Титан

Титан - Ti (Titanium)

Титан представляет собой легкий и прочный металл, отличающийся высокими показателями твердости и температуры плавления. Динамичный рост популярности титана обусловлен удачным соединением многочисленных достоинств материала, используемого в виде сплавов с различными металлами.

Применение титана

Уникальные характеристики титана широко востребованы в высокотехнологичных видах промышленности. Оксидная пленка, образующаяся на поверхности титановых изделий, придает материалу высокую устойчивость к коррозии, значительно превышающую коррозионную стойкость нержавеющей стали. Сплавы титана активно используются в авиастроении, кораблестроении и ракетостроении, обеспечивая создание продукции, обладающей высокими прочностными характеристиками при относительно небольшом весе.

Категории раздела титан:

• Титановая проволока
• Титановые прутки
• Титановый лист
• Титановые ленты
• Титановые трубы

ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ЦЕНА НА ТИТАН ЗАВИСИТ ОТ УСЛОВИЙ ПОСТАВКИ (КОЛИЧЕСТВА, УСЛОВИЙ ОПЛАТЫ, ДОСТАВКИ), ДАННЫЙ ПРАЙС-ЛИСТ НОСИТ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ИНФОРМАЦИОННЫЙ ХАРАКТЕР!

• 1
• 2
•  
•  

Титан – это легкий металл, имеющий серебристо-белый цвет. Одно из его ключевых достоинств высокая стойкость к коррозии.

Немного истории открытия титана

Титан открывали несколько раз, первый раз его открыли немецкий ученый Клапрот и англичанин Грегор. Грегор проводил исследования железистой земли и их ходе обнаружил оксид неизвестного вещества. В то же время немецкий ученый занимался обследованием рутила, так же обнаружил оксид незнакомого металла.

Некоторое время спустя Клапрот провел очередные изучения, в результате стало понятно, что это два одинаковые вещества. Приложили руку к открытию титана и французские ученые, так химик Воклен, выявил этот материал и в минерале анатаз, позже он смог доказать то, что рутил и анатаз это его соединения.

Выработка титана, как металла затянулось на сто лет. Это было связано с определенными техническими сложностями, в частности, его получили учёные из голландии, которые смогли его выделить использовав технологию темпертурного расщепления иодида титана.

До 1949 года, этот металл не находил в индустриальном использовании. Именно в тот год, был запатентован способ магниетермического регенерации металла из его соединения под названием тетрахлорид. Надо отметить и то, что эта технология до сих пор применяется для извлечения титана в индустриальных объёмах.

Нахождение титана в природе

Этот материал стоит на десятом месте по наличию его в природных условиях. Земная кора содержит в своем составе 0,57%. существует несколько видов пород, в которых содержится титан. В в основных породах его количество может составлять 9 кг на одну тонну. А в глинах, сланцах содержание этого металла лежит в пределах 4,5 кг на тонну.

В природных условиях этот материал в чистом виде не присутствует, геологи находят его только в составе разных составов. В этом он чем-то схож с Al2O3. Он скапливается в бокситных грунтах и осадочных породах.

В отдельный сортах глины скапливается до 30% этого металла. Следует сказать что титановые минералы довольно стойко переносят природный процесс выветривания и в итоге в местах его скопления происходит образование крупное сосредоточие в россыпях.

Геологам знают порядка сотни пород, содержащие титановые соединения. К ним относят рутил, ильменит и многие другие.

Залежи руд титана

Большие залежи руд расположились во множестве государств. Например, рудники размещены в Южной Африке, Китае, Австралии и других странах мира. Среди стран СНГ первое место по найденным резервам титана занимает Российская Федерация. Самые большие залежи подтверждены на рудниках под названием Ярегские

Резервы руд и добыча титана

Для его выработки применяют следующие руды:

• ильменит;
• рутил;
• титанит.

По статистике в 2002 году произведено 4,5 миллиона т. в год. Проверенный резерв диоксида, основного сырья для добычи титана, равняется 800 миллионов тонн. И это без учета резервов размещённых в Российской федерации.

Геологи из США сообщают о том, что найденных объемов титановой руды хватит на 150 лет, разумеется, при существующих темпах получения.

В России расположены вторые по объему запасы руд, они одинаково расположены по всей стране. Самое больше размещено в Республике Коми, 25 км от Ухты. Специалисты оценили резервы этих залежей в 2 млрд. тонн.

Базовое сырье для добычи чистого титана и соединений с его участием - это его диоксид. В его химический состав входит относительно небольшое количество посторонних добавок. После проведения обогащения получают большое количество концентрата рутила. Но его запасы серьёзно ограничены и поэтому вместо натурального сырья используют его искусственный аналог или шлак.

Для его получения, ильменит восстанавливают в электрической печи. В ходе восстановления железо, выделяется в металлическую фазу, то есть превращается в чугун. Богатый этим металлом шлак обрабатывают по сернокислотной или пирометаллургической технологии. Результатом такой перегородки становится порошок диоксида.

При использовании пирометаллургической технологии осуществляют спекание руды и кокса, после этого полученный порошок перерабатывают с хлором. С ее помощью происходит получение паров тетрахрлорида титана. Для восстановления полученных продуктов применяют магний.

В наши дни получила широкое распространение методика под наименованием FFC Cambridge. Эта методика позволяет проводить прямое постоянное воссоздания готового титана сразу из окислов. В ходе операции применяется ванна, заполненная электролитом, в состав которого залита хлорид кальция и негашенная известь. В этой емкости установлены графитные электроды. Во время прохождения тока через ванну температура поднимается до 1000 - 1100 градусов Цельсия. В результате этого, происходит разделение оксид на кислород и чистый кальций. Кислород окисляет анод, кальций понемногу передвигается к катоду, где и осуществляется регенерация металла из окисла. Процесс восстановления титана продолжается до тех пор, пока катод не превратиться в титановую губку.

Полученную губку отправляют на переплавку и очистку. Для очистки применяют иодидный метод или электролиз. Таким образом происходит образование металла из TiCl4

Физические характеристики титана

Это материал, имеющий серебристо - белый цвет. При стандартном атмосферном давлении воздуха он присутствует в двух видах- низкотемпературную и высокотемпературную

Температура плавления металлического титана равна 1670 градусов. Он начинает закипать при достижении нагрева до уровня 3287 градусов Цельсия. При понижении температуры до - 80 градусов титан приобретает хрупкость. Ниже приведены некоторые другие характеристики:

• удельная теплоёмкость 0,523 кДж/(кг·K).
• теплопроводность 21,9 Вт/(м·К) при 20 C.

Титан отличается своей пластичностью и хорошей свариваемостью, но его сварку можно выполнять только в среде инертных газов. Прочностные свойства практически не зависят от внешних параметров, например температуры. Характеристики жестко связаны с чистотой металла и его предварительной обработки. У технического титан модуль твердости по Виккерсу составляет 790-800 МПа, модуль упругости 103 ГПа. Модуль сдвига 39,2 ГПа. У очищенного титана предел текучести составляет 140-170 МПа, твёрдость по Бринелю 716 МПа.

Титан отличается высокой вязкостью. Это обозначает то, что по время выполнения операций резания, например, точения, стружка титана налипает на режущую кромку резца или фрезы. Таким образом происходит затруднение его обработки. Для продуктивной механической обработки на поверхность резцов наносят специальные покрытия. Которые позволяют обрабатывать титан без особых затруднений. Кроме этого, широко применяют различные смазывающие жидкости.

При обыкновенной температуре воздуха титан покрывается тонкой оскидной пленкой, именно поэтому титан обладает высокой стойкостью к коррозии, единственная среда которая может оказывать коррозионное действие на детали из титана - это щелочная.

При охлаждении металла до температуры в - 272 градуса Цельсия, титан приобретает сверхпроводящие свойства. При температуре в -200 градусов, титан становится парамагнитным.

Химические характеристики

Благодаря тонкой оксидной плёнки титан показывает высокие антикоррозионные характеристики.

Следует отметить ещё одно свойство этого металла. Если его измельчить в мелкий порошок, то титан становится пирофорен. То есть он может самопроизвольно воспламенится. Температура вспышки составляет +400 градусов. То есть, при определённых условиях титановая пыль и стружка становятся пожароопасными предметами.

Титан и изделия из него стойко переносят действия ряда кислот, за исключением фтороводородной, концентрированной серной и ряда других. В отличие от многих других материалов титан и детали из него стоек к действию хлора и его водным растворам. Но вместе с тем, он может легко вступает в реакцию со слабыми кислотными соединениями

Этот металл подвергается коррозионным изменениям в органических средах. Это происходит потому что, на титановой детали сформирована оксидная плёнка, в состав которой входят оксиды и гидриды на основании титана. Существенный рост коррозионной стойкости происходит тогда, когда происходит увеличение концентрации воды с 0,5 до 8 %. Это подтверждается многочисленными исследованиями смесей кислот и щелочей в перемешанных водно - органических составах.

При разогреве титана на открытом воздухе до уровня в 1200 градусов он загорится, при этом пламя будет иметь белый цвет.

При нагревании изделий из титана до определённой температуры, они начинают реагировать с веществами - галогенами. В частности с хлором, температура взаимодействия составляет порядка 550 градусов.

Титан может создавать сплавы с различными металлами. Применение титана в промышленном производстве можно объяснить тем, что при его прочности сопоставимой с прочностью стали, этот металл почти в два раза легче. В тоже время он почти в два раза тяжелее алюминия. Но в тоже время он в два раза его прочнее.

Титан и сплавы из него - это важное сырье для изготовления авиационной и ракетной техники и судов различного назначения. Титан применяют для нужд нефтехимической отрасли, в частности, из него сооружают реакторы для получения химических соединений, трубопроводных систем, насосного оборудования. Военная промышленность применяют титан и его соединения для серийного производства брони, деталей и узлов авиационной боевой техники. Например, корпус экспериментального реактивного бомбардировщика Т4 (Су100), был изготовлен из титанового проката. В частности, его используют для получения корпусов подводных лодок. Титан это инертный металл, и это позволяет его использовать в здравоохранении. В частности, из него изготавливают эндопротезы, стоматологические протезы.

Тонкости использования титана в промышленности

Для отливки заготовок из титана применяют вакуумные печки в формы выложенные из графита. Кроме этой технологии применяют литье по выплавляемым моделям. Из-за наличия технологических сложностей, титан в художественном литье применяют довольно мало. Первое капитальное сооружение художественного значения из этого металла - это скульптура Гагарину, установленная в столице нашей страны.

Титан применяют в качестве легирующей добавки для выплавки специальных сплавов, например, нитинол - соединение никеля и титана, обладающий физической памятью и широко используемом в здравоохранении и разных отраслях индустрии.

Алюминиды титана, стойко переносят воздействия окисления и высоких температур. Это обусловило использование этого материала в авиационной и автомобильной отраслях, как одного из ключевых материалов из которых изготавливают оборудование, детали и узлы.

Титан и его сплавы - это один компонентов, без которых невозможно производство высоковакуумных насосов.

Металлурги разработали большое количество смесей титана с другими металлами.

Легирующие компоненты можно разделить на три части на альфа и бета - стабилизаторы и нейтральные упрочнители. Использование первых приводит к снижению температуры трансформации, вторые приводят к ее повышения, третьи не оказывают влияния на состояние расплава, но зато приводят к повышению прочности основной структуры. К альфа-стабилизаторам относят Al, O2, N, к бета-стабилизаторам относятся Се, Fe и некоторые другие металлы. Из количества нейтральных упрочнителей можно назвать цирконий, кремний и пр.

Самый популярный среди производственников титановый сплав - ВТ6, импортный аналог Ti-6Al-4V. в рецептуру этого соединения входит 6% алюминия, 4% ванадия. Для выплавления этого материала расходуют до 50% всего получаемого титана.

Соединение железа и титана, его называют ферротитаном. В его рецепт входит до 25% титана, его применяют металлургической отрасли для раскисления стали и устранения посторонних добавок, например, серы, азота и пр.

Области применения титана и его сплавов.

В 80х годах прошлого века до 65% получаемого в мире титана расходовалось на изготовление авиационные аппаратов и ракет. До 15% в создании оснащения для химпрома, 10% при использовании в энергетической индустрии, в том числе и атомной, 8% при сооружение судов разного типа.

Диоксиды титана применяют при получении красок, в бумажной отрасли и ряда полимеров. Кроме этого, титан входит в состав пищевой добавки Е171.

Органические составы с участием титана используют в качестве ускорителей и отвердителей в нефтехимической и лакокрасочной отрасли. Неорганические составы с участием титана нашли свое применение в нефтехимической, электронной, стекловолоконный отрасли промышленности. Такие материалы, как карбиды титана и его аналоги, применяют в инструментальной отрасли. Их этого материала выполняют покрытия режущих инструментов, которые облегчают обработку металлов резанием. Дидрид титана применяют при серийном изготовлении режущего инструмента свертвердого типа. Сплавы этого типа применяют для нанесения на купола церквей и мечетей. Все дело в том, что такое покрытие напоминает по цвету золото. Сплавы титанат бария и некоторые другие относятся к сегнетоэлектрикам. Т. е. к материалам, которые имеют свойства диэлектриков. В них может проявляться неожиданная поляризация, при чем при отсутствии внешнего электрического поля. Сплав тетрахлорид титана применяют для иридизации стекла и формирования дымовых завес.

В сегодняшнее время, титан и его составы стали основанием для изготовления автомобильных дисков, они отличаются невысокой массой и высокой прочностью. Несмотря на высокую стоимость эта продукция пользуется большим спросом у автолюбителей. Для производства автомобильных дисков применяют технологии горячей объемной штамповки. Кстати, эту технологию разработали в самолетостроении. В частности ее применяют для изготовления элементов шасси и фюзеляжа.

Проектировщики, закладывая титан в конструкцию изделия, должны помнить о возможных трудностях при его обработке.

Анализ рынка расходование титана и его соединений

В 2005 году, была опубликована статистика расходования этого титана во всем мире:

• 60 % приходилось на выпуск— красок;
• 20 % — пришлось на выпуск полимеров;
• 13 % — использовали для выпуска бумаги;
• 7 % — для производства машин и механизмов.

Титан относят к физиологическим безопасным материалов, это обусловило его применением в качестве сырья для протезирования, который непосредственно вступающий в контакт в человеческими тканями. Кроме этого, титан и его сплавы применяют и в стоматологии. Кстати, титан, не только совместим с человеческими тканями, он обладает возможностью сращиваться с ними, в частности с костью. Это обеспечивает такое явление как монолитность основания зуба.

Порядок ценообразования

Стоимость готового к употреблению титана лежит в диапазоне от 5 до 6 USD за 1 кг, цена напрямую связана с его химической частотой. Марку и чистоту чернового титана определяют по его твёрдости. Уровень твёрдости чернового титана напрямую зависим от наличия в его рецептуре добавок.

Богатый ассортимент титановой продукции

Относительно высокая стоимость титановых изделий в полной мере компенсируется уникальными характеристиками материала, соединяющего в себе высокую прочность и устойчивость к экстремальным температурным воздействиям. Для успешной реализации различных технических проектов в ассортименте продукции, предлагаемой компанией ООО «Ресурс», представлены следующие разновидности изделий из титана:

• Титановая проволока
• Титановые прутки
• Титановый лист
• Титановые ленты
• Титановые трубы

Компания ООО «Ресурс» поставляет широкий ассортимент типоразмеров титановой ленты, регламентируемой положениями ГОСТ 19807-91. Разнообразие трубной продукции, производимой из титановых сплавов, восполняет потребности компаний, работающих в различных отраслях промышленности. Подробная консультация, предоставляемая менеджерами нашей компании по телефону +7 495 215 50 72, помогает выбрать оптимальную разновидность титановой продукции, соответствующую индивидуальным потребностям клиентов.