Свойства титана

Свойства титана, которые представляют собой сочетание высокой прочности, жесткости, ударной вязкости, низкой плотности и хорошей коррозионной стойкости, обеспечиваемой различными титановыми сплавами при очень низких и повышенных температурах, позволяют снизить вес в аэрокосмических конструкциях и других высокопроизводительных процессах.

Свойства Титана
Титан в таблице Менделеева

Определение: Титан — Titanium (Ti)

Титан — это металл группы олова периодической таблицы Менделеева, который по многим своим свойствам напоминает железо. Хотя титан является четвертым металлом по распространенности в земной коре, его трудно извлечь из руд из-за его необычайно высокой реакционной способности при повышенных температурах.

Определение титана описывает серебристо-серый металл, который является химическим элементом в периодической таблице элементов. Позиция таблицы Менделеева титана находится в периоде 4 периода.

Группа 4 (IVб), переходные металлы. Символ титана или аббревиатура титана в периодической таблице — Ti.

Является ли титан соединением? Титан не соединение, а элемент таблицы Менделеева. Элементы определяются как вещества, которые нельзя разложить на более простые вещества с помощью химии. Напротив, соединения определяются как вещества, образованные химической связью двух или более химических элементов.

Титан широко распространен в земной коре, и примерно 0,44% земной коры состоит из титана. Титан чаще всего встречается в природе в форме его руд, ильменита и рутила. Однако соединения титана в той или иной степени обнаруживаются во всех горных породах, почве и живых существах.

Титан находится в середине периодической таблицы. Периодическая таблица представляет собой диаграмму, которая показывает, как химические элементы связаны друг с другом. Титан является переходным металлом и входит в группу 4 (IVB).

СИМВОЛ
Ti

АТОМНЫЙ НОМЕР
22

АТОМНАЯ МАССА
47,88

СЕМЕЙСТВО
Группа 4 (IVB)
Переходный металл

Титан был одним из первых элементов, открытых современными химиками. Период «современной» химии начинается после середины восемнадцатого века. Этот период выбран потому, что впервые были разработаны основные понятия современной химии.

Титан был открыт английским священником Уильямом Грегором (1761-1817). Грегор изучал минералы в качестве хобби. Он не считал себя химиком, и все же его исследования привели к открытию титана.

Диоксид титана или рутил (Ti02) и титанат железа или ильменит (FeTiO3) являются основными источниками металла. В настоящее время титан получают путем хлорирования руды в присутствии углерода при высокой температуре с образованием TiCl, который затем восстанавливается расплавленным магнием с образованием MgCl2 и титана.

Полученный губчатый титан разделяют на мелкие частицы (на стружку) путем измельчения и отделяют от избытка магния и хлорида магния, связанных с его восстановлением. Затем он плавится в дуговых печах для получения больших слитков титана или титановых сплавов.

Хотя титановые сплавы обладают свойствами, которые делают их очень привлекательными для определенных конструкционных применений, высокая стоимость этих сплавов в прошлом препятствовала их использованию в инженерных конструкциях. До относительно недавнего интереса к разработке конструкционных титановых сплавов соединения титана в основном использовались в качестве металлургических, раскислителей и денитрогенизаторов для повышения ударной вязкости стальных сплавов, в качестве белых пигментов в красках и керамике, а также в красителях и протравах для бумаги и текстиля.

Конструкционные сплавы титана — пластичны, легки по весу, обладают хорошими усталостными свойствами и коррозионной стойкостью. Удельный вес титана составляет всего 2/3 от веса стали и только на 60 % больше, чем у алюминия. С другой стороны, прочность титана намного выше, чем у алюминия, поскольку она на тот же порядок, что и у легированных сталей. Эти весо-прочностные свойства титановых сплавов обеспечивают им самое высокое соотношение прочности и веса среди всех конструкционных материалов. Считается, что титан занимает промежуточное положение между сталью и алюминием по жесткости при растяжении и сдвиге.

Химические свойства титана

Титан химические свойства

Титан, как и другие элементы, представляет собой смесь нескольких изотопов с атомным весом от 46 до 50. Соотношение этих изотопов было рассчитано на основе спектрографического анализа. Математические расчеты с использованием пропорций и массовых чисел определили средний атомный вес титана 47,88.

Титан имеет большое сечение захвата и были идентифицированы пять других изотопов титана. Титан 43 имеет период полураспада 0,58 секунды и является бета-положительным излучателем. Титан 45 имеет две формы: бета-положительная и гамма-излучающая с периодом полураспада 3,08 часа и вторая форма с периодом полураспада 21 день. Титан 51 имеет период полураспада 72 дня и является бета-отрицательным и гамма-излучателем. Существует также метастабильная форма титана 51 с периодом полураспада 6 минут, которая также является гамма- и бета-отрицательным излучателем.

Валентность 

Как и для переходных элементов, титан имеет переменную валентность и обычно находится в двух-, трех- и четырехвалентном состояниях. В литературе сообщается о валентностях пять и выше, но их обоснование никогда не приводилось.

Газы

 Химическая активность титана зависит от температуры. Взаимодействие металла с другими веществами легче протекает при повышенных температурах. Это свойство особенно ярко проявляется в чрезвычайной реакционной способности металла по отношению к атмосферным газам при высоких температурах.

Это требует использования инертной атмосферы для горячей обработки и защиты поверхности при высоких температурах. Быстрое сочетание титана с реактивными газами атмосферы при температуре выше 950°F приводит к образованию накипи на поверхности. С большими интервалами времени и повышением температуры газы диффундируют в решетку.

Металл соединяется с кислородом, образуя длинную серию оксидов от TiO до Ti 7 O 12 , каждый из которых имеет свой оттенок и при кратковременном воздействии на поверхность образуется радужная пленка. Хотя это поверхностное окисление происходит при 950°F, заметной диффузии в решетку не происходит ниже 1300°F. Воспламенение металла происходит на воздухе при температуре 2200°F, а атмосфера чистого кислорода снижает эту температуру до 1130°F.

Реакционная способность титана с азотом аналогична его действию с кислородом, при котором на поверхности образуется желто-коричневый налет в виде нитрида. Азот будет диффундировать в решетку с ограниченной глубиной проникновения. Это свойство было использовано в нитридной оболочке из металла.

Наиболее уникальной из газотитановых реакций является реакция между водородом и металлом. Реакция протекает при температурах немного выше комнатной, и одним граммом титана может быть поглощено до 400 см3 газа. В небольших количествах газ добавляется в качестве междоузлия, но при более высоких концентрациях образуется гидрид TiH. Однако добавление водорода к титану стабильно только при температуре ниже 680°F; выше этой температуры газ выделяется и горит.

Все эти газотитановые реакции ускоряются при снижении давления паров и требуется полная защита от атмосферы.

Водяной пар и углекислый газ разлагаются горячим металлическим титаном. При температуре выше 1500°F водяной пар и металл объединяются, образуя оксид и выделяя водород. При более высоких температурах горячий металл будет поглощать CO 2 и может образовывать оксид и карбид.

Кислоты

Химическая активность титана по отношению к галогенидам также проявляется в его соединении с их кислотами. Самая быстрая реакция снова с фторидом. Эта реакция имеет различные применения; является одним из основных растворителей металлов и их сплавов для химического анализа; он используется как общий травитель как в макро-, так и в микромасштабе, в металлографических работах; и он также используется в качестве средства для удаления накипи.

Действие соляной кислоты и сходным образом серной кислоты протекает медленно при комнатной температуре. Однако небольшой подвод тепла ускоряет атаку, что приводит к образованию низших хлоридов и моносульфата. Эти реакции используются так же, как и фтористоводородная кислота и поскольку они менее токсичны и коррозионно-активны, они постепенно заменяют фторид кислоты.

Органика

Химическая активность титана по отношению к органическим материалам используется металлургической промышленностью лишь в незначительной степени. Реакции органической кислоты и титана образуют цветные пленки на поверхности металла и используются металлографами для окрашивания микрообразцов.

Твердые вещества

В расплавленном состоянии титан соединяется со многими металлами, металлоидами и углеродистыми веществами, образуя очень важные системы. В оксидном состоянии он реагирует с щелочными, щелочноземельными и тяжелыми неблагородными металлами с образованием титанатов, некоторые из которых изучаются в сочетании с более дешевыми методами производства.

Реакция на металлоиды, особенно на оксиды металлов, чрезвычайно беспокоила литейщиков, поскольку расплавленный титан сильно разрушает большинство известных огнеупоров с образованием систем металл-металлоид. Такие огнеупорные материалы, как двуокись кремния и окись алюминия, настолько сильно разрушаются, что их использование опасно. Из всех металлоидов только оксид бериллия и оксид тория показали сколько-нибудь заметное сопротивление жидкому металлу.

Еще одна очень важная реакция — это реакция углерода и титанаМеталл в расплавленном состоянии имеет большое сродство к углероду и из-за его пагубного влияния на свойства титана необходимо соблюдать крайнюю осторожность, чтобы свести к минимуму его присутствие в готовых изделиях.

Электрохимия

Электроосаждение металла может осуществляться различными сложными методами, ни один из которых не дает промышленно применимых пленок. Для восстановления металла из его четырехвалентного состояния в двух- и трехвалентную формы использовались электролитические средства с использованием кислых электролитов и электродов из свинца, меди, платины или ртутной струи.

Безопасность

Химическая активность титана в целом неопасна. За исключением мелкодисперсных частиц, подвергшегося воздействию дымящей азотной кислоты в течение длительного времени, не обнаружено ни взрывоопасности, ни воспламенения.

Свойства Титана в быту

Физические свойства титана

Чистый металлический титан может существовать в виде темно-серого блестящего металла или в виде темно-серого порошка. Он имеет температуру плавления 1677°C (3051°F) и температуру кипения 3277°C (5931°F). Его плотность составляет 4,6 грамма на кубический сантиметр. Металлический титан хрупок в холодном состоянии и может легко разрушиться при комнатной температуре. При более высоких температурах он становится податливым и пластичным. Ковкий означает, что его можно сбивать в тонкие листы. Пластичный означает, что его можно вытягивать в тонкую проволоку.

Элемент обладает интересным физическим свойством. Небольшие количества кислорода или азота делают его намного сильнее.

Титан — единственный элемент, который может гореть в чистом азоте и горит как в кислороде, так и в азоте при высоких температурах.

Атомный номер

22

Атомный вес

47,88

Относительное содержание в земной коре, %

0,44

Плотность при 25°С, г/см 3

4,5

Атомный радиус для координационного числа шесть в кристалле, нм

0,145

Температура плавления, °С

1668

Температура кипения, °С

3287

Температура фазового превращения, °С

882

    Шестиугольный ⇆ объемно-центрированный кубический

Постоянные решетки α-Ti при комнатной температуре, нм

с = 0,4679

а = 0,2951

Теплота превращения, кДж/моль

3,685

Коэффициент линейного расширения при 25°С, К –1

8,5 × 10–6

Скрытая теплота плавления, кДж/моль

20,9

Скрытая теплота возгонки, Дж/моль

464,7

Скрытая теплота парообразования, кДж/моль

397,8

Удельная теплоемкость при 25°С, Дж·г –1· К –1

0,523

Титан механические свойства

Титан механические свойства

Прочностные свойства

Нелегированный титан может иметь предел прочности при растяжении в диапазоне от 250 МПа для металла высокой чистоты, полученного в процессе восстановления йода, до 690 МПа для металла, полученного из губчатого титана высокой твердости. Изделия из нелегированного титана, выплавленные дугой, обладают достаточной пластичностью.

Пластичность

Пластичные изделия из коммерчески чистого титана, полученные дуговым плавлением, имеют диапазон удлинения от 20% до 40% и уменьшения площади от 45% до 65%, в зависимости от содержания междоузлий. Йодный процесс титана дает продукт, обладающий 55% удлинением при 80% уменьшении площади.

Как и в случае со сталью, титан сплавляют с другими металлами для повышения прочности. Такие металлические добавки, как Al , V , Cr , Fe , Mn , Sn  используются либо в виде бинарных добавок, либо в виде сложных систем. Результирующее увеличение прочности достигается при снижении пластичности.

Модуль упругости

Нелегированный титан имеет модуль около 15×10 6 фунтов на квадратный дюйм и может быть увеличен до около 18×10 6 фунтов на квадратный дюйм путем легирования. Модуль титана лучше, чем у алюминия (10,4×10 6 ) и магния (6,4×10 6 ), но хуже, чем у стали (29×10 6 ).

Как и модуль упругости, модуль сдвига, модуль жесткости титана находится между алюминием и сталью.

Твердость

Титан является гораздо более твердым металлом, чем алюминий и приближается к высокой твердости, которой обладают некоторые термообработанные легированные стали. Титан йодидной чистоты имеет твердость 90 VHN (Виккерс), нелегированный технический титан имеет твердость около 160 VHN, а при легировании и термообработке титан может достигать твердости в диапазоне от 250 до 500 VHN. Можно ожидать, что типичный коммерческий сплав с пределом текучести 130 000 фунтов на квадратный дюйм будет иметь твердость около 320 VHN или 34 градуса по шкале Роквелла.

Ударопрочность

Знание прочности на растяжение и пластичности металла недостаточно для многих инженерных приложений без знания ударной вязкости. Титан относится к тем немногим металлам, которые обладают хорошей ударной вязкостью наряду с высокой прочностью и пластичностью.

Титан может иметь ударную вязкость в диапазоне от более чем 100 футо-фунтов по Шарпи для йодистого продукта более высокой чистоты и 30 футо-фунтов для коммерческого нелегированного продукта до 1 или 2 футо-фунтов для некоторых высокопрочных, но хрупких сплавов.

Магнитные свойства титана

Магнитные свойства (Ti) титана

Титан слабо притягивается к магнитам, так как является парамагнитным материалом. Основной причиной его парамагнитной природы является его электронная конфигурация с 4 неспаренными электронами, поскольку парамагнетизм зависит от неспаренных электронов. Второй причиной является его магнитный момент, т.е. 1,73 БМ. Титан является парамагнитным в степенях окисления -1, +2 и +3. Но приятно отметить, что магнитная восприимчивость титана очень мала и положительна, что делает его магнитные свойства очень слабыми по сравнению с ферромагнитными материалами.

Магнитны ли титановые сплавы?

Как и следовало ожидать, некоторые титановые сплавы обладают магнитными свойствами. Все зависит от того, какие материалы интегрированы в этот сплав. Если сплав включает кобальт, железо или никель, то можно определенно ожидать, что титановый сплав, созданный с использованием этих соединений, будет обладать магнитными свойствами. Поскольку титан уже изначально обладает некоторыми магнитными свойствами, ему легко усилить эти свойства при смешивании с магнитным металлом.

Однако это не означает, что все титановые сплавы будут магнитными. На самом деле, правда далека от этого. Здесь вам нужно отметить, что если сплав не содержит материалов с магнитными свойствами, то титан не будет навязывать свои слабые магнитные свойства всему результату. Вместо этого вы получите очень хорошее сочетание материалов, сплав, который можно использовать во многих ситуациях, но который не обладает какими-либо важными магнитными свойствами.

В заключение, титановые сплавы могут быть магнитными, но с такой же вероятностью они не могут быть магнитными. Результат зависит от того, что входит в состав сплава и на основании этого вы сможете получить ответ. Одно можно сказать наверняка: титановые сплавы будут магнитными только в том случае, если титан сочетается с такими материалами, как никель, кобальт, железо или чем-либо еще, обладающим сильными магнитными свойствами. Если нет, то титан не привнесет в сплав никаких своих слабых магнитных свойств.

Сплавы титана

Сплавы из титана и их свойства

Титановые сплавы очень популярны в промышленности из-за их очень высокой прочности на растяжение и ударной вязкости, а также их очень легкого веса и исключительной коррозионной стойкости. Титановые сплавы производятся путем объединения чистого титана с другими металлами или химическими компонентами. Присутствие этих различных металлов и химических компонентов изменяет физические свойства титанового сплава. Титан сам по себе относительно силен — примерно так же прочен, как сталь, — но в сочетании с другими металлами и химическими компонентами он становится значительно прочнее. С другой стороны, титановый сплав имеет и другие преимущества, кроме повышенной прочности.

Что такое титановый сплав?

Титановый сплав представляет собой металлический или химический сплав, преимущественно состоящий из чистого титана с рассеянными другими металлами или химическими элементами. Он сделан путем точного комбинирования титана с другими металлами и химическими ингредиентами. Смеси дают остыть, как только будет достигнуто правильное соотношение. Как правило, титановый сплав содержит следы алюминия, ниобия, тантала, молибдена, ванадия, циркония, марганца, железа, никеля, хрома, кобальта и меди.

Типы титанового сплава

В зависимости от металлургической структуры сплавы титана можно разделить на три широкие категории, перечисленные ниже:

  1. Альфа-сплавы:

    Они легированы небольшим количеством кислорода для повышения твердости и прочности на растяжение технически чистого титана. Можно производить ряд экономически чистых марок титана со значениями прочности в диапазоне от 290 до 740 МПа, регулируя добавляемые количества.

    Хотя небольшие количества бета-фазы возможны, если уровни примесей бета-стабилизаторов, таких как железо, значительны, эти материалы номинально имеют полностью альфа-структуру. Хотя альфа-сплавы не могут подвергаться термообработке для повышения прочности, добавление 2,5% меди к титану позволяет получить материал, который реагирует на обработку раствором и старение так же, как алюминиево-медные сплавы. Алюминий представляет собой альфа-стабилизатор, присутствующий в нескольких коммерчески доступных сплавах в качестве легирующей добавки к титану.

  2. Альфа-бета-сплавы:

    Бета-фаза стабилизирована ванадием, молибденом, железом и хромом и были созданы различные альфа-бета-сплавы. Обычно это материалы средней и высокой прочности с пределом прочности при растяжении в диапазоне от 620 до 1250 МПа и сопротивлением ползучести в диапазоне от 350 до 400°C. Мало- и многоцикловая усталость и вязкость разрушения становятся все более важными для конструктивных характеристик. Таким образом, процессы термомеханической и термической обработки были разработаны для обеспечения наилучших механических свойств сплавов для различных применений. Сплавы, близкие к альфа, используемые для максимального сопротивления ползучести при температурах выше 450°C. При температурах до 600°С они обладают достаточным сопротивлением ползучести.

  3. Бета-сплавы:

    Бета-сплавы представляют собой другой тип титанового вещества. Полностью бета-сплавы могут быть получены, когда к титану добавлено достаточное количество бета-стабилизирующих элементов. Эти материалы существуют уже давно, но только недавно приобрели популярность. Они легче поддаются тяжелой обработке, чем альфа-бета-сплавы, могут подвергаться термообработке до высокой прочности, а некоторые из них обладают лучшей коррозионной стойкостью, чем коммерчески чистые марки. Существуют международные и национальные спецификации для титановых материалов, используемых в аэрокосмической отрасли, но их не существует для материалов, используемых в других областях. Сборник спецификаций ASTM обычно используется в этой отрасли.

Примеры титановых сплавов

В следующей таблице представлен список титановых сплавов вместе с их примерами.

Типы титанового сплаваПримеры титанового сплава
Альфа-титановый сплавСплавы Ti/Pd – ASTM классы 7 и 11
Альфа + соединениеTi-2,5%Cu – IMI 230
Почти альфа-титановые сплавыTi-8%Al-1%Mo-1%V
Ti-6%Al-5%Zr-0,5%Mo-0,2%Si – IMI 685
Ti-6%Al—2%Sn-4%Zr-2%Mo -0,08%Si
Ti-5,5%Al-3,5%Sn-3%Zr-1%Nb-0,3%Mo-0,3%Si – IMI 829
Ti-5,8%Al-4%Sn-3,5%Zr-0,7%Nb- 0,5%Mo-0,3%Si – IMI 834
Ti-6%Al-3%Sn-4%Zr-0,5%Mo-0,5%Si – Ti 1100
Альфа-бета титановые сплавыTi-6%Al-4%V
Ti-4%Al-4%Mo-2%Sn-0,5%Si
Ti-4%Al-4%Mo-4%Sn-0,5%Si – IMI 551
Ti-6% Al-6%V-2%Sn
Ti-6%Al-2%Sn-4%Zr-6%Mo
Метастабильные бета-титановые сплавыTi-3%Al-8%V-6%Cr-4%Zr-4%Mo – Beta C
Ti-15%Mo-3%Nb-3%Al-0,2%Si – Timetal 21 S
Ti-15%V -3%Cr-3%Sn-3%Al

Титановые сплавы также можно классифицировать по их механической прочности следующим образом:

  • Низкопрочный титановый сплав (прочность <=500 МПа): например, марки ASTM 1, 2, 3, 7 и 11.
  • Титановый сплав средней прочности (прочность от 500 до 900 МПа): например, марки ASTM 4, 5 и 9, Ti-2,5% Cu, Ti-8% Al-1% Mo-0,1% V.
  • Титановый сплав средней прочности (прочность от 900 до 1000 МПа): например, Ti-6%Al-2%Sn-4%Zr-2%Mo, Ti-5,5%Al-3,5%Sn-3%Zr-1%Nb- 0,3%Mo-0,3%Si
  • Высокопрочный титановый сплав (прочность от 1000 до 1200 МПа): например, Ti-3%Al-8%V-6%Cr-4%Zr-4%Mo, Ti-4%Al-4%Mo-2%Sn- 0,5%Si, Ti-6%Al-6%V-2,5%Sn, Ti-15%V-3%Cr-3%Sn-3%Al, Ti-5%Al-2%Sn-4%Mo- 2%Zr-4%Cr, Ti-6%Al-5%Zr-0,5%Mo-0,2%Si, Ti-6%Al-2%Sn-4%Zr-6%Mo, Ti-11%Sn- 5%Zr-2,5%Al-1%Mo, Ti-5,8%Al-4%Sn-3,5%Zr-0,7%Nb-0,5%Mo-0,3%Si
  • Очень высокопрочный титановый сплав (прочность >1200 МПа): например, Ti-10%V-2%Fe-3%Al, Ti-4%Al-4%Mo-4%Sn-0,5%Si

Температура перехода

При комнатной температуре и давлении титан кристаллизуется в плотноупакованную гексагональную фазу с отношением ас/а, равным 1,587. Титан претерпевает аллотропное превращение в объемно-центрированную кубическую фазу при температуре около 890 ° C, которая устойчива к температуре плавления.

Некоторые легирующие элементы, известные как альфа-стабилизаторы, повышают температуру перехода из альфа-бета в другие, известные как бета-стабилизаторы, понижают ее. Алюминий, галлий, германий, углерод, кислород и азот являются альфа-стабилизаторами. Бета-стабилизаторами являются молибден, ванадий, тантал, ниобий, марганец, железо, хром, кобальт, никель, медь и кремний.

Марки титанового сплава

  • Титановый сплав 5 класса, Ti 6Al-4V. Титан класса 5, является наиболее широко используемым из всех титановых сплавов и известен как «рабочая лошадка» среди титановых сплавов. На его долю приходится половина всего использования титана на планете. Термообработку можно использовать для повышения прочности Ti 6Al-4V. Титан класса 5 используется в сварных конструкциях при температурах до 600 градусов по Фаренгейту. Превосходная прочность этого сплава при малом весе, полезная формуемость и высокая коррозионная стойкость делают его хорошим выбором. Благодаря своей универсальности сплав Ti 6AI-4V является оптимальным сплавом для использования в различных отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, медицинскую, морскую и химическую.
  • Титановый сплав 7 класса. Класс 7 механически и физически идентичен классу 2, за исключением того, что он содержит палладий в качестве промежуточного элемента, что делает его сплавом. Титановый сплав Grade 7 является наиболее коррозионностойким титановым сплавом с превосходной свариваемостью и технологичностью. Химические процессы и компоненты промышленного оборудования используют класс 7.

  • Титановый сплав 11 класса. Марка 11 по существу идентична марке 1, за исключением того, что для улучшения коррозионной стойкости было добавлено небольшое количество палладия, что делает его сплавом. Другими полезными качествами являются оптимальная пластичность, способность к холодной штамповке, функциональная прочность, ударная вязкость и выдающаяся свариваемость. Этот сплав можно использовать в тех же областях применения титана, что и сплав класса 1, но он более устойчив к коррозии. 

  • Титановый сплав класса 12, Ti 3Al 2,5. Титан марки 12 получает оценку «отлично» за высококачественную свариваемость. Это прочный сплав с высокой прочностью при высоких температурах. Титан марки 12 имеет свойства, эквивалентные нержавеющей стали класса 300. Этот сплав может быть подвергнут горячей или холодной формовке с использованием листогибочного пресса, гидропрессовки, вытяжки или методом ударного молота. Он может быть сформирован различными способами, полезными в широком диапазоне приложений. Сильная коррозионная стойкость этого сплава делает его идеальным для использования в производственном оборудовании, где щелевая коррозия является проблемой.

  • Титановый сплав Grade 23, Ti 6AL-4V ELI. Представляет собой чистый Ti 6Al-4V. Катушки, пряди, провода и плоские провода могут быть изготовлены из этого типа сплава. Это лучший вариант для любого применения, где требуется сочетание высокой прочности, легкости, исключительной коррозионной стойкости и высокой ударной вязкости. Он более устойчив к повреждениям, чем другие сплавы. Марка 23 является идеальной маркой стоматологического и медицинского титана из-за этих преимуществ. Из-за его биосовместимости, хорошей усталостной прочности и низкого модуля упругости его можно использовать в биомедицинских приложениях, таких как имплантированные компоненты. 

  • Титановый сплав 6 класса, Ti 5Al-2.5Sn. Ti 5Al-2.5Sn — нетермообрабатываемый сплав с хорошими сварочными свойствами и стабильностью. Он также имеет высокую степень термостабильности, прочности, коррозионной стойкости и сопротивления ползучести. 

Ползучесть — это термин, используемый для описания процесса пластической деформации с течением времени, происходящего при высоких температурах. Титановый сплав Ti 5Al-2,5Sn используется в самолетах, планерах и криогенных устройствах.

Токарные работы - расстачивание отверстий на токарном станке
Токарные работы в Казани - Вытачивание канавок
Токарные работы - сверление отверстий

Применение титановых сплавов

Изделия из титана могут поразному вписываться в нашу повседневную жизнь .

Металлический титан безопасен для окружающей среды, потому что он обладает такими превосходными свойствами, как малый вес, высокая прочность, коррозионная стойкость и биосовместимость, и его можно легко перерабатывать благодаря его свойству мало меняться с течением времени. Соответственно, он используется для различных применений в нашей повседневной жизни, начиная от самолетов и заканчивая предметами первой необходимости.

Титановые сплавы находят широкое применение в

  • Химической обработке
  • Производстве хлората
  • Опреснение
  • Морские применения
  • Компоненты производственного оборудования
  • Авиационные турбины
  • Компоненты двигателя
  • Элементы конструкции самолета
  • Аэрокосмический крепеж
  • Высокопроизводительные автоматические детали
  • Спортивное оборудование
  • Ортопедические штифты и винты
  • Ортопедические тросы
  • Лигатурные зажимы
  • Хирургические скобы
  • Пружины
  • Ортодонтические аппараты
  • При замене суставов
  • Криогенные сосуды
  • Устройства для фиксации костей
  • Гидрометаллургическое применение
  • Химическое производство при повышенной температуре
  • Криогенные процессы

Аэрокосмическая промышленность

Можно сказать, что аэрокосмическая промышленность подходит для максимального использования свойств титана, таких как легкий вес, высокая прочность и отличная коррозионная стойкость. Титан, который может обеспечить легкий вес при сохранении прочности, является материалом, необходимым для эволюции самолетов, целью которых является не только достижение экономических характеристик, но и дальнейшее повышение эффективности использования топлива.

ФункцииЛегкий вес, высокая прочность и высокая коррозионная стойкость
Примеры
целей использования
Детали реактивных двигателей (например, вентиляторы и компрессоры), конструкционные материалы для корпусов самолетов, топливные баки, шасси, болты и пружины.

Около половины мирового спроса на титан приходится на аэрокосмическую отрасль. Титан начал использоваться в больших количествах в 1960-х годах, в первую очередь в качестве материала для реактивных двигателей из-за его легких и прочных характеристик, а также он используется в частях корпуса самолета, включая шасси, переднюю кромку и болты. .
Кроме того, поскольку легкие пластмассы, армированные углеродным волокном (CFRP), используются во многих частях корпуса самолета, титан, который имеет коэффициент теплового расширения, близкий к коэффициенту CFRP и не имеет проблем с коррозией, используется более широко, поскольку он хорошо совместим с углепластиком.

Общая промышленность — различные химические заводы

Титан, который относительно устойчив к коррозии рядом химических веществ и морской воды, широко используется в установках, таких как заводы по производству сжиженного природного газа (СПГ), заводы по опреснению морской воды и химические заводы.

ФункцииЛегкий вес, высокая прочность и высокая коррозионная стойкость
Примеры
целей использования
Лопасти турбин, оборудование для опреснения морской воды и конденсаторы на электростанциях/опреснителях морской воды; электроды, резервуары для хранения, водопровод и лампочки на химических заводах/электролизных предприятиях

Автоцистерна. Что касается автоцистерн, которые перевозят такие химикаты, как гипохлорит натрия и хромат натрия, то в качестве материала для цистерн используется легкий, высококоррозионностойкий и прочный титан.

Теплообменник. Титан используется как безопасный и экономичный материал для теплообменников, которые эксплуатируются в тяжелых условиях, в том числе при высокой температуре и высоком давлении.

Строительство — архитектура и памятники

Благодаря легкому весу, долговечности и признанной текстуре материала титан используется для крыш традиционной японской архитектуры, музеев, крыш и экстерьеров куполообразных стадионов и в настоящее время заслужил репутацию нового и лучшего строительного материала.

ФункцииЛегкий вес, высокая прочность, высокая коррозионная стойкость и окрашиваемость
Примеры
целей использования
Кровельные материалы, стеновые и строительные материалы, внутренние и наружные стены, напольные материалы, строительные материалы для окраски, памятники, таблички и перила

Автомобили и мотоциклы

Титан также играет активную роль в производстве автомобилей и мотоциклов. В частности, из деталей мотоциклов именно в глушителях больше всего используется титан. Титан высоко ценится за его термостойкость, прочность и устойчивость к ржавчине в качестве материала для глушителей, используемых в тяжелых условиях.

ФункцииЛегкий вес, высокая прочность, высокая коррозионная стойкость и высокая термостойкость
Примеры
целей использования
Глушители, шатуны, клапаны двигателя и пружины

Повседневные нужды — товары для спорта и отдыха

Титан используется в более широком спектре приложений в нашей повседневной жизни, включая не только клюшки для гольфа, но и теннисные ракетки, наручные часы, очки, ножи, ювелирные изделия и скульптуры.

ФункцииЛегкий вес, высокая прочность, модность, высокая коррозионная стойкость и биосовместимость
Примеры
целей использования
Оборудование для гольфа, теннисные ракетки, лыжные товары, велосипеды и снаряжение для альпинизма.

Наручные часы и очки. Титан, обладающий такими свойствами, как легкость, коррозионная стойкость, биосовместимость (т. е. не вызывает аллергии на металл), умеренная упругость, широко используется в качестве материала для оправ стекол. По той же причине он также используется для изготовления наручных часов, а роскошная текстура титана является одним из его преимуществ.

Ювелирные изделия. Титан широко используется в ювелирных изделиях, включая серьги-клипсы, ожерелья, булавки для галстука и запонки, потому что он легкий, не вызывает аллергии на металл, имеет уникальную текстуру и модный вид.

Кухонные ножи и другие ножи. Титан подходит для кухонных ножей, так как не наносит вреда человеческому организму и гигиеничен. Он обладает превосходными свойствами, такими как легкий вес и удобство использования, а титановые ножи могут оставаться острыми в шесть раз дольше, чем ножи из нержавеющей стали.

Здоровье

Поскольку титан обладает высокой биосовместимостью и редко вызывает аллергию на металлы, он широко используется в качестве материала для имплантатов, таких как искусственные корни зубов и искусственные кости, и область его применения расширяется.

ФункцииНетоксичность, биосовместимость, высокая коррозионная стойкость и высокая прочность
Примеры
целей использования
Материалы для искусственных костей, сердечных клапанов, кардиостимуляторов, хирургических инструментов, корней зубов и сплавов с памятью формы.

Стоматологические инструменты из титана. В стоматологии используются многие инструменты из титанового сплава, который легче стали. Такие инструменты из титана превосходят инструменты из нержавеющей стали по коррозионной стойкости и прочности.

Искусственные корни зубов. Поскольку титан обладает высокой биосовместимостью и безвреден для организма человека, его используют в качестве материала для искусственных корней зубов.

© 2022 All Rights Reserved.

Пролистать наверх