloissa ja jolla on hyvä korroosionkestävyys.

Sähköteollisuudessa titaania voidaan käyttää kaapeleiden panssarointiin sen hyvän ominaislujuuden, korkean sähkövastuksen ja ei-magneettisten ominaisuuksien ansiosta.

Eri teollisuudenalat alkavat käyttää titaanista valmistettuja kiinnikkeitä. Titaanin käytön laajentaminen edelleen on mahdollista kirurgisten instrumenttien valmistuksessa pääasiassa sen korroosionkestävyyden vuoksi. Titaaniset instrumentit ovat tässä suhteessa parempia kuin tavanomaiset kirurgiset instrumentit, kun niitä keitetään toistuvasti tai autoklavoidaan.

Kirurgian alalla titaani on osoittautunut paremmaksi kuin vitalium ja ruostumattomat teräkset. Titaanin esiintyminen kehossa on melko hyväksyttävää. Titaanilevy ja ruuvit luiden kiinnittämiseen olivat eläimen ruumiissa useita kuukausia ja luu kasvoi ruuvin kierteiden kierteisiin ja levyn reikään.

Titaanin etuna on myös se, että levylle muodostuu lihaskudosta.

Noin puolet maailmassa valmistetuista titaanituotteista lähetetään yleensä siviililentokoneteollisuuteen, mutta sen taantuminen kuuluisien traagisten tapahtumien jälkeen pakottaa monet alan toimijat etsimään uusia titaanin käyttöalueita. Tämä materiaali edustaa ensimmäistä osaa ulkomaisen metallurgisen lehdistön julkaisujen valikoimasta, joka on omistettu titaanin tulevaisuudennäkymiin nykyaikaisissa olosuhteissa. Erään johtavista amerikkalaisista titaaninvalmistajista RT1:n arvioiden mukaan 50-60 tuhatta tonnia vuodessa olevan titaanin kokonaistuotannon kokonaismäärästä maailmanlaajuisesti ilmailu-avaruussegmentin osuus on jopa 40 kulutusta, teollista sovellusta ja sovellusten osuus on 34 ja sotilasalueen osuus 16 , ja noin 10 johtuu titaanin käytöstä kulutustuotteissa. Titaanin teollisiin sovelluksiin kuuluvat kemialliset prosessit, energia, öljy ja kaasu sekä suolanpoistolaitokset. Sotilaallisiin ei-ilmailusovelluksiin kuuluu pääasiassa käyttö tykistössä ja taisteluajoneuvoissa. Aloja, joilla titaania käytetään merkittävästi, ovat autoteollisuus, arkkitehtuuri ja rakentaminen, urheiluvälineet ja korut. Melkein kaikki titaaniharkot valmistetaan Yhdysvalloissa, Japanissa ja IVY-maissa – Euroopan osuus on vain 3,6 maailman kokonaisvolyymista. Alueelliset titaanin loppukäyttömarkkinat vaihtelevat suuresti - useimmat loistava esimerkki Ainutlaatuinen on Japani, jossa siviili-avaruusalan osuus on vain 2-3 ja 30 prosenttia kemiantehtaiden laitteiden ja rakenneosien titaanin kokonaiskulutuksesta. Noin 20 % Japanin kokonaiskysynnästä tulee ydinvoimaloista ja kiinteän polttoaineen voimalaitoksista, loput arkkitehtuurista, lääketieteestä ja urheilusta. Päinvastainen kuva on havaittavissa USA:ssa ja Euroopassa, missä ilmailu- ja avaruusalan kulutus on erittäin tärkeä - 60-75 ja 50-60 kullekin alueelle. Yhdysvalloissa perinteisesti vahvoja loppumarkkinoita ovat kemikaalit, lääkinnälliset laitteet, teollisuuslaitteet, kun taas Euroopassa öljy- ja kaasuteollisuuden sekä rakennusteollisuuden osuus on suurin. Voimakas riippuvuus ilmailuteollisuudesta on ollut pitkään huolenaihe titaaniteollisuudelle, joka yrittää laajentaa titaanin sovelluksia, etenkin kun otetaan huomioon siviili-ilmailun nykyinen taantuma maailmanlaajuisesti. US Geological Surveyn mukaan vuoden 2003 ensimmäisellä neljänneksellä titaanisienen tuonti väheni merkittävästi - vain 1319 tonnia, mikä on 62 tonnia vähemmän kuin 3431 tonnia vuoden 2002 vastaavana ajanjaksona. Suuren amerikkalaisen titaanin valmistajan ja toimittajan Tipen markkinakehitysjohtajan John Barberin mukaan ilmailu- ja avaruusteollisuus tulee aina olemaan yksi johtavista titaanin markkinoista, mutta meidän on kohdattava haaste ja varmistettava, että toimialamme ei seuraa suhdanteita. ilmailualan kasvu ja lasku. Jotkut titaaniteollisuuden johtavista valmistajista näkevät kasvavia mahdollisuuksia olemassa olevilla markkinoilla, joista yksi on merenalaisten laitteiden ja materiaalien markkinat. RT1:n myynti- ja jakelupäällikön Martin Prokon mukaan titaania on käytetty energia- ja merenalaisessa teollisuudessa melko pitkään, 1980-luvun alusta lähtien, mutta vasta viimeisen viiden vuoden aikana nämä alueet ovat kehittyneet tasaisesti vastaavan kasvun myötä. markkinaraolla. Merenalaisessa kasvua ohjaa ensisijaisesti poraus suuremmissa syvyyksissä, joissa titaani on sopivin materiaali. Se on niin sanotusti veden alla elinkaari on viisikymmentä vuotta, mikä on merenalaisten hankkeiden normaali kesto. Alueet, joilla titaanin käyttö todennäköisesti lisääntyy, on jo lueteltu edellä. Kuten amerikkalaisen Howmet Ti-Castin myyntipäällikkö Bob Funnell huomauttaa, Nykyinen tila Markkinat voidaan nähdä kasvavina mahdollisuuksina uusilla alueilla, kuten kuorma-autojen turboahtimien, rakettien ja pumppujen pyörivissä osissa.

Yksi tämän hetkisistä projekteistamme on 155 mm:n kaliiperin BAE Novitzer XM777 -kevyiden tykistöjärjestelmien kehittäminen. Howmet toimittaa 17 28 rakenteellisesta titaanivalusta jokaiseen aseen kiinnitykseen, ja sen toimitusten odotetaan alkavan USMC:n yksiköille elokuussa 2004. Kun aseen kokonaispaino on 9 800 puntaa, noin 4,44 tonnia, titaanin osuus on noin 2 600 paunaa ja noin 1,18 tonnia titaania - käytetään 6A14U-seosta useiden valujen kanssa, sanoo Frank Hrster, BAE 8u81et8 -palon tukijärjestelmien johtaja. Tämä XM777-järjestelmä on tarkoitettu korvaamaan nykyinen M198 Hovitzer -järjestelmä, joka painaa noin 17 000 puntaa (noin 7,71 tonnia). Massatuotantoa suunnitellaan vuosille 2006-2010 - toimitukset suunnitellaan aluksi Yhdysvaltoihin, Isoon-Britanniaan ja Italiaan, mutta ohjelmaa voidaan laajentaa Naton jäsenmaihin. John Barber Timetista huomauttaa, että esimerkkejä sotilasvarusteista, jotka käyttävät merkittäviä määriä titaania suunnittelussaan, ovat Abrams-tankki ja Bradley Fighting Vehicle. Naton, Yhdysvaltojen ja Ison-Britannian yhteinen ohjelma on ollut käynnissä jo kahden vuoden ajan titaanin käytön tehostamiseksi aseissa ja puolustusjärjestelmissä. Kuten useaan otteeseen on todettu, titaani soveltuu erittäin hyvin käytettäväksi autoteollisuudessa, mutta tämän suunnan osuus on varsin vaatimaton - noin 1 titaanin kulutuksen kokonaismäärästä eli 500 tonnia vuodessa italialaisen mukaan. yritys Poggipolini, joka valmistaa titaanisia komponentteja ja osia Formula-1- ja kilpa-moottoripyöriin. Tämän yrityksen tutkimus- ja kehitysosaston johtaja Daniele Stoppolini uskoo, että titaanin kysyntä tällä markkinasegmentillä on tällä hetkellä 500 tonnin tasolla, ja tätä materiaalia käytetään massiivisesti venttiilien, jousien, pakokaasujen suunnittelussa. järjestelmät, voimansiirtoakselit, pultit, voisi mahdollisesti nousta lähes 16 000 tonniin vuodessa. Hän lisäsi, että hänen yrityksensä on vasta alkamassa kehittyä automatisoitu tuotanto titaanipultit tuotantokustannusten alentamiseksi. Hänen mukaansa rajoittavia tekijöitä, joiden vuoksi titaanin käyttö ei ole autoteollisuudessa merkittävästi laajentunut, ovat kysynnän arvaamattomuus ja raaka-aineiden tarjonnan epävarmuus. Samaan aikaan autoteollisuudessa on edelleen suuri potentiaalinen markkinarako titaanille, joka yhdistää optimaaliset paino- ja lujuusominaisuudet kierrejousiin ja pakokaasujen pakojärjestelmiin. Valitettavasti Yhdysvaltojen markkinoilla titaanin laajalle levinneelle käytölle näissä järjestelmissä on ominaista vain melko eksklusiivinen puoliurheilumalli Chevrolet Corvette Z06, joka ei millään tavalla voi väittää olevansa massatuotantoauto. Polttoainetalouden ja korroosionkestävyyden jatkuvien haasteiden vuoksi titaanin näkymät ovat kuitenkin edelleen olemassa. Hyväksyntää varten muilla kuin ilmailu- ja ei-sotilaallisilla markkinoilla sen nimissä perustettiin hiljattain yhteisyritys UNITI, leikki sanalla unity - unity ja Ti - titaanin nimityksellä jaksollisessa taulukossa osana maailman johtavaa titaania. tuottajat - amerikkalainen Allegheny Technologies ja venäläinen VSMPO-Avisma. Kuten uuden yrityksen toimitusjohtaja Karl Moulton sanoi, nämä markkinat suljettiin tarkoituksella pois - aiomme tehdä uusi yritys johtava toimittaja teollisuudenaloilla, jotka käyttävät titaanisia osia ja kokoonpanoja, pääasiassa petrokemian ja energian alalla. Lisäksi aiomme markkinoida aktiivisesti suolanpoistolaitteiden, ajoneuvojen, kuluttajatuotteiden ja elektroniikan alueilla. Uskon, että tuotantolaitoksemme täydentävät toisiaan hyvin - VSMPO:lla on erinomaiset valmiudet lopputuotteiden valmistukseen, Alleghenyllä on erinomaiset perinteet kylmä- ja kuumatitaanivalssattujen tuotteiden valmistuksessa. UNITIn tuotteilla odotetaan olevan 45 miljoonan punnan eli noin 20 411 tonnin osuus maailmanlaajuisista titaanimarkkinoista. Lääketieteellisten laitteiden markkinoita voidaan pitää vakaasti kehittyvänä markkinana - englantilaisen Titanium International Groupin mukaan titaanin vuotuinen pitoisuus eri implanteissa ja proteeseissa on ympäri maailmaa noin 1000 tonnia, ja tämä luku kasvaa, kun leikkauksen mahdollisuudet korvata. ihmisten nivelet lisääntyvät onnettomuuksien tai onnettomuuksien jälkeen Joustavuuden, lujuuden, keveyden, titaanin ilmeisten etujen lisäksi korkein tutkinto yhteensopiva kehon kanssa biologisessa mielessä, koska ihmiskehossa ei ole syöpymistä kudoksiin ja nesteisiin. Hammaslääketieteessä hammasproteesien ja implanttien käyttö on myös jyrkästi lisääntymässä - kolminkertaistunut viimeisen kymmenen vuoden aikana, American Dental Associationin mukaan, mikä johtuu suurelta osin titaanin ominaisuuksista. Vaikka titaanin käyttö arkkitehtuurissa on peräisin yli 25 vuoden takaa, sen laaja käyttö tällä alueella on alkanut vasta viime vuosina. Arabiemiirikuntien Abu Dhabin lentokentän laajennus, joka on määrä valmistua vuonna 2006, käyttää jopa 1,5 miljoonaa puntaa noin 680 tonnia titaania. Varsin paljon erilaisia ​​titaania käyttäviä arkkitehtuuri- ja rakennusprojekteja suunnitellaan toteutettavan paitsi kehittyneiden maiden USA:ssa, Kanadassa, Isossa-Britanniassa, Saksassa, Sveitsissä, Belgiassa, Singaporessa, myös Egyptissä ja Perussa.

Kuluttajatuotteiden markkinasegmentti on tällä hetkellä nopeimmin kasvava segmentti titaanimarkkinoilla. Kun 10 vuotta sitten tämän segmentin osuus titaanimarkkinoista oli vain 1-2, nyt se on kasvanut 8-10:een. Kaiken kaikkiaan titaanin kulutus kulutustuotteissa on kasvanut noin kaksinkertaisesti yleiseen titaanimarkkinoihin verrattuna. Titaanin käyttö urheilussa on kestävintä ja muodostaa suurimman osan titaanisovelluksista kuluttajatuotteissa. Syy titaanin käytön suosioon urheiluvälineissä on yksinkertainen - sen avulla voit saavuttaa paino-lujuussuhteen, joka on parempi kuin mitä tahansa muuta metallia. Titaanin käyttö polkupyörissä alkoi noin 25-30 vuotta sitten ja oli ensimmäinen titaanin käyttö urheiluvälineissä. Ensisijaiset putket ovat Ti3Al-2.5V ASTM Grade 9. Muita titaaniseoksesta valmistettuja osia ovat jarrut, ketjupyörät ja istuinjouset. Titaanin käyttö golfmailojen valmistuksessa alkoi 80-luvun lopulla ja 90-luvun alussa Japanin mailojen valmistajien toimesta. Vuoteen 1994-1995 asti tämä titaanin käyttö oli käytännössä tuntematon Yhdysvalloissa ja Euroopassa. Tilanne muuttui, kun Callaway esitteli Ruger Titanium -valmisteen titaaniputterin nimeltä Great Big Bertha. Ilmeisten etujen ja Callawayn hyvin harkitun markkinoinnin ansiosta titaaniseurat saavuttivat välittömästi valtavan suosion. Lyhyessä ajassa titaaniseipat ovat muuttuneet pienen golfaajaryhmän eksklusiivisista ja kalliista laitteista useimpien golfaajien laajaan käyttöön, vaikka ne ovat edelleen kalliimpia kuin teräsmailat. Haluaisin mainita mielestäni tärkeimmät golfmarkkinoiden kehitystrendit, jotka ovat nousseet korkean teknologian tasolta massatuotantoon lyhyessä 4-5 vuodessa seuraten muiden korkeatyövoimaisten alojen polkua. kustannukset, kuten vaatteiden, lelujen ja kulutuselektroniikan tuotanto; golfmailojen tuotanto on mennyt halvimman työvoiman maihin ensin Taiwaniin, sitten Kiinaan, ja nyt tehtaita rakennetaan maihin, joissa on vielä halvempaa työvoimaa, kuten Vietnam ja Thaimaan titaania käytetään ehdottomasti kuljettajiin, missä sen ylivoimaiset ominaisuudet tarjoavat selkeän edun ja oikeuttavat korkeamman hinnan. Titaani ei kuitenkaan ole vielä löytänyt kovin laajaa käyttöä myöhemmissä mailoissa, koska huomattavaa kustannusten nousua ei ole vastannut vastaavan pelin parannukseen. Tällä hetkellä ohjaimet valmistetaan pääasiassa taotuilla iskupintaisilla, taotuilla tai valetuilla yläosilla ja valettu pohja.Ammattigolfliiton ROA on äskettäin sallinut ns. paluukertoimen ylärajan korotuksen, jonka yhteydessä kaikki mailojen valmistajat pyrkivät lisäämään iskupinnan jousiominaisuuksia. Tätä varten on tarpeen vähentää iskupinnan paksuutta ja käyttää siihen vahvempia metalliseoksia, kuten SP700, 15-3-3-3 ja VT-23. Katsotaanpa nyt titaanin ja sen seosten käyttöä muissa urheiluvälineissä. Kilpapyörien putket ja muut osat on valmistettu ASTM Grade 9 Ti3Al-2.5V seoksesta. Sukellusveitsien valmistuksessa käytetään yllättävän paljon titaanilevyä. Useimmat valmistajat käyttävät Ti6Al-4V-seosta, mutta tämä seos ei tarjoa muiden vahvempien seosten reunakestävyyttä. Jotkut valmistajat ovat siirtymässä käyttämään VT23-seosta.

Titaanista valmistettujen sukellusveitsien vähittäismyyntihinta on noin 70–80 dollaria. Valetut titaanihevosenkengät vähentävät merkittävästi painoa teräkseen verrattuna, mutta tarjoavat silti tarvittavan lujuuden. Valitettavasti tämä titaanin käyttö ei toteutunut, koska titaanihevosenkengät kipintivät ja pelottivat hevosia. Harva suostuu käyttämään titaanihevosenkenkiä ensimmäisten epäonnistuneiden kokemusten jälkeen. Titanium Beach -yritys, joka sijaitsee Newport Beachissä, Kaliforniassa, Newport Beachissä, Kaliforniassa, on kehittänyt luistinteriä, jotka on valmistettu Ti6Al-4V-seoksesta. Valitettavasti terän reunojen kestävyys on jälleen ongelma tässä. Mielestäni tällä tuotteella on mahdollisuus elää, jos valmistajat käyttävät vahvempia metalliseoksia, kuten 15-3-3-3 tai VT-23. Titaania käytetään erittäin laajalti vuorikiipeilyssä ja matkailussa lähes kaikissa tavaroissa, joita kiipeilijät ja turistit kantavat repuissaan: pullot, kupit vähittäismyyntihinta 20–30 dollaria, ruoanlaittosarjat vähittäismyyntihinta noin 50 dollaria, astiasto, joka on valmistettu enimmäkseen kaupallisesti puhtaasta titaanista, luokissa 1 ja 2. Muita esimerkkejä vuorikiipeily- ja retkeilyvarusteista ovat kompaktit uunit, telttapylväät ja -telineet, jääkirjeet ja jääruuvit. Asevalmistajat ovat hiljattain alkaneet tuottaa titaanisia pistooleja sekä urheiluammuntaan että lainvalvontatarkoituksiin.

Kulutuselektroniikka on melko uusi ja nopeasti kasvava markkina-alue titaanille. Monissa tapauksissa titaanin käyttöä kulutuselektroniikassa ohjaa paitsi sen erinomaiset ominaisuudet, myös tuotteiden houkutteleva ulkonäkö. Kaupallisesti puhdasta Grade 1 titaania käytetään kannettavien tietokoneiden, matkapuhelimien, plasma-taulutelevisioiden ja muiden elektronisten laitteiden koteloiden valmistukseen. Titaanin käyttö kaiuttimien valmistuksessa tarjoaa paremmat akustiset ominaisuudet johtuen titaanin keveydestä teräkseen verrattuna, mikä lisää akustista herkkyyttä. Titaanikellot, jotka japanilaiset valmistajat toivat markkinoille ensimmäisen kerran, ovat nyt yksi edullisimmista ja tunnetuimmista kuluttajatitaanituotteista. Maailman titaanin kulutus perinteisten ja niin sanottujen vartalokorujen valmistuksessa mitataan useissa kymmenissä tonneissa. Yhä useammin löydät titaania hääsormukset, ja tietysti ihmiset, jotka pitävät koruja vartalollaan, ovat yksinkertaisesti velvollisia käyttämään titaania. Titaania käytetään laajalti merikiinnikkeiden ja liitosten valmistuksessa, jossa korkean korroosionkestävyyden ja lujuuden yhdistelmä on erittäin tärkeä. Los Angelesissa sijaitseva Atlas Ti valmistaa laajan valikoiman näitä tuotteita VTZ-1-seoksesta. Titaanin käyttö työkalujen valmistuksessa alkoi Neuvostoliitossa ensimmäisen kerran 80-luvun alussa, jolloin hallituksen ohjeiden mukaan tehtiin kevyitä ja käteviä työkaluja helpottamaan työntekijöiden työtä. Neuvostoliiton titaanituotannon jättiläinen Verkhne-Salda Metal Processing Production Association tuotti tuolloin titaanilapioita, naulanvetäjiä, vääntötankoja, kirvejä ja avaimia.

Myöhemmin japanilaiset ja amerikkalaiset työkaluvalmistajat alkoivat käyttää titaania tuotteissaan. Vähän aikaa sitten VSMPO teki sopimuksen Boeingin kanssa titaanilevyjen toimittamisesta. Tällä sopimuksella oli epäilemättä erittäin myönteinen vaikutus titaanituotannon kehitykseen Venäjällä. Titaania on käytetty laajasti lääketieteessä useiden vuosien ajan. Edut - lujuus, korroosionkestävyys ja mikä tärkeintä, jotkut ihmiset ovat allergisia nikkelille tarvittava komponentti ruostumattomat teräkset, kun taas kukaan ei ole allerginen titaanille. Käytetyt seokset ovat kaupallisesti puhdasta titaania ja Ti6-4Eliä. Titaania käytetään kirurgisten instrumenttien, sisäisten ja ulkoisten proteesien valmistuksessa, mukaan lukien kriittiset, kuten esim. sydämen läppä. Kaivosauvat ja pyörätuolit on valmistettu titaanista. Titaanin käyttö taiteessa juontaa juurensa vuoteen 1967, jolloin Moskovaan pystytettiin ensimmäinen titaanimonumentti.

SISÄÄN tällä hetkellä lähes kaikille mantereille pystytettiin huomattava määrä titaanimonumentteja ja -rakennuksia, mukaan lukien sellaisia ​​kuuluisia kuin Guggenheim-museo, jonka arkkitehti Frank Gehry rakensi Bilbaoon. Taide-ihmiset pitävät materiaalista todella sen värin vuoksi, ulkomuoto, lujuus ja korroosionkestävyys. Näistä syistä titaania käytetään matkamuistoissa ja pukukoruissa, joissa se kilpailee menestyksekkäästi jalometallien, kuten hopean ja jopa kullan kanssa. Kuten eräässä titaania käsittelevässä julkaisussa on jo todettu, yksi tärkeimmistä syistä titaanin läpimurron hidastamiseen laajalle alueelle markkinat ovat sen korkeat kustannukset. Kuten RTI:n Martin Proko huomauttaa, Yhdysvalloissa keskiverto Hinta titaanisieni on 3,80 kilolta, Venäjällä 3,20 kilolta. Lisäksi metallin hinta on erittäin riippuvainen kaupallisen ilmailuteollisuuden syklisyydestä. Monien hankkeiden kehitys voi nopeutua jyrkästi, jos löydetään keinoja alentaa titaanin tuotannon ja käsittelyn, romun käsittely- ja sulatustekniikoiden kustannuksia, toteaa Markus Holz, saksalaisen Deutshe Titanin toimitusjohtaja. British Titaniumin edustaja on samaa mieltä siitä, että korkeat tuotantokustannukset vaikeuttavat titaanituotteiden laajentamista, ja monia parannuksia on tehtävä ennen kuin titaani voidaan ottaa massatuotantoon. nykyaikaiset tekniikat.

Yksi askel tähän suuntaan on ns. FFC-prosessin kehittäminen, joka on uusi elektrolyyttinen prosessi titaanimetallin ja -seosten valmistamiseksi, jonka kustannukset ovat huomattavasti alhaisemmat. Daniele Stoppolinin mukaan titaaniteollisuuden kokonaisstrategia edellyttää kullekin uudelle markkina-alueelle sopivimpien metalliseosten, tuotantotekniikoiden kehittämistä ja titaanin sovellusta.

Lähteet

Wikipedia – vapaa tietosanakirja, Wikipedia

metotech.ru - Metotekniikka

housetop.ru - Talon alkuun

atomsteel.com – Atom Technology

domremstroy.ru - DomRemStroy

Suurin osa titaanista käytetään ilmailu- ja rakettiteknologian sekä laivanrakennuksen tarpeisiin. Sitä, samoin kuin ferrotitaania, käytetään korkealaatuisten terästen seosaineena ja hapettumisenestoaineena. Teknistä titaania käytetään säiliöiden, kemiallisten reaktorien, putkien, liitososien, pumppujen, venttiilien ja muiden aggressiivisissa ympäristöissä toimivien tuotteiden valmistukseen. Kompaktia titaania käytetään korkeissa lämpötiloissa toimivien sähköisten tyhjiölaitteiden verkkojen ja muiden osien valmistukseen.

Rakennemateriaalina käytettäessä Ti on 4. sijalla, toiseksi vain Al:n, Fe:n ja Mg:n jälkeen. Titaanialuminidit ovat erittäin hapettumisen- ja lämmönkestäviä, mikä puolestaan ​​määräsi niiden käytön lento- ja autoteollisuudessa rakennemateriaaleina. Tämän metallin biologinen vaarattomuus tekee siitä erinomaisen materiaalin elintarviketeollisuuteen ja korjaavaan kirurgiaan.

Titaania ja sen seoksia käytetään laajalti tekniikassa niiden korkean mekaanisen lujuuden, joka säilyy korkeissa lämpötiloissa, korroosionkestävyyden, lämmönkestävyyden, ominaislujuuden, alhaisen tiheyden ja muiden hyödyllisten ominaisuuksien vuoksi. Tämän metallin ja siihen perustuvien materiaalien korkeita kustannuksia monissa tapauksissa kompensoi niiden parempi suorituskyky, ja joissain tapauksissa ne ovat ainoa raaka-aine, josta voidaan valmistaa laitteita tai rakenteita, jotka voivat toimia näissä erityisolosuhteissa.

Titaaniseokset ovat tärkeässä roolissa lentotekniikassa, jossa ne pyrkivät saamaan kevyimmän rakenteen yhdistettynä tarvittavaan lujuuteen. Ti on muihin metalleihin verrattuna kevyt, mutta voi samalla toimia korkeissa lämpötiloissa. Ti-pohjaisia ​​materiaaleja käytetään kotelon, kiinnitysosien, tehosarjan, alustan osien ja erilaisten yksiköiden valmistukseen. Näitä materiaaleja käytetään myös lentokoneiden suihkumoottoreiden rakentamisessa. Tämän avulla voit vähentää niiden painoa 10-25%. Titaaniseoksia käytetään kompressorin levyjen ja siipien, moottoreiden ilmanotto- ja ohjaimien osien sekä erilaisten kiinnikkeiden valmistukseen.

Toinen sovellusalue on raketti. Moottoreiden lyhytkestoisen toiminnan ja ilmakehän tiheiden kerrosten nopean kulkemisen ansiosta rakettitiedettä väsymislujuuden, staattisen kestävyyden ja osittain virumisen ongelmat ovat suurelta osin eliminoituneet.

Riittämättömän korkean lämpölujuutensa vuoksi tekninen titaani ei sovellu käytettäväksi ilmailussa, mutta poikkeuksellisen korkean korroosionkestävyyden vuoksi se on joissain tapauksissa korvaamaton kemianteollisuudessa ja laivanrakennuksessa. Siten sitä käytetään kompressorien ja pumppujen valmistuksessa aggressiivisten väliaineiden, kuten rikki- ja suolahapon ja niiden suolojen pumppaamiseen, putkistoihin, sulkuventtiileihin, autoklaaviin, erityyppisiin astioihin, suodattimiin jne. Vain Ti:llä on korroosionkestävyys ympäristöissä, kuten märkä kloori, kloorin vesi- ja happamat liuokset, joten klooriteollisuuden laitteet valmistetaan tästä metallista. Sitä käytetään myös syövyttävissä ympäristöissä toimivien lämmönvaihtimien valmistukseen, esimerkiksi typpihappo (savuton). Laivanrakennuksessa titaania käytetään potkureiden valmistukseen, laivojen, sukellusveneiden, torpedojen jne. Kuoret eivät tartu tähän materiaaliin, mikä lisää jyrkästi aluksen vastusta sen liikkuessa.

Titaaniseokset ovat lupaavia käytettäväksi monissa muissa sovelluksissa, mutta niiden leviämistä teknologiassa haittaavat tämän metallin korkeat kustannukset ja riittämätön runsaus.

Titaaniyhdisteitä käytetään myös laajasti eri teollisuudenaloilla. Karbidilla (TiC) on korkea kovuus, ja sitä käytetään leikkaustyökalujen ja hioma-aineiden valmistuksessa. Valkoista dioksidia (TiO2) käytetään maaleissa (esim. titaanivalkoinen) sekä paperin ja muovin valmistuksessa. Orgaanisia titaaniyhdisteitä (esim. tetrabutoksititaania) käytetään katalyyttinä ja kovettimena kemian- ja maali- ja lakkateollisuudessa. Epäorgaanisia Ti-yhdisteitä käytetään kemian elektroniikka- ja lasikuituteollisuudessa lisäaineina. Diboridi (TiB 2) on tärkeä komponentti erittäin kovissa metallien työstömateriaalissa. Nitridia (TiN) käytetään työkalujen pinnoittamiseen.

Ohjeet

Titaanin löytö on merkittävä siinä mielessä, että sen "vanhemmat" ovat kaksi tiedemiestä kerralla - brittiläinen W. Gregor ja saksalainen M. Klaproth. Ensimmäinen, jo vuonna 1791, suoritti tutkimusta magneettisen rautapitoisen hiekan koostumuksesta, jonka seurauksena eristettiin tähän asti tuntematon metalli. Ja vuonna 1795 Klaproth suoritti tieteellistä tutkimusta rutiilin mineraalista ja hankki myös jonkinlaista metallia. Kymmenen vuotta myöhemmin ranskalainen L. Vauquelin hankki itse titaania ja osoitti, että aiemmat metallit olivat identtisiä.

Tiedemies J. Ya. Berzelius sai täyden näytteen kemiallisesta alkuaineesta vuonna 1825, mutta sitä pidettiin silloin erittäin saastuneena, ja kaksi hollantilaista, A. van Arkel ja I. de Boer, pystyivät saamaan puhdasta titaania.

Titaani on 10. luonnossa esiintyvin kemiallinen alkuaine koko jaksollisessa järjestelmässä. Sitä löytyy maankuoresta, merivedestä, ultramafisista kivistä, savimaasta ja liuskeesta. Alkuaine siirtyy sään vaikutuksesta, minkä jälkeen titaanipitoisuudet muodostuvat suuria pitoisuuksia titaaniin. Tätä kemiallista alkuainetta sisältävät mineraalit ovat rutiili, ilmeniitti, titanomagnetiitti, perovskiitti, titaniitti ja myös primääriset titaanimalmit. Kiinaa ja Venäjää pidetään alkuaineen tuotannon johtajina, mutta sen varoja löytyy myös Ukrainasta, Japanista, Australiasta, Kazakstanista, Etelä-Korea, Intia, Brasilia ja Ceylon. Vuonna 2013 maailmanlaajuinen titaanituotanto oli 4,5 miljoonaa tonnia.

Titaani sulaa 1660 celsiusasteen lämpötilassa, kiehuu 3260 asteessa, sen tiheys on 4,32-4,505 g/cm3. Kemiallinen elementti on melko muovinen ja hitsattu inertissä ilmakehässä; se on erittäin viskoosi ja altis tarttumaan leikkuutyökaluun, minkä vuoksi Tämä prosessi suoritetaan vain erityistä voiteluainetta käytettäessä. Titaanipölyä pidetään räjähtävänä 400 celsiusasteen leimahduspisteessä, ja metallilastut ovat palovaarallisia.

Titaani kestää progressiivista korroosiota sekä happojen ja emästen liuoksia. Tiedetään myös, että jos elementti kuumennetaan Celsiukseen, se alkaa palaa erittäin kirkkaalla valkoisella liekillä ja muodostaa oksidifaaseja. Altistuessaan vedylle, alumiinille ja piille titaani muuttuu osittain titaanitrikloridiksi ja titaanidikloridiksi, jotka ovat kiinteitä aineita, joilla on voimakkaita pelkistäviä ominaisuuksia.

Teollisuus, jolla titaania käytetään, ovat metallurgia ja valu, joissa tästä kemiallisesta elementistä valmistetaan korkealujuisia reaktoreita, putkia, liittimiä, lääketieteellisiä laitteita (instrumentteja ja proteeseja) ja paljon muuta. On myös mielenkiintoista, että Moskovan samannimisellä aukiolla oleva Juri Gagarinin muistomerkki on osittain valmistettu titaanista.

Brittiläinen kemisti pastori William Gregor, joka löysi sen vuonna 1791, nimesi titaanin alun perin "gregoriittiksi". Saksalainen kemisti M. H. Klaproth löysi sitten itsenäisesti titaanin vuonna 1793. Hän nimesi sen titaaniksi kreikkalaisen mytologian titaanien mukaan - "luonnollisen voiman ruumiillistuma". Vasta vuonna 1797 Klaproth huomasi, että hänen titaaninsa oli Gregorin aiemmin löytämä alkuaine.

Ominaisuudet ja ominaisuudet

Titaani on kemiallinen alkuaine, jonka symboli on Ti ja atominumero 22. Se on kiiltävä metalli, jolla on hopeanhohtoinen väri, pieni tiheys ja korkea lujuus. Se kestää korroosiota merivedessä ja kloorissa.

Elementti esiintyy useissa maankuoressa ja litosfäärissä laajalle levinneissä mineraaliesiintymissä, pääasiassa rutiilissa ja ilmeniitissä.

Titaania käytetään vahvojen kevyiden metalliseosten valmistukseen. Metallin kaksi hyödyllisintä ominaisuutta ovat korroosionkestävyys ja sen kovuus-tiheyssuhde, korkein kaikista metallielementeistä. Seostamattomassa tilassaan tämä metalli on yhtä vahvaa kuin jotkut teräkset, mutta vähemmän tiheä.

Metallin fysikaaliset ominaisuudet

Tämä on kestävä metalli pienitiheys, melko muovinen (erityisesti hapettomassa ympäristössä), kiiltävä ja metalloidivalkoinen. Sen suhteellisen korkea sulamispiste, yli 1650 °C (tai 3000 °F), tekee siitä käyttökelpoisen tulenkestävänä metallina. Se on paramagneettinen ja sillä on melko alhainen sähkön- ja lämmönjohtavuus.

Mohsin asteikolla titaanin kovuus on 6. Tämän indikaattorin mukaan se on hieman huonompi kuin karkaistu teräs ja volframi.

Kaupallisesti puhtaan (99,2 %) titaanin murtolujuus on noin 434 MPa, mikä on samanlainen kuin tavalliset matalalaatuiset terässeokset, mutta titaani on paljon kevyempää.

Titaanin kemialliset ominaisuudet

Kuten alumiini ja magnesium, titaani ja sen seokset hapettuvat välittömästi joutuessaan alttiiksi ilmalle. Se reagoi hitaasti veden ja ilman kanssa ympäristön lämpötiloissa, koska se muodostaa passiivisen oksidipinnoitteen, joka suojaa bulkkimetallia lisähapettumiselta.

Ilmakehän passivointi antaa titaanille erinomaisen korroosionkestävyyden, joka vastaa lähes platinaa. Titaani pystyy vastustamaan laimeiden rikki- ja kloorivetyhappojen, kloridiliuosten ja useimpien orgaanisten happojen hyökkäystä.

Titaani on yksi harvoista alkuaineista, jotka palavat puhtaassa typessä ja reagoivat 800 °C:ssa (1470 °F) muodostaen titaaninitridia. Koska titaanifilamentit reagoivat hyvin hapen, typen ja joidenkin muiden kaasujen kanssa, niitä käytetään titaanisublimaatiopumpuissa näiden kaasujen absorboijana. Nämä pumput ovat edullisia ja tuottavat luotettavasti erittäin alhaisia ​​paineita ultrakorkeassa alipainejärjestelmissä.

Yleisiä titaania sisältäviä mineraaleja ovat anataasi, brookiitti, ilmeniitti, perovskiitti, rutiili ja titaniitti (sfeeni). Näistä mineraaleista vain rutiili ja ilmeniitti ovat taloudellisesti tärkeitä, mutta niitäkin on vaikea löytää korkeina pitoisuuksina.

Titaania löytyy meteoriiteista ja sitä on löydetty auringosta ja M-tyypin tähdistä, joiden pintalämpötila on 3200 °C (5790 °F).

Tällä hetkellä tunnetut menetelmät titaanin uuttamiseksi eri malmeista ovat työvoimavaltaisia ​​ja kalliita.

Tuotanto ja valmistus

Tällä hetkellä noin 50 titaania ja titaaniseoksia on kehitetty ja käytetty. Nykyään titaanimetallien ja -seosten luokkaa on 31, joista luokat 1–4 ovat kaupallisesti puhtaita (seostamattomia). Niiden vetolujuus eroaa happipitoisuudesta riippuen: luokka 1 on sitkein (pienin vetolujuus 0,18 % happea) ja luokka 4 vähiten sitkeä (korkein vetolujuus 0,40 % happea).

Loput luokat ovat seoksia, joista jokaisella on erityisiä ominaisuuksia:

• muovi;
• vahvuus;
• kovuus;
• sähkövastus;
• ominaiskorroosionkestävyys ja niiden yhdistelmät.

Näiden eritelmien lisäksi titaaniseoksia valmistetaan myös täyttämään ilmailu- ja sotilasvaatimukset (SAE-AMS, MIL-T), ISO-standardit ja maakohtaiset spesifikaatiot sekä loppukäyttäjien ilmailu-, sotilas-, lääketieteellinen ja teollisuusvaatimukset. sovellukset.

Kaupallisesti puhdas litteä tuote (levy, laatta) voidaan muodostaa helposti, mutta työstössä on otettava huomioon se, että metallilla on "muisti" ja taipumus pomppia takaisin. Tämä koskee erityisesti joitain erittäin lujia metalliseoksia.

Titaania käytetään usein metalliseosten valmistukseen:

• alumiinilla;
• vanadiinilla;
• kuparilla (karkaisuun);
• raudan kanssa;
• mangaanin kanssa;
• molybdeenin ja muiden metallien kanssa.

Käyttöalueet

Titaaniseokset levy-, levy-, tanko-, lanka- ja valumuodossa löytävät sovelluksia teollisuus-, ilmailu-, vapaa-ajan ja kehittyvillä markkinoilla. Jauhettua titaania käytetään pyrotekniikassa kirkkaiden palavien hiukkasten lähteenä.

Koska titaaniseoksilla on korkea vetolujuus-tiheyssuhde, korkea korroosionkestävyys, väsymiskestävyys, korkea halkeamiskestävyys ja kyky kestää kohtalaisen korkeita lämpötiloja, niitä käytetään lentokoneissa, panssarihaarnoissa, laivaston aluksissa, avaruusaluksissa ja ohjuksissa.

Näissä sovelluksissa titaaniin seostetaan alumiinia, zirkoniumia, nikkeliä, vanadiinia ja muita elementtejä erilaisten komponenttien tuottamiseksi, mukaan lukien kriittiset rakenneosat, palomuurit, laskutelineet, pakoputket (helikopterit) ja hydraulijärjestelmät. Itse asiassa noin kaksi kolmasosaa tuotetusta titaanimetallista käytetään lentokoneiden moottoreissa ja rungoissa.

Koska titaaniseokset kestävät korroosiota merivettä, niitä käytetään potkuriakseleissa, lämmönvaihtimen takiloissa jne. Näitä seoksia käytetään tieteen ja armeijan valtamerten valvonta- ja valvontalaitteiden koteloissa ja komponenteissa.

Tiettyjä metalliseoksia käytetään öljy- ja kaasulähteissä sekä nikkelihydrometallurgiassa niiden suuren lujuuden vuoksi. Massa- ja paperiteollisuus käyttää titaania prosessilaitteissa, jotka ovat alttiina aggressiivisille ympäristöille, kuten natriumhypokloriitti tai märkä kloorikaasu (valkaisussa). Muita käyttökohteita ovat ultraäänihitsaus, aaltojuotto.

Lisäksi näitä seoksia käytetään autosovelluksissa, erityisesti auto- ja moottoripyöräkilpailuissa, joissa alhainen paino, korkea lujuus ja jäykkyys ovat välttämättömiä.

Titaania käytetään monissa urheiluvälineissä: tennismailat, golfmailat, lacrosse-akselit; kriketti-, jääkiekko-, lacrosse- ja jalkapallokypärät sekä polkupyörän rungot ja komponentit.

Kestävyyden ansiosta titaanista on tullut suositumpi suunnittelijakoruissa (erityisesti titaanisormuksissa). Sen inertiteetti tekee siitä hyvän valinnan allergikoille tai niille, jotka käyttävät koruja ympäristöissä, kuten uima-altaissa. Titaanista seostetaan myös kultaa metalliseoksen valmistamiseksi, joka voidaan myydä 24 karaatin kultana, koska 1 % Ti-seostettua ei riitä vaatimaan huonompaa laatua. Tuloksena oleva seos on suunnilleen 14 karaatin kullan kovuus ja vahvempi kuin puhdas 24 karaatin kulta.

Varotoimenpiteet

Titaani on myrkytöntä jopa suurina annoksina. Olipa kyseessä jauhe- tai metalliviilaus, se aiheuttaa vakavan palovaaran ja ilmassa kuumennettaessa räjähdysvaaran.

Titaaniseosten ominaisuudet ja sovellukset

Alla on yleiskatsaus yleisimmin löydetyistä titaaniseoksista luokkiin jaoteltuina, niiden ominaisuuksista, eduista ja teollisista sovelluksista.

7. luokka

Grade 7 vastaa mekaanisesti ja fysikaalisesti luokan 2 puhdasta titaania, paitsi että siihen on lisätty palladiumia, mikä tekee siitä metalliseoksen. Sillä on erinomainen hitsattavuus ja elastisuus, kaikista tämän tyyppisistä seoksista korkein korroosionkestävyys.

Luokka 7 on käytössä kemiallisia prosesseja ja tuotantolaitteiden komponentit.

Luokka 11

Luokka 11 on hyvin samanlainen kuin luokka 1, lukuun ottamatta palladiumin lisäystä korroosionkestävyyden parantamiseksi, mikä tekee siitä metalliseoksen.

Muita hyödyllisiä ominaisuuksia optimaalinen sitkeys, lujuus, sitkeys ja erinomainen hitsattavuus. Tätä seosta voidaan käyttää erityisesti sovelluksissa, joissa korroosio on ongelma:

• kemiallinen käsittely;
• kloraattien tuotanto;
• suolanpoisto;
• merisovelluksia.

Ti 6Al-4V, luokka 5

Ti 6Al-4V -seos tai luokan 5 titaani on yleisimmin käytetty. Sen osuus titaanin kokonaiskulutuksesta maailmanlaajuisesti on 50 prosenttia.

Helppokäyttöisyys piilee sen monissa eduissa. Ti 6Al-4V voidaan lämpökäsitellä sen lujuuden lisäämiseksi. Tällä seoksella on korkea lujuus ja pieni paino.

Tämä on paras seos käytettäväksi useilla toimialoilla, kuten ilmailu-, lääketieteellinen, meri- ja kemianteollisuus. Sitä voidaan käyttää luomaan:

• lentokoneiden turbiinit;
• moottorin osat;
• lentokoneiden rakenneosat;
• ilmailun kiinnikkeet;
• korkean suorituskyvyn automaattiset osat;
• urheiluväline.

Ti 6AL-4V ELI, luokka 23

Luokka 23 - kirurginen titaani. Ti 6AL-4V ELI metalliseos tai luokka 23 on Ti 6Al-4V:n puhtaampi versio. Se voidaan valmistaa rullista, langoista, langoista tai litteistä lankoista. Se on paras valinta mihin tahansa tilanteeseen, jossa vaaditaan suurta lujuutta, keveyttä, hyvää korroosionkestävyyttä ja suurta sitkeyttä. Sillä on erinomainen vaurionkestävyys.

Sitä voidaan käyttää biolääketieteellisissä sovelluksissa, kuten implantoitavissa komponenteissa sen bioyhteensopivuuden ja hyvän väsymiskestävyyden ansiosta. Sitä voidaan käyttää myös kirurgiset toimenpiteet tällaisten rakenteiden valmistukseen:

• ortopediset tapit ja ruuvit;
• ligatuuripuristimet;
• kirurgiset niitit;
• jouset;
• ortodontiset laitteet;
• kryogeeniset astiat;
• luun kiinnityslaitteet.

12. luokka

Titaanilaadulla 12 on erinomainen korkealaatuinen hitsattavuus. Se on erittäin luja metalliseos, joka tarjoaa hyvän lujuuden korkeissa lämpötiloissa. Luokan 12 titaanilla on samanlaiset ominaisuudet kuin 300-sarjan ruostumattomilla teräksillä.

Sen kyky muodostaa eri tavoilla tekee siitä hyödyllisen monissa sovelluksissa. Seoksen korkea korroosionkestävyys tekee siitä myös korvaamattoman käyttökelpoisen valmistuslaitteiden valmistuksessa. Luokkaa 12 voidaan käyttää seuraavilla toimialoilla:

• lämmönvaihtimet;
• hydrometallurgiset sovellukset;
• kemiallinen tuotanto kohonnut lämpötila;
• meri- ja ilmakomponentit.

Ti5Al-2,5Sn

Ti 5Al-2.5Sn on seos, joka voi tarjota hyvän hitsattavuuden ja vastuksen. Sillä on myös korkea lämpötilakestävyys ja korkea lujuus.

Ti 5Al-2,5Sn:ää käytetään pääasiassa ilmailualalla ja myös kryogeenisissä sovelluksissa.