Свойства титана

Этот сплав хорошо деформируется в горячем состоянии и из него получают прутки, трубы, профили, листы, плиты, поковки, штамповки. Сплавы хорошо деформируются в горячем состоянии. Также титан и его сплавы используют в ракетостроении. Сплав ПТ-7М относится к малолегированным, малопрочным и высокопластичным сплавам системы Ti-Al-Zr. Сплав ВТ22 применяют в отожженном и термически упрочненном состояниях.

Титан (Ti) (Titanium) — химический элемент с порядковым номером 22, атомный вес 47,88, легкий серебристо-белый металл. Оксид титана TiO2 впервые был обнаружен в 1789 году У. Грегором, который при исследовании магнитного железистого песка выделил окись неизвестного металла, назвав ее менакеновой. В периодической системе элементов Д. И. Менделеева титан расположен в IV группе 4-го периода под номером 22. В важнейших и наиболее устойчивых соединениях он четырехвалентен.

Данный металл плавится при довольно высокой температуре (1668±4°С) и кипит при 3300 °С, скрытая теплота плавления и испарения титана почти в два раза больше, чем у железа. Известны две аллотропические модификации титана. По плотности и удельной теплоемкости титан занимает промежуточное место между двумя основными конструкционными металлами: алюминием и железом.

Но титан может активно поглощать кислород, азот и водород, которые резко снижают пластические свойства металла. С углеродом титан образует тугоплавкие карбиды, обладающие высокой твердостью.

Модули упругости титана невелики и обнаруживают существенную анизотропию. Титан — парамагнитный металл. Титан составляет исключение из этого правила — его восприимчивость существенно увеличивается с температурой. 30-35 и более, что почти вдвое превышает удельную прочность легированных сталей. Основная часть титана расходуется на нужды авиационной и ракетной техникии и морского судостроения.

Технический титан идет на изготовление емкостей, химических реакторов, трубопроводов, арматуры, насосов, клапанов и других изделий, работающих в агрессивных средах. Из компактного титана изготавливают сетки и другие детали элетктровакуумных приборов, работающих при высоких температурах. Биологическая безвредность титана делает его превосходным материалом для пищевой промышленности и восстановительной хирургии.

Титан легок по сравнению с другими металлами, но в то же время может работать при высоких температурах (см. рис.2). Из титановых сплавов производят диски и лопатки компрессора, детали воздухозаборника и направляющего аппарата, крепеж. Из титана делают теплообменникн, работающие в коррозионно активных средах, например в азотной кислоте (не дымящей).

На титан и его сплавы не налипают ракушки, которые резко повышают сопротивление судна при его движении. Титановые сплавы перспективны для использования во многих других применениях, но их распространение в технике сдерживается высокой стоимостью и дефицитностью титана. Соединения титана также получили широкое применение в различных отраслях промышленности. Карбид титана обладает высокой твердостью и применяется в производстве режущих инструментов и абразивных материалов.

Титанорганические соединения (напр. тетрабутоксититан) применяются в качестве катализатора и отвердителя в химической и лакокрасочной промышленности. Неорганические соединения титана применяются в химической электронной, стекловолоконной промышленности в качестве добавки. Диборид титана — важный компонент сверхтвердых материалов для обработки металлов. Нитрид титана применяется для покрытия инструментов.

В 1795 г. немецкий химик Клапрот открыл в минерале рутиле новый элемент и назвал его титаном. Через 10 лет открытие титана состоялось в третий раз. Французский учёный Л. Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные оксиды титана. Титан находится на 10-м месте по распространённости в природе.

В свободном виде не встречается. Титан в условиях выветривания и осаждения имеет геохимическое сродство с Al2O3. Он концентрируется в бокситахкоры выветривания и в морских глинистых осадках. Перенос титана осуществляется в виде механических обломков минералов и в виде коллоидов. Минералы титана устойчивы к выветриванию и образуют крупные концентрации в россыпях. Известно более 100 минералов, содержащих титан. Важнейшие из них: рутил TiO2, ильменит FeTiO3, титаномагнетит FeTiO3 + Fe3O4, перовскит CaTiO3, титанит CaTiSiO5.

Основные сведения о титане

В странах СНГ ведущее место по разведанным запасам титановых руд занимает РФ (58,5%) и Украина (40,2%). Россия обладает вторыми в мире, после Китая, запасами титана. Минерально-сырьевую базу титана России составляют 20 месторождений (из них 11 коренных и 9 россыпных), достаточно равномерно рассредоточенных по территории страны.

Как правило, исходным материалом для производства титана и его соединений служит диоксид титана со сравнительно небольшим количеством примесей. Титан наиболее подвержен коррозии в органических средах, так как, в присутствии воды на поверхности титанового изделия образуется плотная пассивная пленка из оксидов и гидрида титана.

Первый образец металлического титана получил в 1825 годуЙ. Я. Берцелиус. Псевдо α-сплав ОТ4 относится к той же системе Ti-A1-Мп, что и ОТ4-1, но отличается от него большим содержанием алюминия. Сплав удовлетворительно сваривается всеми видами сварки, применяемыми для титана. Сплав ВТ5 отличается от технического титана большей прочностью и жаропрочностью.

Еще по этой теме:

  • Менделеева — Золото(aurum)Менделеева — Золото(aurum) В 2014 году в мире было добыто 2,86 тыс. т золота. В 2014 году средняя цена на золото составила $1267 за унцию. Проба варьируется от 0 до 1000 и показывает содержание […]
  • Избавляйтесь от нежелательного! Домашняя депиляцияИзбавляйтесь от нежелательного! Домашняя депиляция Температура плавления воска составляет 42-45 градусов. Мечтаете о быстрой и качественной депиляции без порезов и раздражений? Этот теплый воск применяется с полосками и […]
  • Фотопечать на тканевых потолках:Фотопечать на тканевых потолках: Стоит также отметить, что на тканевые бесшовные натяжные потолки цены, как правило, несколько выше, чем на изделия из других материалов, но это заслуженно. Пленка для […]