տիտանի համաձուլվածքներ. Տիտանի մետաղի օգտագործումը արդյունաբերության և շինարարության մեջ

Տիտանի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները, տիտանի ստացում

Տիտանի օգտագործումը մաքուր և համաձուլվածքների տեսքով, տիտանի օգտագործումը միացությունների տեսքով, տիտանի ֆիզիոլոգիական ազդեցությունը.

Բաժին 1. Տիտանի պատմությունը և հայտնվելը բնության մեջ:

Տիտան -սաչորրորդ խմբի երկրորդական ենթախմբի տարր՝ Դ. Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի չորրորդ շրջանը, ատոմային համարով 22։ Պարզ նյութը տիտան (CAS համարը՝ 7440-32-6) արծաթի թեթև մետաղ է։ - սպիտակ գույն. Այն գոյություն ունի երկու բյուրեղային ձևափոխություններով՝ α-Ti՝ վեցանկյուն փակ վանդակով, β-Ti՝ խորանարդ մարմնակենտրոն փաթեթավորմամբ, α↔β պոլիմորֆ փոխակերպման ջերմաստիճանը 883 °C է։ Հալման կետ 1660±20 °C։

Տիտանի պատմությունը և ներկայությունը բնության մեջ

Տիտանն անվանվել է հին հունական կերպարների՝ Տիտանների անունով: Գերմանացի քիմիկոս Մարտին Կլապրոտն այսպես է անվանել իր անձնական պատճառներով, ի տարբերություն ֆրանսիացիների, ովքեր փորձում էին տարրի քիմիական բնութագրերին համապատասխան անուններ տալ, բայց քանի որ տարրի հատկություններն այն ժամանակ անհայտ էին, նման անուն. ընտրված.

Տիտանը իր քանակով 10-րդ տարրն է մեր մոլորակի վրա։ Երկրակեղևում տիտանի քանակը կազմում է 0,57% քաշային և 0,001 միլիգրամ 1 լիտր ծովի ջրի դիմաց։ Տիտանի հանքավայրերը գտնվում են Հարավային Աֆրիկայի Հանրապետության, Ուկրաինայի, Ռուսաստանի, Ղազախստանի, Ճապոնիայի, Ավստրալիայի, Հնդկաստանի, Ցեյլոնի, Բրազիլիայի և Հարավային Կորեայի տարածքում:

Ֆիզիկական հատկությունների առումով տիտանը թեթև արծաթափայլ մետաղ է, բացի այդ, այն բնութագրվում է հաստոցների ընթացքում բարձր մածուցիկությամբ և հակված է կպչուն կտրելու գործիքին, ուստի այս ազդեցությունը վերացնելու համար օգտագործվում են հատուկ քսանյութեր կամ ցողում: Սենյակային ջերմաստիճանում այն ​​ծածկված է TiO2 օքսիդի կիսաթափանցիկ թաղանթով, որի շնորհիվ այն դիմացկուն է կոռոզիայից շատ ագրեսիվ միջավայրերում, բացառությամբ ալկալիների: Տիտանի փոշին ունի պայթելու հատկություն՝ 400 °C բռնկման կետով։ Տիտանի բեկորները դյուրավառ են:

Մաքուր տիտան կամ դրա համաձուլվածքներ արտադրելու համար շատ դեպքերում տիտանի երկօքսիդը օգտագործվում է դրանում ընդգրկված փոքր քանակությամբ միացությունների հետ։ Օրինակ՝ ռուտիլային խտանյութ, որը ստացվում է տիտանի հանքաքարերի հարստացման արդյունքում: Բայց ռուտիլի պաշարները չափազանց փոքր են, և դրա հետ կապված օգտագործվում է այսպես կոչված սինթետիկ ռուտիլ կամ տիտանի խարամ, որը ստացվում է իլմենիտային խտանյութերի մշակման ժամանակ։

Տիտանի հայտնաբերողը համարվում է 28-ամյա անգլիացի վանական Ուիլյամ Գրեգորը։ 1790 թվականին, իր ծխում հանքաբանական հետազոտություններ կատարելիս, նա ուշադրություն հրավիրեց Անգլիայի հարավ-արևմուտքում գտնվող Մենակենի հովտում սև ավազի տարածվածության և անսովոր հատկությունների վրա և սկսեց ուսումնասիրել այն: Ավազի մեջ քահանան գտել է սովորական մագնիսի կողմից ձգվող սև փայլուն հանքանյութի հատիկներ։ Ամենամաքուր տիտանը, որը ստացվել է 1925 թվականին Վան Արկելի և դե Բուրի կողմից յոդիդային մեթոդով, պարզվել է, որ ճկուն և տեխնոլոգիական մետաղ է շատերի հետ: արժեքավոր հատկություններ, որը գրավեց դիզայներների և ինժեներների լայն շրջանակի ուշադրությունը։ 1940թ.-ին Քրոլը առաջարկեց հանքաքարից տիտանի արդյունահանման մագնեզիում-ջերմային մեթոդ, որը մինչ այժմ հիմնականն է: 1947 թվականին արտադրվեց առաջին 45 կգ կոմերցիոն մաքուր տիտանը։

Մենդելեևի տարրերի պարբերական համակարգում տիտանն ունի 22 սերիական համար: Բնական տիտանի ատոմային զանգվածը, որը հաշվարկվել է նրա իզոտոպների ուսումնասիրությունների արդյունքներով, 47,926 է: Այսպիսով, չեզոք տիտանի ատոմի միջուկը պարունակում է 22 պրոտոն։ Նեյտրոնների, այսինքն՝ չեզոք չլիցքավորված մասնիկների թիվը տարբեր է. ավելի հաճախ՝ 26, բայց կարող է տատանվել 24-ից մինչև 28։ Հետևաբար, տիտանի իզոտոպների թիվը տարբեր է։ Ընդհանուր առմամբ, այժմ հայտնի է թիվ 22 տարրի 13 իզոտոպ, բնական տիտանը բաղկացած է հինգ կայուն իզոտոպների խառնուրդից, ամենալայն ներկայացված է տիտանը-48-ը, նրա մասնաբաժինը բնական հանքաքարերում կազմում է 73,99%։ Տիտանը և IVB ենթախմբի այլ տարրերը հատկություններով շատ նման են IIIB ենթախմբի տարրերին (սկանդիումային խումբ), թեև վերջիններից տարբերվում են մեծ վալենտություն դրսևորելու ունակությամբ։ Տիտանի նմանությունը սկանդիումի, իտրիումի, ինչպես նաև VB ենթախմբի տարրերի՝ վանադիումի և նիոբիումի հետ, արտահայտվում է նաև նրանով, որ տիտանը հաճախ հանդիպում է բնական միներալներում այդ տարրերի հետ միասին։ Միավալենտ հալոգեններով (ֆտոր, բրոմ, քլոր և յոդ) այն կարող է ձևավորել երկտրի- և տետրա միացություններ, ծծմբով և իր խմբի տարրերով (սելեն, թելուր)՝ մոնո- և դիսուլֆիդներ, թթվածնի հետ՝ օքսիդներ, երկօքսիդներ և եռօքսիդներ։ .

Տիտանը միացություններ է առաջացնում նաև ջրածնի (հիդրիդներ), ազոտի (նիտրիդներ), ածխածնի (կարբիդներ), ֆոսֆորի (ֆոսֆիդներ), մկնդեղի (արսիդների), ինչպես նաև բազմաթիվ մետաղների հետ միացություններ՝ միջմետաղական միացություններ։ Տիտանը ձևավորում է ոչ միայն պարզ, այլև բազմաթիվ բարդ միացություններ, որոնց միացություններից շատերը օրգանական նյութեր. Ինչպես երևում է միացությունների ցանկից, որոնցում կարող է մասնակցել տիտանը, այն քիմիապես շատ ակտիվ է։ Եվ միևնույն ժամանակ, տիտանը բացառիկ բարձր կոռոզիոն դիմադրություն ունեցող սակավաթիվ մետաղներից է. այն գործնականում հավերժական է օդի մթնոլորտում, սառը և եռացող ջրում և շատ դիմացկուն է կոռոզիայից։ ծովի ջուր, բազմաթիվ աղերի, անօրգանական և օրգանական թթուների լուծույթներում։ Ծովի ջրում կոռոզիոն դիմադրության առումով այն գերազանցում է բոլոր մետաղներին, բացառությամբ ազնիվների՝ ոսկի, պլատին և այլն, չժանգոտվող պողպատի, նիկելի, պղնձի և այլ համաձուլվածքների տեսակների մեծ մասը։ Ջրի մեջ, շատ ագրեսիվ միջավայրերում, մաքուր տիտանը ենթակա չէ կոռոզիայի: Դիմացկուն է տիտանի և էրոզիայի կոռոզիայից, որոնք առաջանում են մետաղի վրա քիմիական և մեխանիկական ազդեցությունների համակցության արդյունքում: Այս առումով այն չի զիջում չժանգոտվող պողպատների, պղնձի հիմքով համաձուլվածքների և այլ կառուցվածքային նյութերի լավագույն դասակարգերին: Տիտանը նաև լավ է դիմադրում հոգնածության կոռոզիային, որը հաճախ դրսևորվում է մետաղի ամբողջականության և ամրության խախտման տեսքով (ճեղքվածք, տեղական կոռոզիոն կենտրոններ և այլն): Տիտանի վարքագիծը շատ ագրեսիվ միջավայրերում, ինչպիսիք են ազոտը, հիդրոքլորային, ծծմբային, «aqua regia» և այլ թթուներ և ալկալիներ, զարմանալի և հիացմունքի արժանի են այս մետաղի համար:

Տիտանը շատ հրակայուն մետաղ է։ Երկար ժամանակ համարվում էր, որ այն հալվում է 1800 ° C ջերմաստիճանում, բայց 50-ականների կեսերին: Անգլիացի գիտնականներ Դիարդորֆը և Հեյսը հաստատել են մաքուր տարրական տիտանի հալման կետը: Այն կազմել է 1668 ± 3 ° C: Իր հրակայունությամբ տիտանը զիջում է միայն այնպիսի մետաղներին, ինչպիսիք են վոլֆրամը, տանտալը, նիոբիումը, ռենիումը, մոլիբդենը, պլատինոիդները, ցիրկոնիումը, իսկ կառուցվածքային հիմնական մետաղների թվում առաջին տեղում է: Տիտանի՝ որպես մետաղի ամենակարևոր հատկանիշը եզակի ֆիզիկական և քիմիական հատկություններն են՝ ցածր խտություն, բարձր ամրություն, կարծրություն և այլն։ Հիմնական բանը այն է, որ այդ հատկությունները էապես չեն փոխվում բարձր ջերմաստիճանի դեպքում։

Տիտանը թեթև մետաղ է, նրա խտությունը 0°C-ում կազմում է ընդամենը 4,517 գ/սմ8, իսկ 100°C-ում՝ 4,506 գ/սմ3։ Տիտանը պատկանում է 5 գ/սմ3-ից պակաս տեսակարար կշիռ ունեցող մետաղների խմբին։ Սա ներառում է բոլորը ալկալիական մետաղներ(նատրիում, կադիում, լիթիում, ռուբիդիում, ցեզիում) 0,9–1,5 գ/սմ3 տեսակարար կշռով, մագնեզիում (1,7 գ/սմ3), ալյումին (2,7 գ/սմ3) և այլն։ Տիտանը 1,5 անգամ ավելի ծանր է, քան ալյումինը, և դրանում, իհարկե, կորցնում է նրան, բայց 1,5 անգամ ավելի թեթև է, քան երկաթը (7,8 գ/սմ3): Այնուամենայնիվ, վերցնելով տեսակարար կշիռըմիջանկյալ դիրքը ալյումինի և երկաթի միջև, տիտանն իր մեխանիկական հատկություններով բազմիցս գերազանցում է դրանց։ Տիտանը ունի զգալի կարծրություն՝ այն 12 անգամ ավելի կարծր է, քան ալյումինը, 4 անգամ ավելի կարծր, քան երկաթը և պղնձը։ Մետաղի մեկ այլ կարևոր հատկանիշը նրա զիջման ուժն է: Որքան բարձր է այն, այնքան ավելի լավ են այս մետաղից պատրաստված մասերը դիմադրում գործառնական բեռներին: Տիտանի թողունակությունը գրեթե 18 անգամ ավելի բարձր է, քան ալյումինինը: Տիտանի համաձուլվածքների հատուկ ուժը կարող է աճել 1,5–2 գործակցով։ Նրա բարձր մեխանիկական հատկությունները լավ պահպանված են մինչև մի քանի հարյուր աստիճան ջերմաստիճանում։ Մաքուր տիտանը հարմար է բոլոր տեսակի մշակման համար տաք և սառը վիճակում. այն կարելի է երկաթի պես կեղծել, գծել և նույնիսկ մետաղալար դարձնել, փաթաթել մինչև 0,01 մմ հաստությամբ թիթեղներ, ժապավեններ և փայլաթիթեղներ:

Ի տարբերություն մետաղների մեծ մասի, տիտանը ունի զգալի էլեկտրական դիմադրություն. եթե արծաթի էլեկտրական հաղորդունակությունը վերցվում է 100, ապա պղնձի էլեկտրական հաղորդունակությունը 94 է, ալյումինը 60, երկաթը և պլատինը -15, իսկ տիտանը ընդամենը 3,8 է։ Տիտանը պարամագնիսական մետաղ է, մագնիսական դաշտում երկաթի պես չի մագնիսացվում, բայց պղնձի նման դուրս չի մղվում։ Նրա մագնիսական զգայունությունը շատ թույլ է, այս հատկությունը կարող է օգտագործվել շինարարության մեջ։ Տիտանն ունի համեմատաբար ցածր ջերմային հաղորդունակություն՝ ընդամենը 22,07 Վտ / (mK), որը մոտավորապես 3 անգամ ցածր է երկաթի ջերմային հաղորդունակությունից, 7 անգամ ցածր մագնեզիումից, 17–20 անգամ ավելի ցածր, քան ալյումինը և պղնձը: Համապատասխանաբար, տիտանի գծային ջերմային ընդարձակման գործակիցը ավելի ցածր է, քան մյուս կառուցվածքային նյութերը. 20 C ջերմաստիճանում այն ​​1,5 անգամ ցածր է երկաթից, 2-ը` պղնձի և գրեթե 3-ի համար` ալյումինի համար: Այսպիսով, տիտանը էլեկտրականության և ջերմության վատ հաղորդիչ է:

Այսօր տիտանի համաձուլվածքները լայնորեն կիրառվում են ավիացիոն տեխնիկայում։ Տիտանի համաձուլվածքները առաջին անգամ օգտագործվել են արդյունաբերական մասշտաբով ինքնաթիռների ռեակտիվ շարժիչների կառուցման ժամանակ։ Տիտանի օգտագործումը ռեակտիվ շարժիչների նախագծման մեջ հնարավորություն է տալիս նվազեցնել դրանց քաշը 10...25%-ով: Մասնավորապես, կոմպրեսորային սկավառակներն ու շեղբերները, օդի ընդունման մասերը, ուղեցույցները և ամրացնողները պատրաստված են տիտանի համաձուլվածքներից: Տիտանի համաձուլվածքները անփոխարինելի են գերձայնային ինքնաթիռների համար: Թռիչքի արագությունների աճը Ինքնաթիռհանգեցրել է մաշկի ջերմաստիճանի բարձրացման, ինչի արդյունքում ալյումինի համաձուլվածքներն այլևս չեն բավարարում պահանջները ավիացիոն տեխնոլոգիագերձայնային արագություններ. Մաշկի ջերմաստիճանն այս դեպքում հասնում է 246...316 °C-ի։ Այս պայմաններում պարզվեց, որ տիտանի համաձուլվածքները ամենաընդունելի նյութն են։ 70-ականներին զգալիորեն ավելացավ տիտանի համաձուլվածքների օգտագործումը քաղաքացիական ինքնաթիռների օդանավերի շրջանակի համար։ Միջին հեռահարության TU-204 ինքնաթիռում տիտանի համաձուլվածքներից պատրաստված մասերի ընդհանուր զանգվածը 2570 կգ է։ Ուղղաթիռներում տիտանի օգտագործումը աստիճանաբար ընդլայնվում է, հիմնականում հիմնական ռոտորային համակարգի, շարժիչի և կառավարման համակարգի մասերի համար: Հրթիռագիտության մեջ կարևոր տեղ են զբաղեցնում տիտանի համաձուլվածքները։

Ծովի ջրի բարձր կոռոզիոն դիմադրության շնորհիվ տիտանը և նրա համաձուլվածքները օգտագործվում են նավաշինության մեջ՝ պտուտակների, նավերի ծածկույթի, սուզանավերի, տորպեդների և այլնի արտադրության համար։ Կեղևները չեն կպչում տիտանի և նրա համաձուլվածքների վրա, որոնք կտրուկ մեծացնում են նավի դիմադրությունը, երբ այն շարժվում է։ Աստիճանաբար ընդլայնվում են տիտանի կիրառման ոլորտները։ Տիտանը և նրա համաձուլվածքները օգտագործվում են քիմիական, նավթաքիմիական, ցելյուլոզայի և թղթի և սննդի արդյունաբերության, գունավոր մետալուրգիայի, էներգետիկայի, էլեկտրոնիկայի, միջուկային տեխնոլոգիայի, էլեկտրոլիկայի, զենքի արտադրության մեջ, զրահապատ թիթեղների, վիրաբուժական գործիքների արտադրության մեջ, վիրաբուժական իմպլանտներ, աղազերծման կայաններ, ավտոպահեստամասեր, սպորտային սարքավորումներ (գոլֆի մահակներ, մագլցման սարքավորումներ), ժամացույցների մասեր և նույնիսկ զարդեր: Տիտանի ազոտավորումը հանգեցնում է նրա մակերեսի վրա ոսկե թաղանթի ձևավորմանը, որը գեղեցկությամբ չի զիջում իրական ոսկուն։

TiO2-ի հայտնաբերումը գրեթե միաժամանակ և ինքնուրույն է կատարել անգլիացի Վ.Գրեգորը և գերմանացի քիմիկոս Մ.Գ.Կլապրոտը։ Վ.Գրեգորը, ուսումնասիրելով մագնիսական գունավոր ավազի բաղադրությունը (Creed, Cornwall, England, 1791), մեկուսացրեց անհայտ մետաղի նոր «հող» (օքսիդ), որը նա անվանեց menaken: 1795 թվականին գերմանացի քիմիկոս Կլապրոտը հայտնաբերեց նոր տարր հանքային ռուտիլում և այն անվանեց տիտան: Երկու տարի անց Կլապրոտը հաստատեց, որ ռուտիլը և մենակեն հողը նույն տարրի օքսիդներն են, որոնց հետևում մնացել է Կլապրոտի առաջարկած «տիտան» անվանումը։ 10 տարի անց տիտանի հայտնաբերումը տեղի ունեցավ երրորդ անգամ։ Ֆրանսիացի գիտնական Լ.Վոկելենը անատազում հայտնաբերեց տիտանը և ապացուցեց, որ ռուտիլն ու անատազը տիտանի օքսիդներ են:

Մետաղական տիտանի առաջին նմուշը ստացվել է 1825 թվականին Ջ. Յա Բերզելիուսի կողմից։ Տիտանի բարձր քիմիական ակտիվության և նրա մաքրման բարդության պատճառով հոլանդացիներ Ա. վան Արկելը և Ի. դե Բուրը 1925 թվականին ստացան մաքուր Ti նմուշ՝ տիտանի յոդիդ TiI4 գոլորշու ջերմային տարրալուծմամբ։

Բնության մեջ տիտանը 10-րդն է ամենից շատ: Երկրակեղևում պարունակությունը կազմում է 0,57% զանգվածով, ծովի ջրում՝ 0,001 մգ/լ։ Ուլտրահիմնային ապարներում՝ 300 գ/տ, հիմնային ապարներում՝ 9 կգ/տ, թթվային ապարներում՝ 2,3 կգ/տ, կավերում և թերթաքարերում՝ 4,5 կգ/տ։ Երկրակեղևում տիտանը գրեթե միշտ քառավալենտ է և առկա է միայն թթվածնային միացություններում։ Այն չի առաջանում ազատ տեսքով: Տիտանը եղանակային պայմանների և տեղումների պայմաններում ունի երկրաքիմիական կապ Al2O3-ի նկատմամբ: Այն կենտրոնացած է եղանակային կեղևի բոքսիտներում և ծովային կավե նստվածքներում։ Տիտանի փոխանցումն իրականացվում է միներալների մեխանիկական բեկորների և կոլոիդների տեսքով։ Որոշ կավերում կուտակվում է մինչև 30% TiO2 ըստ քաշի։ Տիտանի միներալները դիմացկուն են եղանակային պայմանների նկատմամբ և մեծ կոնցենտրացիաներ են կազմում պլաստերներում: Հայտնի են տիտանի պարունակող ավելի քան 100 միներալներ։ Դրանցից ամենակարեւորներն են՝ ռուտիլ TiO2, իլմենիտ FeTiO3, տիտանամագնետիտ FeTiO3 + Fe3O4, պերովսկիտ CaTiO3, տիտանիտ CaTiSiO5։ Կան առաջնային տիտանի հանքաքարեր՝ իլմենիտ-տիտանոմագնետիտ և պլասեր՝ ռուտիլ-իլմենիտ-ցիրկոն։

Հիմնական հանքաքարերը՝ իլմենիտ (FeTiO3), ռուտիլ (TiO2), տիտանիտ (CaTiSiO5):

2002 թվականին արդյունահանված տիտանի 90%-ն օգտագործվել է TiO2 տիտանի երկօքսիդի արտադրության համար։ Տիտանի երկօքսիդի համաշխարհային արտադրությունը կազմել է տարեկան 4,5 մլն տոննա։ Տիտանի երկօքսիդի հաստատված պաշարները (առանց Ռուսաստանի) կազմում են մոտ 800 մլն տոննա, 2006 թվականի համար, ըստ ԱՄՆ երկրաբանական ծառայության տվյալների, տիտանի երկօքսիդի առումով և առանց Ռուսաստանի, իլմենիտի հանքաքարի պաշարները կազմում են 603-673 մլն տոննա, իսկ ռուտիլը. - 49,7- 52,7 մլն տոննա Այսպիսով, արտադրության ներկայիս տեմպերով տիտանի աշխարհի ապացուցված պաշարները (առանց Ռուսաստանի) կբավականացնեն ավելի քան 150 տարի։

Ռուսաստանը Չինաստանից հետո աշխարհում երկրորդն է տիտանի պաշարներով: Ռուսաստանում տիտանի հանքային ռեսուրսների բազան բաղկացած է 20 հանքավայրերից (որոնցից 11-ը առաջնային են, իսկ 9-ը՝ ալյուվիալ), բավականին հավասարաչափ ցրված ամբողջ երկրում։ Հետազոտված հանքավայրերից ամենամեծը (Յարեգսկոյե) գտնվում է Ուխտա քաղաքից (Կոմի Հանրապետություն) 25 կմ հեռավորության վրա։ Հանքավայրի պաշարները գնահատվում են 2 մլրդ տոննա հանքաքար՝ տիտանի երկօքսիդի միջին պարունակությամբ՝ մոտ 10%։

Տիտանի աշխարհի ամենամեծ արտադրողը. Ռուսական ընկերություն«VSMPO-AVISMA».

Որպես կանոն, տիտանի և դրա միացությունների արտադրության մեկնարկային նյութը տիտանի երկօքսիդն է՝ համեմատաբար փոքր քանակությամբ կեղտերով։ Մասնավորապես, դա կարող է լինել ռուտիլային խտանյութ, որը ստացվել է տիտանի հանքաքարերի հարստացման ժամանակ։ Սակայն աշխարհում ռուտիլի պաշարները խիստ սահմանափակ են, և ավելի հաճախ օգտագործվում է այսպես կոչված սինթետիկ ռուտիլը կամ տիտանի խարամը, որը ստացվում է իլմենիտային խտանյութերի մշակման ժամանակ։ Տիտանի խարամ ստանալու համար իլմենիտի խտանյութը կրճատվում է էլեկտրական աղեղային վառարանում, մինչդեռ երկաթը բաժանվում է մետաղական փուլի (չուգուն), և ոչ կրճատված տիտանի օքսիդներն ու կեղտերը կազմում են խարամի փուլ: Հարուստ խարամը մշակվում է քլորիդ կամ ծծմբաթթվի մեթոդով։

Մաքուր և համաձուլվածքների տեսքով

Գագարինի տիտանի հուշարձանը Մոսկվայի Լենինսկի պողոտայում

Մետաղն օգտագործվում է. արդյունաբերական գործընթացներ(աղազերծման կայաններ, ցելյուլոզայի և թղթի գործընթացներ), ավտոմոբիլային արդյունաբերություն, գյուղատնտեսական արդյունաբերություն, սննդի արդյունաբերություն, պիրսինգ ոսկերչություն, բժշկական արդյունաբերություն (պրոթեզներ, օստեոպրոթեզներ), ատամնաբուժական և էնդոդոնտիկ գործիքներ, ատամնաբուժական իմպլանտներ, սպորտային ապրանքներ, զարդեր (Ալեքսանդր Խոմով), Բջջային հեռախոսները, թեթև համաձուլվածքներ և այլն։ Ամենակարևորն է կառուցվածքային նյութինքնաթիռների, հրթիռների և նավաշինության մեջ:

Տիտանի ձուլումն իրականացվում է վակուումային վառարաններում՝ գրաֆիտի կաղապարներում։ Օգտագործվում է նաև վակուումային ներդրումային ձուլում։ Տեխնոլոգիական դժվարությունների պատճառով այն սահմանափակ չափով օգտագործվում է գեղարվեստական ​​ձուլման մեջ։ Աշխարհում առաջին մոնումենտալ ձուլածո տիտանի քանդակը Յուրի Գագարինի հուշարձանն է Մոսկվայի նրա անվան հրապարակում։

Տիտանը համաձուլվածքային հավելում է բազմաթիվ լեգիրված պողպատների և շատ հատուկ համաձուլվածքների մեջ:

Նիտինոլը (նիկել-տիտան) ձևի հիշողության համաձուլվածք է, որն օգտագործվում է բժշկության և տեխնոլոգիայի մեջ:

Տիտանի ալյումինիդները շատ դիմացկուն են օքսիդացման և ջերմակայուն, ինչն իր հերթին որոշեց դրանց օգտագործումը ավիացիայի և ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ որպես կառուցվածքային նյութեր:

Տիտանը բարձր վակուումային պոմպերում օգտագործվող ամենատարածված ստացող նյութերից մեկն է:

Սպիտակ տիտանի երկօքսիդը (TiO2) օգտագործվում է ներկերի (օրինակ՝ տիտանի սպիտակ), ինչպես նաև թղթի և պլաստիկի արտադրության մեջ։ Սննդային հավելում E171.

Օրգանոտանիումի միացությունները (օրինակ՝ տետրաբուտոքսիտիտան) օգտագործվում են որպես կատալիզատոր և կարծրացուցիչ քիմիական և ներկերի արդյունաբերության մեջ:

Տիտանի անօրգանական միացություններն օգտագործվում են քիմիական, էլեկտրոնային, ապակե մանրաթելերի արդյունաբերության մեջ որպես հավելումներ կամ ծածկույթներ:

Տիտանի կարբիդը, տիտանի դիբորիդը, տիտանի կարբոնիտրիդը մետաղների վերամշակման համար գերկարծր նյութերի կարևոր բաղադրիչներն են։

Տիտանի նիտրիդը օգտագործվում է գործիքները, եկեղեցական գմբեթները ծածկելու և կոստյումների զարդերի արտադրության մեջ, քանի որ. ունի ոսկեգույն գույն:

Բարիումի տիտանատ BaTiO3, կապարի տիտանատ PbTiO3 և մի շարք այլ տիտանատներ ֆերոէլեկտրիկներ են։

Կան բազմաթիվ տիտանի համաձուլվածքներ տարբեր մետաղներով: Լեգիրման տարրերը բաժանվում են երեք խմբի՝ կախված պոլիմորֆ փոխակերպման ջերմաստիճանի վրա իրենց ազդեցությունից՝ բետա կայունացուցիչներ, ալֆա կայունացուցիչներ և չեզոք կարծրացուցիչներ։ Առաջինները իջեցնում են փոխակերպման ջերմաստիճանը, երկրորդները մեծացնում են այն, իսկ երկրորդները չեն ազդում դրա վրա, այլ հանգեցնում են մատրիցայի լուծույթի կարծրացմանը։ Ալֆա կայունացուցիչների օրինակներ՝ ալյումին, թթվածին, ածխածին, ազոտ: Բետա կայունացուցիչներ՝ մոլիբդեն, վանադիում, երկաթ, քրոմ, նիկել: Չեզոք կարծրացուցիչներ՝ ցիրկոնիում, անագ, սիլիցիում: Բետա կայունացուցիչներն իրենց հերթին բաժանվում են բետա-իզոմորֆ և բետա-էուտեկտոիդ ձևավորող: Ամենատարածված տիտանի համաձուլվածքը Ti-6Al-4V խառնուրդն է (ռուսական դասակարգմամբ՝ VT6):

60% - ներկ;

20% - պլաստիկ;

13% - թուղթ;

7%՝ մեքենաշինություն։

15-25 դոլար մեկ կիլոգրամի համար՝ կախված մաքրությունից։

Կոպիտ տիտանի (տիտանային սպունգ) մաքրությունը և աստիճանը սովորաբար որոշվում է նրա կարծրությամբ, որը կախված է կեղտերի պարունակությունից: Ամենատարածված ապրանքանիշերն են TG100 և TG110:

Ֆերոտիտանի (նվազագույնը 70% տիտանի) գինը 2010թ. 12.22.2010-ի դրությամբ կազմում է 6,82 դոլար մեկ կիլոգրամի դիմաց: 01.01.2010թ. գինը եղել է 5,00 դոլար մեկ կիլոգրամի համար:

Ռուսաստանում տիտանի գները 2012 թվականի սկզբին կազմում էին 1200-1500 ռուբլի/կգ։

Առավելությունները:

ցածր խտությունը (4500 կգ / մ3) օգնում է նվազեցնել օգտագործվող նյութի զանգվածը.

բարձր մեխանիկական ուժ: Հարկ է նշել, որ ժ բարձր ջերմաստիճաններ(250-500 °C) տիտանի համաձուլվածքներն իրենց ուժով գերազանցում են բարձր ամրության ալյումինի և մագնեզիումի համաձուլվածքները;

անսովոր բարձր կոռոզիոն դիմադրություն՝ շնորհիվ տիտանի՝ մակերեսի վրա TiO2 օքսիդի բարակ (5-15 մկմ) շարունակական թաղանթներ ձևավորելու ունակության, որոնք ամուր կապված են մետաղի զանգվածին.

լավագույն տիտանի համաձուլվածքների հատուկ ուժը (ուժի և խտության հարաբերակցությունը) հասնում է 30-35-ի կամ ավելի, ինչը գրեթե երկու անգամ գերազանցում է լեգիրված պողպատների հատուկ ուժը:

Թերություններ:

արտադրության բարձր արժեքը, տիտանը շատ ավելի թանկ է, քան երկաթը, ալյումինը, պղինձը, մագնեզիումը;

ակտիվ փոխազդեցություն բարձր ջերմաստիճաններում, հատկապես հեղուկ վիճակում, մթնոլորտը կազմող բոլոր գազերի հետ, ինչի արդյունքում տիտանը և նրա համաձուլվածքները կարող են հալվել միայն վակուումում կամ միջավայրում։ իներտ գազեր;

դժվարություններ, որոնք կապված են տիտանի թափոնների արտադրության հետ.

վատ հակաշփման հատկություններ, քանի որ տիտանը կպչում է բազմաթիվ նյութերին, տիտանի հետ զուգակցված տիտանը չի կարող աշխատել շփման համար.

տիտանի և նրա համաձուլվածքներից շատերի բարձր հակվածությունը ջրածնի փխրունության և աղի կոռոզիայի նկատմամբ.

վատ մեքենայություն, որը նման է ավստենիտիկ չժանգոտվող պողպատներին.

բարձր ռեակտիվությունը, բարձր ջերմաստիճանում հացահատիկի աճի միտումը և եռակցման ցիկլի ընթացքում փուլային փոխակերպումները դժվարություններ են առաջացնում տիտանի եռակցման գործում:

Տիտանի հիմնական մասը ծախսվում է ավիացիայի և հրթիռային տեխնոլոգիաների և ծովային նավաշինության կարիքների վրա։ Տիտանը (ֆերրոտիտան) օգտագործվում է որպես լեգիրող հավելում բարձրորակ պողպատներին և որպես դեօքսիդացնող միջոց։ Տեխնիկական տիտանն օգտագործվում է տանկերի, քիմիական ռեակտորների, խողովակաշարերի, կցամասերի, պոմպերի, փականների և ագրեսիվ միջավայրում գործող այլ ապրանքների արտադրության համար: Ցանցերը և էլեկտրավակուումային սարքերի այլ մասերը, որոնք աշխատում են բարձր ջերմաստիճաններում, պատրաստված են կոմպակտ տիտանից:

Որպես կառուցվածքային նյութ օգտագործման առումով տիտանը 4-րդ տեղում է՝ զիջելով միայն Al-ին, Fe-ին և Mg-ին։ Տիտանի ալյումինիդները շատ դիմացկուն են օքսիդացման և ջերմակայուն, ինչն իր հերթին որոշեց դրանց օգտագործումը ավիացիայի և ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ որպես կառուցվածքային նյութեր: Տիտանի կենսաբանական անվտանգությունը այն դարձնում է հիանալի նյութ սննդի արդյունաբերության և վերականգնողական վիրաբուժության համար:

Տիտանը և նրա համաձուլվածքները լայնորեն օգտագործվում են ճարտարագիտության մեջ՝ շնորհիվ իրենց բարձր մեխանիկական ուժի, որը պահպանվում է բարձր ջերմաստիճանների, կոռոզիոն դիմադրության, ջերմակայունության, հատուկ ուժի, ցածր խտության և այլ օգտակար հատկությունների պատճառով: Տիտանի և դրա համաձուլվածքների բարձր արժեքը շատ դեպքերում փոխհատուցվում է նրանց ավելի մեծ կատարողականությամբ, և որոշ դեպքերում դրանք միակ նյութն են, որից հնարավոր է արտադրել սարքավորումներ կամ կառուցվածքներ, որոնք կարող են աշխատել տվյալ հատուկ պայմաններում:

Տիտանի համաձուլվածքները կարևոր դեր են խաղում ավիացիոն տեխնոլոգիայի մեջ, որտեղ նպատակն է ստանալ ամենաթեթև դիզայնը` զուգորդված պահանջվող ամրության հետ: Տիտանը թեթև է այլ մետաղների համեմատ, բայց միևնույն ժամանակ կարող է աշխատել բարձր ջերմաստիճանի դեպքում։ Տիտանի համաձուլվածքները օգտագործվում են մաշկի, ամրացնող մասերի, հոսանքի ապարատի, շասսիի մասերի և տարբեր ագրեգատների պատրաստման համար: Նաև այդ նյութերն օգտագործվում են ինքնաթիռների ռեակտիվ շարժիչների կառուցման մեջ: Սա թույլ է տալիս նվազեցնել նրանց քաշը 10-25%-ով: Տիտանի համաձուլվածքները օգտագործվում են կոմպրեսորային սկավառակների և շեղբերների, օդի ընդունման և ուղղորդող թիակների մասերի և ամրացումների արտադրության համար:

Տիտանը և նրա համաձուլվածքները օգտագործվում են նաև հրթիռային գիտության մեջ։ Տեսանկյունից կարճաժամկետ աշխատանքշարժիչները և մթնոլորտի խիտ շերտերի արագ անցումը հրթիռային գիտության մեջ, հոգնածության ուժի, ստատիկ դիմացկունության և մասամբ սողվելու խնդիրները հիմնականում վերացվում են:

Տեխնիկական տիտանը հարմար չէ ավիացիոն կիրառությունների համար՝ իր անբավարար բարձր ջերմակայունության պատճառով, բայց իր բացառիկ բարձր կոռոզիոն դիմադրության պատճառով, որոշ դեպքերում այն ​​անփոխարինելի է քիմիական արդյունաբերության և նավաշինության մեջ: Այսպիսով, այն օգտագործվում է կոմպրեսորների և պոմպերի արտադրության մեջ այնպիսի ագրեսիվ միջավայրեր մղելու համար, ինչպիսիք են ծծմբային և աղաթթուև դրանց աղերը, խողովակաշարերը, փականները, ավտոկլավները, տարբեր տարաներ, զտիչներ և այլն: Միայն տիտանն ունի կոռոզիոն դիմադրություն այնպիսի միջավայրերում, ինչպիսիք են թաց քլորը, ջուրը և այլն: թթվային լուծույթներքլոր, հետևաբար քլորի արդյունաբերության սարքավորումները պատրաստված են այս մետաղից: Տիտանը օգտագործվում է ջերմափոխանակիչներ պատրաստելու համար, որոնք աշխատում են քայքայիչ միջավայրում, օրինակ՝ ներս ազոտական ​​թթու(ոչ ծխացող): Նավաշինության մեջ տիտանն օգտագործվում է պտուտակների, նավերի, սուզանավերի, տորպեդների և այլնի արտադրության համար։ Կեղևները չեն կպչում տիտանի և նրա համաձուլվածքների վրա, որոնք կտրուկ մեծացնում են նավի դիմադրությունը, երբ այն շարժվում է։

Տիտանի համաձուլվածքները խոստումնալից են շատ այլ ծրագրերում օգտագործելու համար, սակայն տեխնոլոգիայի մեջ դրանց օգտագործումը սահմանափակված է տիտանի բարձր գնով և սակավությամբ:

Տիտանի միացությունները լայնորեն կիրառվում են նաև տարբեր ոլորտներում։ Տիտանի կարբիդն ունի բարձր կարծրություն և օգտագործվում է կտրող գործիքների և հղկող նյութերի արտադրության մեջ: Սպիտակ տիտանի երկօքսիդը (TiO2) օգտագործվում է ներկերի (օրինակ՝ տիտանի սպիտակ), ինչպես նաև թղթի և պլաստիկի արտադրության մեջ։ Օրգանոտանիումի միացությունները (օրինակ՝ տետրաբուտոքսիտիտան) օգտագործվում են որպես կատալիզատոր և կարծրացուցիչ քիմիական և ներկերի արդյունաբերության մեջ: Տիտանի անօրգանական միացությունները օգտագործվում են քիմիական, էլեկտրոնային, ապակեպլաստե արդյունաբերության մեջ՝ որպես հավելում։ Տիտանի դիբորիդը գերկարծր մետաղամշակման նյութերի կարևոր բաղադրիչն է: Տիտանի նիտրիդը օգտագործվում է գործիքները ծածկելու համար:

Տիտանի առկա բարձր գներով այն հիմնականում օգտագործվում է ռազմական տեխնիկայի արտադրության համար, որտեղ հիմնական դերը պատկանում է ոչ թե արժեքին, այլ տեխնիկական բնութագրին։ Այնուամենայնիվ, կան հայտնի կիրառումներ եզակի հատկություններտիտան քաղաքացիական կարիքների համար: Քանի որ տիտանի գինը նվազում է, և դրա արտադրությունն աճում է, այդ մետաղի օգտագործումը ռազմական և քաղաքացիական նպատակներով ավելի ու ավելի կընդլայնվի:

Ավիացիա. Տիտանի և դրա համաձուլվածքների ցածր տեսակարար կշիռը և բարձր ամրությունը (հատկապես բարձր ջերմաստիճանի դեպքում) դրանք դարձնում են բարձրարժեք ավիացիոն նյութեր: Ինքնաթիռների շինարարության և ինքնաթիռների շարժիչների արտադրության ոլորտում տիտանն ավելի ու ավելի է փոխարինում ալյումինին և չժանգոտվող պողպատին։ Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ ալյումինը արագ կորցնում է իր ուժը: Մյուս կողմից, տիտանն ունի հստակ առավելություն ուժի առումով մինչև 430 ° C ջերմաստիճանում, և այս կարգի բարձր ջերմաստիճանը տեղի է ունենում. բարձր արագություններաերոդինամիկ ջեռուցման պատճառով: Ավիացիայում պողպատը տիտանով փոխարինելու առավելությունը քաշի նվազեցումն է՝ առանց ուժը զոհաբերելու: Քաշի ընդհանուր նվազումը բարձր ջերմաստիճաններում կատարողականի բարձրացման հետ միասին թույլ է տալիս բարձրացնել օդանավերի օգտակար բեռնվածությունը, հեռահարությունը և մանևրելիությունը: Սա բացատրում է ջանքերը, որոնք ուղղված են ինքնաթիռների շինարարության մեջ տիտանի օգտագործման ընդլայնմանը շարժիչների արտադրության, ֆյուզելաժների կառուցման, կաշվի և նույնիսկ ամրացումների արտադրության մեջ:

Ռեակտիվ շարժիչների կառուցման ժամանակ տիտանը հիմնականում օգտագործվում է կոմպրեսորային շեղբերների, տուրբինային սկավառակների և շատ այլ դրոշմավորված մասերի արտադրության համար։ Այստեղ տիտանը փոխարինում է չժանգոտվող և ջերմամշակված լեգիրված պողպատներին: Շարժիչի քաշի մեկ կիլոգրամ խնայողությունը խնայում է մինչև 10 կգ օդանավի ընդհանուր քաշը ֆյուզելյաժի լուսավորության պատճառով: Հետագայում նախատեսվում է օգտագործել թիթեղային տիտան շարժիչի այրման խցիկների պատյանների արտադրության համար։

Ինքնաթիռների շինարարության մեջ տիտանը լայնորեն օգտագործվում է բարձր ջերմաստիճանում աշխատող ֆյուզելաժի մասերի համար: Թիթեղային տիտանն օգտագործվում է բոլոր տեսակի պատյանների, մալուխների պաշտպանիչ պատյանների և արկերի ուղեցույցների արտադրության համար: Լեգիրված տիտանի թիթեղներից պատրաստվում են տարբեր խստացնող տարրեր, ֆյուզելաժի շրջանակներ, կողիկներ և այլն:

Շղարշները, փեղկերը, մալուխի պատյանները և արկերի ուղեցույցները պատրաստված են չլեգիրված տիտանից: Լեգիրված տիտանն օգտագործվում է ֆյուզելաժի շրջանակի, շրջանակների, խողովակաշարերի և հրդեհային պատնեշների արտադրության համար:

Տիտանն ավելի ու ավելի է օգտագործվում F-86 և F-100 ինքնաթիռների կառուցման մեջ: Ապագայում տիտանից կպատրաստվեն վայրէջքի սարքերի դռներ, հիդրավլիկ խողովակաշարեր, արտանետվող խողովակներ և վարդակներ, ցցիկներ, փեղկեր, ծալովի հենարաններ և այլն:

Տիտանը կարող է օգտագործվել զրահապատ թիթեղներ, պտուտակների շեղբեր և պատյանների տուփեր պատրաստելու համար։

Ներկայումս տիտանն օգտագործվում է մաշկի համար նախատեսված Douglas X-3, Republic F-84F, Curtiss-Wright J-65 և Boeing B-52 ռազմական ինքնաթիռների կառուցման մեջ։

Տիտանը օգտագործվում է նաև DC-7 քաղաքացիական ինքնաթիռների կառուցման մեջ։ Դուգլաս ընկերությունը, փոխարինելով ալյումինի համաձուլվածքները և չժանգոտվող պողպատը տիտանով, շարժիչի պատնեշների և հրդեհային պատնեշների արտադրության մեջ, արդեն հասցրել է խնայել ինքնաթիռի կառուցվածքի քաշը մոտ 90 կգ: Ներկայումս այս ինքնաթիռի տիտանային մասերի քաշը կազմում է 2%, և ակնկալվում է, որ այդ ցուցանիշը կավելացվի մինչև ինքնաթիռի ընդհանուր քաշի 20%-ը։

Տիտանի օգտագործումը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել ուղղաթիռների քաշը։ Թիթեղ տիտան օգտագործվում է հատակների և դռների համար: Ուղղաթիռի քաշի զգալի կրճատում (մոտ 30 կգ) ձեռք է բերվել համաձուլված պողպատը տիտանով փոխարինելով՝ դրա ռոտորների շեղբերները պատելու համար:

Նավատորմ. Տիտանի և նրա համաձուլվածքների կոռոզիոն դիմադրությունը դրանք դարձնում է շատ արժեքավոր նյութ ծովում: ԱՄՆ ռազմածովային նախարարությունը լայնորեն հետաքննում է տիտանի կոռոզիոն դիմադրությունը ծխատար գազերի, գոլորշու, նավթի և ծովի ջրի ազդեցության նկատմամբ: Տիտանի բարձր տեսակարար ուժը գրեթե նույն նշանակությունն ունի ծովային գործերում։

Մետաղի ցածր տեսակարար կշիռը, զուգորդված կոռոզիոն դիմադրության հետ, մեծացնում է նավերի մանևրելու ունակությունը և հեռահարությունը, ինչպես նաև նվազեցնում է նյութական մասի պահպանման և դրա վերանորոգման ծախսերը:

Տիտանի կիրառությունները նավատորմում ներառում են սուզանավային դիզելային շարժիչների արտանետվող խլացուցիչներ, գործիքների սկավառակներ, կոնդենսատորների և ջերմափոխանակիչների համար բարակ պատերով խողովակներ: Փորձագետների կարծիքով, տիտանը, ինչպես ոչ մի այլ մետաղ, ի վիճակի է մեծացնել սուզանավերի արտանետվող խլացուցիչների կյանքը: Աղի ջրի, բենզինի կամ յուղի ազդեցության տակ գտնվող չափիչ սկավառակների համար տիտանը կապահովի ավելի լավ ամրություն: Հետազոտվում է ջերմափոխանակիչ խողովակների արտադրության համար տիտանի օգտագործման հնարավորությունը, որը պետք է կոռոզիակայուն լինի խողովակները դրսից լվացող ծովի ջրում և միևնույն ժամանակ դիմադրի դրանց ներսում հոսող արտանետվող կոնդենսատի ազդեցությանը: Դիտարկվում է տիտանից ալեհավաքների և ռադարային կայանքների բաղադրամասերի արտադրության հնարավորությունը, որոնք պետք է դիմադրեն ծխատար գազերի և ծովի ջրի ազդեցությանը: Տիտանը կարող է օգտագործվել նաև այնպիսի մասերի արտադրության համար, ինչպիսիք են փականները, պտուտակները, տուրբինի մասերը և այլն:

Հրետանային. Ըստ երևույթին, տիտանի ամենամեծ պոտենցիալ սպառողը կարող է լինել հրետանին, որտեղ ներկայումս ինտենսիվ հետազոտություններ են իրականացվում տարբեր նախատիպերի վերաբերյալ։ Այնուամենայնիվ, այս ոլորտում ստանդարտացված է միայն առանձին մասերի և տիտանի մասերի արտադրությունը: Շատ սահմանափակ օգտագործումըտիտանը հրետանու մեջ հետազոտությունների մեծ ծավալով բացատրվում է իր բարձր գնով։

Հետազոտվել են տարբեր մանրամասներ հրետանային տեխնիկապայմանական նյութերը տիտանով փոխարինելու հնարավորության առումով՝ տիտանի գների նվազման պայմանով։ Հիմնական ուշադրությունը դարձվել է այն մասերին, որոնց համար անհրաժեշտ է քաշի նվազեցում (ձեռքով տեղափոխվող և օդային ճանապարհով տեղափոխվող մասեր):

Պողպատի փոխարեն տիտանից պատրաստված հավանգ հիմք: Նման փոխարինմամբ և որոշակի փոփոխությունից հետո 22 կգ ընդհանուր քաշով երկու կեսից պողպատե ափսեի փոխարեն հնարավոր եղավ ստեղծել 11 կգ կշռող մեկ մաս։ Այս փոխարինման շնորհիվ հնարավոր է կրճատել սպասարկող անձնակազմի թիվը երեքից երկուսի։ Դիտարկվում է տիտան օգտագործելու հնարավորությունը ատրճանակի բոցասլանիչների արտադրության համար։

Փորձարկվում են տիտանից պատրաստված հրացանների ամրացումները, կառքի խաչերը և հետադարձ բալոնները: Լայն կիրառությունտիտան կարելի է ձեռք բերել կառավարվող արկերի և հրթիռների արտադրության մեջ։

Տիտանի և նրա համաձուլվածքների առաջին ուսումնասիրությունները ցույց տվեցին դրանցից զրահապատ թիթեղներ արտադրելու հնարավորությունը։ Պողպատե զրահի փոխարինում (հաստությունը 12,7 մմ) տիտանի զրահԱրկի նույն դիմադրությունը (հաստությունը 16 մմ) թույլ է տալիս, ըստ այս ուսումնասիրությունների, խնայել մինչև 25% քաշը:

Բարձրորակ տիտանի համաձուլվածքները հույս են ներշնչում պողպատե թիթեղները հավասար հաստությամբ տիտանի թիթեղներով փոխարինելու հնարավորության համար, ինչը խնայում է մինչև 44% քաշը: Արդյունաբերական կիրառությունտիտանը կապահովի ավելի մեծ մանևրելու ունակություն, կբարձրացնի ատրճանակի փոխադրման շրջանակը և ամրությունը: Օդային տրանսպորտի զարգացման ներկայիս մակարդակն ակնհայտ է դարձնում թեթև զրահապատ մեքենաների և տիտանից պատրաստված այլ մեքենաների առավելությունները։ Հրետանային գերատեսչությունը մտադիր է ապագայում հետևակին զինել սաղավարտներով, սվիններով, նռնականետերով և տիտանից պատրաստված ձեռքի բոցասայլերով։ Տիտանի համաձուլվածքն առաջին անգամ օգտագործվել է հրետանու մեջ՝ որոշ ավտոմատ հրացանների մխոցների արտադրության համար։

Տրանսպորտ. Զրահատեխնիկայի արտադրության մեջ տիտանի օգտագործման առավելություններից շատերը վերաբերում են նաև մեքենաներին:

Տրանսպորտային ինժեներական ձեռնարկությունների կողմից ներկայումս սպառվող կառուցվածքային նյութերի փոխարինումը տիտանով պետք է հանգեցնի վառելիքի սպառման կրճատմանը, ծանրաբեռնվածության հզորության ավելացմանը, կռունկի մեխանիզմների մասերի հոգնածության սահմանի ավելացմանը և այլն: երկաթուղիներանհրաժեշտ է նվազեցնել մահացած քաշը: Շարժակազմի ընդհանուր քաշի զգալի կրճատումը տիտանի օգտագործման շնորհիվ կխնայի քաշքշուկը, կնվազեցնի պարանոցների և առանցքի տուփերի չափերը:

Կցասայլերի համար կարևոր է նաև քաշը: Փոխադրամիջոց. Այստեղ առանցքների և անիվների արտադրության մեջ պողպատը տիտանով փոխարինելը նույնպես կբարձրացնի բեռնատարողությունը։

Այս բոլոր հնարավորությունները կարելի էր իրացնել տիտանի գինը 15-ից 2-3 դոլարի իջեցնելով տիտանի կիսաֆաբրիկատի մեկ ֆունտի դիմաց։

Քիմիական արդյունաբերություն. Քիմիական արդյունաբերության համար սարքավորումների արտադրության մեջ մետաղի կոռոզիոն դիմադրությունը մեծ նշանակություն ունի: Կարևոր է նաև նվազեցնել քաշը և բարձրացնել սարքավորման ուժը: Տրամաբանորեն պետք է ենթադրել, որ տիտանը կարող է մի շարք առավելություններ տալ դրանից թթուների, ալկալիների և անօրգանական աղերի տեղափոխման սարքավորումների արտադրության մեջ։ Տիտանի օգտագործման լրացուցիչ հնարավորություններ են բացվում այնպիսի սարքավորումների արտադրության մեջ, ինչպիսիք են տանկերը, սյուները, ֆիլտրերը և բոլոր տեսակի բարձր ճնշման բալոնները:

Տիտանի խողովակաշարերի օգտագործումը կարող է բարելավել լաբորատոր ավտոկլավներում և ջերմափոխանակիչներում ջեռուցման պարույրների արդյունավետությունը: Տիտանի կիրառելիությունը բալոնների արտադրության համար, որոնցում գազերն ու հեղուկները երկար ժամանակ պահվում են ճնշման տակ, վկայում է այրման արտադրանքի միկրովերլուծության մեջ ավելի ծանր ապակե խողովակի փոխարեն (ցուցադրված է նկարի վերին մասում): Իր փոքր պատի հաստության և ցածր տեսակարար կշռի շնորհիվ այս խողովակը կարող է կշռվել ավելի փոքր, ավելի զգայուն անալիտիկ մնացորդների վրա: Այստեղ թեթևության և կոռոզիոն դիմադրության համադրությունը բարելավում է քիմիական վերլուծության ճշգրտությունը:

Այլ հավելվածներ. Տիտանի օգտագործումը նպատակահարմար է սննդի, նավթի և էլեկտրական արդյունաբերության, ինչպես նաև վիրաբուժական գործիքների արտադրության և բուն վիրաբուժության մեջ:

Սննդի պատրաստման սեղանները, տիտանից պատրաստված գոլորշու սեղանները որակով գերազանցում են պողպատե արտադրանքին:

Նավթի և գազի հորատման արդյունաբերության մեջ կոռոզիայի դեմ պայքարը մեծ նշանակություն ունի, ուստի տիտանի օգտագործումը հնարավորություն կտա ավելի հազվադեպ փոխարինել կոռոզիայից սարքավորումների ձողերը: Կատալիտիկ արտադրության և նավթատարների արտադրության համար ցանկալի է օգտագործել տիտան, որը պահպանում է մեխանիկական հատկությունները բարձր ջերմաստիճաններում և ունի լավ կոռոզիոն դիմադրություն:

Էլեկտրական արդյունաբերության մեջ տիտանը կարող է օգտագործվել զրահապատ մալուխների համար՝ շնորհիվ իր լավ կոնկրետ ուժի, բարձր էլեկտրական դիմադրության և ոչ մագնիսական հատկությունների:

Տարբեր ոլորտներում սկսում են օգտագործվել տիտանի այս կամ այն ​​ձևի ամրացումներ: Տիտանի օգտագործման հետագա ընդլայնումը հնարավոր է վիրաբուժական գործիքների արտադրության համար, հիմնականում նրա կոռոզիոն դիմադրության շնորհիվ: Տիտանի գործիքներն այս առումով գերազանցում են սովորական վիրաբուժական գործիքներին, երբ բազմիցս եփվում կամ ավտոկլավացվում են:

Վիրաբուժության ոլորտում տիտանն ավելի լավն է, քան վիտալիումը և չժանգոտվող պողպատները: Օրգանիզմում տիտանի առկայությունը միանգամայն ընդունելի է։ Ոսկորները ամրացնելու համար տիտանից պատրաստված թիթեղն ու պտուտակները մի քանի ամիս գտնվել են կենդանու մարմնում, իսկ ոսկորն աճել է պտուտակների թելերի մեջ և ափսեի անցքի մեջ։

Տիտանի առավելությունը կայանում է նաև նրանում, որ մկանային հյուսվածքը ձևավորվում է ափսեի վրա։

Աշխարհում արտադրվող տիտանի արտադրանքի մոտավորապես կեսը սովորաբար ուղարկվում է քաղաքացիական ինքնաթիռների արդյունաբերություն, սակայն հայտնի ողբերգական իրադարձություններից հետո դրա անկումը ստիպում է ոլորտի շատ մասնակիցների փնտրել տիտանի նոր կիրառումներ: Այս նյութը ներկայացնում է արտասահմանյան մետալուրգիական մամուլում տպագրված հրապարակումների առաջին մասը՝ նվիրված ժամանակակից պայմաններում տիտանի հեռանկարներին։ Տիտանի RT1 ամերիկյան առաջատար արտադրողներից մեկի համաձայն, համաշխարհային մասշտաբով տիտանի արտադրության ընդհանուր ծավալից տարեկան 50-60 հազար տոննա մակարդակով, օդատիեզերական հատվածին բաժին է ընկնում մինչև 40 սպառում, արդյունաբերական կիրառություն և կիրառություն: հաշիվը կազմում է 34, իսկ ռազմական տարածքը 16, իսկ մոտ 10-ին բաժին է ընկնում տիտանի օգտագործումը սպառողական ապրանքներում: Տիտանի արդյունաբերական կիրառությունները ներառում են քիմիական գործընթացները, էներգետիկան, նավթի և գազի արդյունաբերությունը, աղազերծման կայանները: Ռազմական ոչ ավիացիոն կիրառությունները ներառում են հիմնականում օգտագործումը հրետանու և մարտական ​​մեքենաներում: Տիտանի զգալի օգտագործում ունեցող ոլորտներն են ավտոմոբիլային արդյունաբերությունը, ճարտարապետությունը և շինարարությունը, սպորտային ապրանքները և ոսկերչությունը: Ձուլակտորների գրեթե ամբողջ տիտանն արտադրվում է ԱՄՆ-ում, Ճապոնիայում և ԱՊՀ-ում. Եվրոպային բաժին է ընկնում համաշխարհային ծավալի միայն 3,6-ը: Տիտանի վերջնական օգտագործման տարածաշրջանային շուկաները մեծապես տարբերվում են՝ մեծ մասը վառ օրինակՃապոնիան եզակի է, որտեղ քաղաքացիական ավիատիեզերական հատվածը կազմում է ընդամենը 2-3 հատ, մինչդեռ տիտանի ընդհանուր սպառման 30-ն օգտագործում է քիմիական գործարանների սարքավորումների և կառուցվածքային տարրերի մեջ: Ճապոնիայի ընդհանուր պահանջարկի մոտավորապես 20-ը գալիս է միջուկային էներգիաիսկ պինդ վառելիքի էլեկտրակայաններում մնացածը ճարտարապետության, բժշկության ու սպորտի մեջ է։ Հակառակ պատկերն է նկատվում ԱՄՆ-ում և Եվրոպայում, որտեղ բացառապես մեծ նշանակությունունի սպառում օդատիեզերական ոլորտում՝ յուրաքանչյուր տարածաշրջանի համար համապատասխանաբար 60-75 և 50-60: ԱՄՆ-ում ավանդաբար ուժեղ վերջնական շուկաներն են քիմիական նյութերը, բժշկական սարքավորումները, արդյունաբերական սարքավորումները, մինչդեռ Եվրոպայում ամենամեծ մասնաբաժինը նավթի և գազի արդյունաբերությունն է և շինարարական արդյունաբերությունը: Ավիատիեզերական արդյունաբերության վրա մեծ կախվածությունը երկարատև մտահոգություն է տիտանի արդյունաբերության համար, որը փորձում է ընդլայնել տիտանի կիրառությունները, հատկապես ներկայիս համաշխարհային քաղաքացիական ավիացիայի անկման պայմաններում: ԱՄՆ Երկրաբանական ծառայության տվյալներով՝ 2003 թվականի առաջին եռամսյակում տիտանի սպունգի ներմուծման զգալի անկում է գրանցվել՝ ընդամենը 1319 տոննա, ինչը 62-ով պակաս է 2002 թվականի նույն ժամանակահատվածի համեմատ 3431 տոննայով։ Ավիատիեզերական ոլորտը միշտ կլինի տիտանի առաջատար շուկաներից մեկը, բայց մենք՝ տիտանի արդյունաբերության մեջ, պետք է դիմագրավենք մարտահրավերին և անենք ամեն ինչ, որպեսզի համոզվենք, որ մեր արդյունաբերությունը ավիատիեզերական ոլորտում զարգացում և ռեցեսիա չի գրանցի: Տիտանի արդյունաբերության որոշ առաջատար արտադրողներ տեսնում են աճող հնարավորություններ առկա շուկաներում, որոնցից մեկը ստորջրյա սարքավորումների և նյութերի շուկան է: Ըստ RT1-ի վաճառքի և բաշխման մենեջեր Մարտին Պրոկոյի, տիտանը երկար ժամանակ օգտագործվել է էներգիայի արտադրության և ստորջրյա ծրագրերում, սկսած 1980-ականների սկզբից, բայց միայն վերջին հինգ տարում այդ տարածքները կայուն զարգանում են՝ համապատասխան աճով: շուկայի տեղը. Ստորջրյա հատվածում աճը հիմնականում պայմանավորված է ավելի մեծ խորություններում հորատման աշխատանքներով, որտեղ տիտանն ամենահարմար նյութն է: Նրա, այսպես ասած, ստորջրյա կյանքի ցիկլը հիսուն տարի է, ինչը համապատասխանում է ստորջրյա նախագծերի սովորական տևողությանը։ Մենք արդեն թվարկել ենք այն ոլորտները, որտեղ հնարավոր է տիտանի օգտագործման աճ: Howmet Ti-Cast-ի վաճառքի մենեջեր Բոբ Ֆունելը նշում է, որ շուկայի ներկա վիճակը կարելի է դիտարկել որպես աճի հնարավորություններ նոր ոլորտներում, ինչպիսիք են բեռնատարների տուրբո լիցքավորիչների, հրթիռների և պոմպերի պտտվող մասերը:

Մեր ընթացիկ նախագծերից է BAE Butitzer XM777 թեթեւ հրետանային համակարգերի մշակումը 155 մմ տրամաչափով։ Newmet-ը կմատակարարի 28 կառուցվածքային տիտանի հավաքներից 17-ը յուրաքանչյուր հրացանի ամրացման համար, իսկ առաքումները ԱՄՆ ծովային հետևակային կորպուսին կսպասվեն 2004 թվականի օգոստոսին: 9800 ֆունտ 4,44 տոննա հրացանի ընդհանուր քաշով տիտանը կազմում է մոտ 2600 ֆունտ մոտավորապես 1,18 տոննա տիտանի իր նախագծման մեջ. օգտագործվում է 6A14U համաձուլվածք՝ մեծ քանակությամբ ձուլվածքներով, ասում է Ֆրենկ Հրսթերը՝ հրդեհային աջակցության համակարգերի ղեկավարը։ BAE Sy81et8. Այս XM777 համակարգը պետք է փոխարինի ներկայիս M198 Newitzer համակարգին, որը կշռում է մոտ 17,000 ֆունտ և մոտավորապես 7,71 տոննա: Զանգվածային արտադրությունը նախատեսվում է 2006-ից մինչև 2010 թվականն ընկած ժամանակահատվածում. ի սկզբանե նախատեսված են մատակարարումներ ԱՄՆ, Մեծ Բրիտանիա և Իտալիա, սակայն ծրագիրը կարող է ընդլայնվել ՆԱՏՕ-ի անդամ երկրներ մատակարարումների համար։ Ջոն Բարբերը Timet-ից մատնանշում է այդ օրինակները ռազմական տեխնիկա, որի նախագծման մեջ օգտագործվում են տիտանի զգալի ծավալներ, են Abramé տանկը և մարտական ​​մեքենա Բրեդլի. Վերջին երկու տարիներին ՆԱՏՕ-ի, ԱՄՆ-ի և Մեծ Բրիտանիայի միջև համատեղ ծրագիր է իրականացվում՝ ինտենսիվացնելու տիտանի օգտագործումը զենքի և պաշտպանական համակարգերում: Ինչպես նշվել է մեկ անգամ չէ, որ տիտանը շատ հարմար է ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ օգտագործելու համար, սակայն այս ուղղության բաժինը բավականին համեստ է՝ սպառված տիտանի ընդհանուր ծավալից մոտ 1-ը կամ տարեկան 500 տոննա, ըստ իտալականի։ Poggipolini ընկերությունը՝ Formula-1-ի և մրցարշավային մոտոցիկլետների տիտանի բաղադրիչների և մասերի արտադրող: Այս ընկերության հետազոտությունների և զարգացման ղեկավար Դանիելե Ստոպպոլինին կարծում է, որ շուկայի այս հատվածում տիտանի ներկայիս պահանջարկը կազմում է 500 տոննա՝ այս նյութի զանգվածային օգտագործմամբ փականների, աղբյուրների, արտանետման համակարգերի, փոխանցման համակարգերի կառուցման մեջ։ լիսեռները, պտուտակներ, կարող են պոտենցիալ բարձրանալ մինչև տարեկան գրեթե ոչ 16,000 տոննա մակարդակ: Նա ավելացրեց, որ իր ընկերությունը նոր է սկսում զարգացնել տիտանի պտուտակների ավտոմատացված արտադրությունը՝ արտադրության ծախսերը նվազեցնելու համար: Նրա կարծիքով՝ սահմանափակող գործոնները, որոնց պատճառով ավտոմոբիլային արդյունաբերությունում էապես չի ընդլայնվում տիտանի օգտագործումը, պահանջարկի անկանխատեսելիությունն է և հումքի մատակարարման անորոշությունը։ Միևնույն ժամանակ, տիտանի համար մեծ պոտենցիալ տեղը մնում է ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ՝ համատեղելով օպտիմալ քաշի և ուժի բնութագրերը կծիկային աղբյուրների և արտանետվող գազերի համակարգերի համար: Ցավոք, ամերիկյան շուկայում այս համակարգերում տիտանի լայն օգտագործումը նշանավորվում է միայն Chevrolet Corvette Z06-ի բավականին բացառիկ կիսասպորտային մոդելով, որը ոչ մի կերպ չի կարող հավակնել լինել զանգվածային մեքենա: Այնուամենայնիվ, վառելիքի տնտեսության և կոռոզիոն դիմադրության շարունակական մարտահրավերների պատճառով այս ոլորտում տիտանի հեռանկարները մնում են: Ոչ ավիատիեզերական և ոչ ռազմական կիրառությունների շուկաներում հաստատման համար վերջերս ստեղծվել է UNITI համատեղ ձեռնարկությունը իր անունով, միասնություն բառը հնչում է՝ միասնություն և Ti՝ պարբերական աղյուսակում տիտանի նշանակումը որպես աշխարհի մաս: Տիտանի առաջատար արտադրողները՝ ամերիկյան Allegheny Technologies-ը և ռուսական VSMPO-Avisma-ն: Այս շուկաները միտումնավոր բացառվել են, ասել է նոր ընկերության նախագահ Կարլ Մուլթոնը, քանի որ մենք մտադիր ենք նոր ընկերությունը դարձնել առաջատար մատակարար արդյունաբերության համար, որն օգտագործում է տիտանի մասեր և հավաքույթներ, հիմնականում նավթաքիմիական և էլեկտրաէներգիայի արտադրություն: Բացի այդ, մենք մտադիր ենք ակտիվորեն շուկա հանել աղազերծման սարքերի, տրանսպորտային միջոցների, սպառողական ապրանքների և էլեկտրոնիկայի ոլորտներում: Կարծում եմ, որ մեր արտադրական օբյեկտները լավ են լրացնում միմյանց. VSMPO-ն ունի վերջնական արտադրանքի արտադրության ակնառու հնարավորություններ, Ալլեգենին հիանալի ավանդույթներ ունի սառը և տաք տիտանի գլանվածքի արտադրանքի արտադրության մեջ: Ակնկալվում է, որ UNITI-ի մասնաբաժինը տիտանի արտադրանքի համաշխարհային շուկայում կկազմի 45 միլիոն ֆունտ ստեռլինգ՝ մոտավորապես 20,411 տոննա: Բժշկական սարքավորումների շուկան կարելի է համարել կայուն զարգացող շուկա. բրիտանական Titanium International Group-ի տվյալներով՝ աշխարհում տիտանի տարեկան պարունակությունը տարբեր իմպլանտներում և պրոթեզներում կազմում է մոտ 1000 տոննա, և այս ցուցանիշը կավելանա, քանի որ վիրահատության փոխարինման հնարավորությունները։ մարդու հոդերը դժբախտ պատահարներից կամ վնասվածքներից հետո: Բացի ճկունության, ուժի, թեթևության ակնհայտ առավելություններից, տիտանը կենսաբանական իմաստով խիստ համատեղելի է մարմնի հետ՝ մարդու մարմնի հյուսվածքների և հեղուկների կոռոզիայի բացակայության պատճառով: Ստոմատոլոգիայում պրոթեզների և իմպլանտների օգտագործումը նույնպես կտրուկ աճ է գրանցում` վերջին տասը տարում երեք անգամ, ըստ Ամերիկյան ստոմատոլոգների ասոցիացիայի, մեծապես պայմանավորված է տիտանի բնութագրերով: Թեև ճարտարապետության մեջ տիտանի օգտագործումը սկսվել է ավելի քան 25 տարի, սակայն դրա լայն կիրառումը այս ոլորտում սկսվել է միայն մ. վերջին տարիները. ԱՄԷ-ում Աբու Դաբիի օդանավակայանի ընդլայնումը, որը նախատեսվում է ավարտել 2006 թվականին, կօգտագործի մինչև 1,5 միլիոն ֆունտ ստեռլինգ մոտավորապես 680 տոննա տիտան: Տիտանի օգտագործմամբ բավականին տարբեր ճարտարապետական ​​և շինարարական նախագծեր են նախատեսվում իրականացնել ոչ միայն ԱՄՆ-ի զարգացած երկրներում, Կանադայում, Մեծ Բրիտանիայում, Գերմանիայում, Շվեյցարիայում, Բելգիայում, Սինգապուրում, այլև Եգիպտոսում և Պերուում:

Սպառողական ապրանքների շուկայի հատվածը ներկայումս տիտանի շուկայի ամենաարագ զարգացող հատվածն է: Մինչդեռ 10 տարի առաջ այս հատվածը տիտանի շուկայի միայն 1-2-ն էր, այսօր այն հասել է շուկայի 8-10-ին: Ընդհանուր առմամբ, տիտանի սպառումը սպառողական ապրանքների արդյունաբերության մեջ աճել է մոտ երկու անգամ ավելի, քան ամբողջ տիտանի շուկայում: Տիտանի օգտագործումը սպորտում ամենաերկարատևն է և զբաղեցնում է սպառողական ապրանքներում տիտանի օգտագործման ամենամեծ բաժինը: Սպորտային սարքավորումներում տիտանի հանրաճանաչության պատճառը պարզ է. այն թույլ է տալիս ստանալ քաշի և ուժի հարաբերակցություն, որը գերազանցում է ցանկացած այլ մետաղի: Հեծանիվներում տիտանի օգտագործումը սկսվել է մոտ 25-30 տարի առաջ և եղել է տիտանի առաջին օգտագործումը սպորտային սարքավորումներում: Հիմնականում օգտագործվում են Ti3Al-2.5V ASTM 9-րդ դասի համաձուլվածքային խողովակները: Տիտանի համաձուլվածքներից պատրաստված մյուս մասերը ներառում են արգելակները, ճոպանները և նստատեղերի զսպանակները: Տիտանի օգտագործումը գոլֆի մահակների արտադրության մեջ առաջին անգամ սկսվել է 80-ականների վերջին և 90-ականների սկզբին Ճապոնիայի ակումբ արտադրողների կողմից: Մինչև 1994-1995 թվականները տիտանի այս կիրառումը գործնականում անհայտ էր ԱՄՆ-ում և Եվրոպայում: Դա փոխվեց, երբ Callaway-ն ներկայացրեց իր Ruger Titanium տիտանի փայտիկը, որը կոչվում է Մեծ Մեծ Բերտա: Շնորհիվ ակնհայտ առավելությունների և Callaway-ի լավ մտածված մարքեթինգի, տիտանի ակումբները ակնթարթորեն հիթ դարձան: Կարճ ժամանակահատվածում տիտանի ակումբները գոլֆիստների փոքր խմբի բացառիկ և թանկարժեք սարքավորումներից դարձել են գոլֆիստների մեծ մասի կողմից լայնորեն կիրառվող, մինչդեռ դեռևս ավելի թանկ են, քան պողպատե մահակները: Կցանկանայի մեջբերել գոլֆի շուկայի զարգացման հիմնական, իմ կարծիքով, միտումները, այն 4-5 տարվա կարճ ժամանակահատվածում բարձր տեխնոլոգիաներից անցել է զանգվածային արտադրության՝ հետևելով բարձր աշխատուժով այլ ճյուղերի ճանապարհին։ այնպիսի ծախսեր, ինչպիսիք են հագուստի, խաղալիքների և սպառողական էլեկտրոնիկայի արտադրությունը, գոլֆի մահակների արտադրությունը ամենաէժան աշխատուժով երկրներն են գնացել նախ՝ Թայվան, այնուհետև Չինաստան, և այժմ գործարաններ են կառուցվում նույնիսկ ավելի էժան աշխատուժ ունեցող երկրներում, ինչպիսին է Վիետնամը։ և Թաիլանդում, տիտանն անկասկած օգտագործվում է վարորդների համար, որտեղ նրա բարձր որակները ակնհայտ առավելություն են տալիս և արդարացնում ավելի բարձր գին: Այնուամենայնիվ, տիտանը դեռ շատ լայն կիրառություն չի գտել հետագա ակումբների վրա, քանի որ ծախսերի զգալի աճը չի ապահովվում խաղի համապատասխան բարելավմամբ: Ներկայումս վարորդները հիմնականում արտադրվում են դարբնոցային հարվածային մակերեսով, դարբնոցային կամ ձուլված վերնաշապիկով և Վերջերս Պրոֆեսիոնալ գոլֆի ասոցիացիան ROA-ն թույլ տվեց բարձրացնել, այսպես կոչված, վերադարձի գործակիցի վերին սահմանը, ինչի կապակցությամբ ակումբի բոլոր արտադրողները կփորձեն մեծացնել հարվածող մակերեսի զսպանակային հատկությունները: Դրա համար անհրաժեշտ է նվազեցնել հարվածային մակերեսի հաստությունը և դրա համար օգտագործել ավելի ամուր համաձուլվածքներ, ինչպիսիք են SP700, 15-3-3-3 և VT-23: Այժմ եկեք կենտրոնանանք տիտանի և դրա համաձուլվածքների օգտագործման վրա այլ սպորտային սարքավորումների վրա: Race հեծանիվների խողովակները և այլ մասերը պատրաստված են ASTM Grade 9 Ti3Al-2.5V խառնուրդից: Զարմանալիորեն զգալի քանակությամբ տիտանի թիթեղներ օգտագործվում են սուզվող դանակների արտադրության մեջ: Արտադրողների մեծամասնությունը օգտագործում է Ti6Al-4V համաձուլվածք, սակայն այս համաձուլվածքը չի ապահովում սայրի եզրերի ամրությունը, ինչպես մյուս ավելի ամուր համաձուլվածքները: Որոշ արտադրողներ անցնում են BT23 խառնուրդի օգտագործմանը:

Տիտանի սկուբա դանակների մանրածախ գինը մոտավորապես $70-80 է: Ձուլված տիտանի պայտերը ապահովում են քաշի զգալի նվազում՝ համեմատած պողպատի հետ՝ միաժամանակ ապահովելով անհրաժեշտ ամրությունը: Ցավոք, տիտանի այս օգտագործումը չիրականացավ, քանի որ տիտանի պայտերը փայլում էին և վախեցնում ձիերին: Քչերը կհամաձայնեն օգտագործել տիտանի պայտերը առաջին անհաջող փորձերից հետո։ Titanium Beach-ը, որը հիմնված է Կալիֆորնիայի Նյուպորտ Բիչում, Նյուպորտ Բիչ, Կալիֆորնիա, մշակել է Ti6Al-4V խառնուրդից պատրաստված չմուշկների շեղբեր: Ցավոք, այստեղ կրկին խնդիրը շեղբերների եզրի ամրությունն է։ Կարծում եմ, որ այս ապրանքը ապրելու հնարավորություն ունի, եթե արտադրողներն օգտագործում են ավելի ամուր համաձուլվածքներ, ինչպիսիք են 15-3-3-3 կամ BT-23: Տիտանը շատ լայնորեն օգտագործվում է լեռնագնացության և արշավների մեջ, գրեթե բոլոր իրերի համար, որոնք ալպինիստներն ու արշավականները կրում են իրենց ուսապարկերով, շշեր, գավաթներ $20-30$ մանրածախ, խոհարարական հավաքածուներ մոտ $50 մանրածախ, ճաշի սպասք հիմնականում պատրաստված կոմերցիոն մաքուր տիտանից 1-ին և 2-րդ կարգի: Այլ օրինակներ: մագլցման և արշավային սարքավորումներից են կոմպակտ վառարանները, վրանային դարակները և ամրակները, սառցե կացինները և սառցե պտուտակները: Զենք արտադրողները վերջերս սկսել են արտադրել տիտանի ատրճանակներ ինչպես սպորտային հրաձգության, այնպես էլ իրավապահ մարմինների համար:

Սպառողական էլեկտրոնիկան բավականին նոր և արագ աճող շուկա է տիտանի համար: Շատ դեպքերում, սպառողական էլեկտրոնիկայի մեջ տիտանի օգտագործումը պայմանավորված է ոչ միայն նրա գերազանց հատկություններով, այլև արտադրանքի գրավիչ արտաքինով: Առևտրային մաքուր 1-ին աստիճանի տիտանն օգտագործվում է նոութբուքերի, բջջային հեռախոսների, պլազմային հարթ էկրանով հեռուստացույցների և այլ էլեկտրոնային սարքավորումների պատյաններ պատրաստելու համար: Տիտանի օգտագործումը բարձրախոսների կառուցման մեջ ապահովում է բարձր ակուստիկ հատկություններ, քանի որ տիտանը ավելի թեթև է, քան պողպատը, ինչը հանգեցնում է ակուստիկ զգայունության բարձրացմանը: Տիտանի ժամացույցները, որոնք առաջին անգամ շուկա են ներկայացվել ճապոնական արտադրողների կողմից, այժմ հանդիսանում են առավել մատչելի և ճանաչված սպառողական տիտանային արտադրանքներից մեկը: Ավանդական և այսպես կոչված կրելի զարդերի արտադրության մեջ տիտանի համաշխարհային սպառումը չափվում է մի քանի տասնյակ տոննայով։ Գնալով, դուք կարող եք գտնել տիտան հարսանեկան մատանիներ, և, իհարկե, մարմնի վրա զարդեր կրողները պարզապես պարտավոր են տիտան օգտագործել։ Տիտանը լայնորեն օգտագործվում է ծովային ամրացումների և կցամասերի արտադրության մեջ, որտեղ շատ կարևոր է կոռոզիոն դիմադրության և ամրության համադրությունը: Լոս Անջելեսում գործող Atlas Ti-ն արտադրում է այս ապրանքների լայն տեսականի VTZ-1 խառնուրդով: Գործիքների արտադրության մեջ տիտանի օգտագործումն առաջին անգամ սկսվեց Խորհրդային Միությունում 80-ականների սկզբին, երբ կառավարության հանձնարարությամբ պատրաստվեցին թեթև և հարմար գործիքներ՝ աշխատողների աշխատանքը հեշտացնելու համար։ Տիտանի արտադրության խորհրդային հսկան՝ Վերխնե-Սալդինսկոյե մետաղամշակման արտադրական ասոցիացիան, այն ժամանակ արտադրում էր տիտանե թիակներ, եղունգներ քաշողներ, ամրակներ, գլխարկներ և բանալիներ։

Ավելի ուշ ճապոնական և ամերիկյան գործիքներ արտադրողները սկսեցին օգտագործել տիտան իրենց արտադրանքում: Ոչ վաղ անցյալում VSMPO-ն պայմանագիր է կնքել Boeing-ի հետ տիտանի թիթեղների մատակարարման համար։ Այս պայմանագիրը, անկասկած, շատ բարենպաստ ազդեցություն ունեցավ Ռուսաստանում տիտանի արտադրության զարգացման վրա։ Տիտանը երկար տարիներ լայնորեն կիրառվում է բժշկության մեջ։ Առավելություններն են ամրությունը, կոռոզիոն դիմադրությունը, և ամենակարևորը, որոշ մարդիկ ալերգիկ են նիկելի նկատմամբ, որը չժանգոտվող պողպատի անհրաժեշտ բաղադրիչն է, մինչդեռ ոչ ոք ալերգիա չունի տիտանի նկատմամբ: Օգտագործված համաձուլվածքները կոմերցիոն մաքուր տիտան և Ti6-4Eli են: Տիտանը օգտագործվում է վիրաբուժական գործիքների, ներքին և արտաքին պրոթեզների, այդ թվում նաև այնպիսի կարևորագույն պրոթեզների, ինչպիսին է սրտի փականը: Հենակներն ու սայլակները պատրաստված են տիտանից։ Տիտանի կիրառումը արվեստում սկսվել է 1967 թվականից, երբ Մոսկվայում կանգնեցվեց առաջին տիտանային հուշարձանը։

Այս պահին գրեթե բոլոր մայրցամաքներում կանգնեցվել են զգալի թվով տիտանի հուշարձաններ և շինություններ, ներառյալ այնպիսի հայտնիները, ինչպիսին է Գուգենհայմի թանգարանը, որը կառուցվել է ճարտարապետ Ֆրենկ Գերիի կողմից Բիլբաոյում: Նյութը շատ տարածված է արվեստի մարդկանց մոտ իր գույնի համար, տեսքը, ամրություն և կոռոզիոն դիմադրություն: Այս պատճառներով տիտանն օգտագործվում է հուշանվերների և կոստյումների ոսկերչական խանութների արտադրության մեջ, որտեղ այն հաջողությամբ մրցում է այնպիսի թանկարժեք մետաղների հետ, ինչպիսիք են արծաթը և նույնիսկ ոսկին: Ըստ RTi-ից Մարտին Պրոկոյի՝ ԱՄՆ-ում տիտանի սպունգի միջին գինը 3,80 է մեկ ֆունտի դիմաց, Ռուսաստանում՝ 3,20 ֆունտի դիմաց։ Բացի այդ, մետաղի գինը մեծապես կախված է առևտրային օդատիեզերական արդյունաբերության ցիկլայինությունից: Շատ նախագծերի զարգացումը կարող է կտրուկ արագանալ, եթե ուղիներ գտնվեն՝ նվազեցնելու տիտանի արտադրության և վերամշակման, ջարդոնի վերամշակման և ձուլման տեխնոլոգիաների ծախսերը, ասել է գերմանական Deutshe Titan-ի գործադիր տնօրեն Մարկուս Հոլցը: Բրիտանական Titanium-ը համաձայն է, որ տիտանի արտադրանքի ընդլայնումը հետաձգվում է արտադրության բարձր ծախսերի պատճառով, և շատ բարելավումներ պետք է արվեն նախքան տիտանի զանգվածային արտադրությունը: ժամանակակից տեխնոլոգիաներ.

Այս ուղղությամբ քայլերից է, այսպես կոչված, FFC պրոցեսի զարգացումը, որը մետաղական տիտանի և համաձուլվածքների արտադրության նոր էլեկտրոլիտիկ գործընթաց է, որի արժեքը զգալիորեն ցածր է։ Ըստ Դանիելե Ստոպպոլինիի, տիտանի արդյունաբերության ընդհանուր ռազմավարությունը պահանջում է ամենահարմար համաձուլվածքների մշակում, յուրաքանչյուր նոր շուկայի արտադրության տեխնոլոգիա և տիտանի կիրառում:

Աղբյուրներ

Վիքիպեդիա - Ազատ հանրագիտարան, Վիքիպեդիա

metotech.ru - Մետոտեխնիկա

housetop.com - House Top

atomsteel.com – Atom տեխնոլոգիա

domremstroy.ru - DomRemStroy

- ժամանակաշրջանի 4-րդ խմբի 4-րդ տարր: Անցումային մետաղը ցուցաբերում է ինչպես հիմնային, այնպես էլ թթվային հատկություններ, բնության մեջ բավականին տարածված է՝ 10-րդ տեղ։ Ազգային տնտեսության համար ամենահետաքրքիրը մետաղի բարձր կարծրության և թեթևության համադրությունն է, ինչը այն դարձնում է անփոխարինելի տարր ավիաարդյունաբերության համար։ Այս հոդվածը ձեզ կպատմի տիտանի մետաղի մակնշման, համաձուլվածքի և այլ հատկությունների մասին, կտա ընդհանուր նկարագրություն և հետաքրքիր փաստեր դրա մասին:

Արտաքին տեսքով մետաղն ամենից շատ նման է պողպատին, սակայն նրա մեխանիկական որակներն ավելի բարձր են։ Միևնույն ժամանակ, տիտանն առանձնանում է իր ցածր քաշով՝ մոլեկուլային քաշով 22։ Տարրի ֆիզիկական հատկությունները բավականին լավ են ուսումնասիրվել, սակայն դրանք մեծապես կախված են մետաղի մաքրությունից, ինչը հանգեցնում է զգալի շեղումների։

Բացի այդ, կարևոր են նրա հատուկ քիմիական հատկությունները: Տիտանը դիմացկուն է ալկալիների, ազոտական ​​թթվի նկատմամբ և միևնույն ժամանակ դաժանորեն փոխազդում է չոր հալոգենների հետ, իսկ ավելի բարձր ջերմաստիճանում՝ թթվածնի և ազոտի հետ։ Նույնիսկ ավելի վատ, այն սկսում է կլանել ջրածինը նույնիսկ սենյակային ջերմաստիճանում, եթե կա ակտիվ մակերես: Իսկ հալոցքում այն ​​այնքան ինտենսիվ է կլանում թթվածինն ու ջրածինը, որ հալումը պետք է կատարվի վակուումում։

Մեկ այլ կարևոր հատկանիշ, որը որոշում է ֆիզիկական բնութագրերը, վիճակի 2 փուլերի առկայությունն է.

• Ցածր ջերմաստիճան- α-Ti-ն ունի վեցանկյուն փակ վանդակավոր, նյութի խտությունը 4,55 գ/խմ է: սմ (20 C-ում):
• բարձր ջերմաստիճանի- β-Ti-ն բնութագրվում է մարմնի կենտրոնացված խորանարդ վանդակով, ֆազային խտությունը, համապատասխանաբար, պակաս է` 4,32 գ/խմ: տես (900C-ում):

Փուլային անցման ջերմաստիճանը - 883 C:

Նորմալ պայմաններում մետաղը ծածկված է պաշտպանիչ օքսիդ թաղանթով: Իր բացակայության դեպքում տիտանն է մեծ վտանգ. Այսպիսով, տիտանի փոշին կարող է պայթել, նման բռնկման ջերմաստիճանը 400C է։ Տիտանի չիպսերը հրդեհային վտանգավոր նյութ են և պահվում են հատուկ միջավայրում:

Ստորև բերված տեսանյութը պատմում է տիտանի կառուցվածքի և հատկությունների մասին.

Տիտանի հատկությունները և բնութագրերը

Տիտանն ամենաուժեղն է գոյություն ունեցողներից տեխնիկական նյութեր, հետևաբար, չնայած ձեռքբերման բարդությանը և անվտանգության բարձր պահանջներին, այն բավականին լայնորեն օգտագործվում է: Տարրի ֆիզիկական բնութագրերը բավականին անսովոր են, բայց շատ կախված են մաքրությունից: Այսպիսով, մաքուր տիտանը և համաձուլվածքները ակտիվորեն օգտագործվում են հրթիռային և ավիացիոն արդյունաբերության մեջ, մինչդեռ տեխնիկական տիտանը պիտանի չէ, քանի որ այն կորցնում է ուժը բարձր ջերմաստիճանի դեպքում կեղտերի պատճառով:

մետաղի խտությունը

Նյութի խտությունը տարբերվում է ջերմաստիճանից և փուլից:

• 0-ից մինչև հալման կետ ջերմաստիճանում այն ​​նվազում է 4,51-ից մինչև 4,26 գ/խմ: սմ, իսկ փուլային անցման ժամանակ այն ավելացնում ես 0,15%-ով, իսկ հետո նորից նվազում։
• Հեղուկ մետաղի խտությունը 4,12 գ/խմ է։ սմ, իսկ հետո նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:

Հալման և եռման կետերը

Ֆազային անցումը մետաղի բոլոր հատկությունները բաժանում է որակների, որոնք α- և β-փուլերը կարող են դրսևորել: Այսպիսով, մինչև 883 C խտությունը վերաբերում է α-փազի որակներին, իսկ հալման և եռման կետերը` β- փուլի պարամետրերին:

• Տիտանի հալման կետը (աստիճաններով) 1668+/-5 C է;
• Եռման կետը հասնում է 3227 C-ի։

Տիտանի այրումը քննարկվում է այս տեսանյութում.

Մեխանիկական առանձնահատկություններ

Տիտանը մոտ 2 անգամ ավելի ամուր է, քան երկաթը և 6 անգամ ավելի ամուր, քան ալյումինը, ինչը նրան դարձնում է այդքան արժեքավոր կառուցվածքային նյութ: Ցուցանիշները վերաբերում են α-փազի հատկություններին:

• Նյութի առաձգական ուժը 300–450 ՄՊա է։ Ցուցանիշը կարելի է հասցնել մինչև 2000 ՄՊա՝ ավելացնելով որոշ տարրեր, ինչպես նաև դիմելով հատուկ մշակման՝ կարծրացման և ծերացման:

Հետաքրքիր է, որ տիտանը պահպանում է բարձր հատուկ ուժ նույնիսկ ամենացածր ջերմաստիճանում: Ընդ որում, երբ ջերմաստիճանը նվազում է, ճկման ուժը մեծանում է՝ +20 C-ում ցուցանիշը 700 ՄՊա է, իսկ -196-ում՝ 1100 ՄՊա։

• Մետաղի առաձգականությունը համեմատաբար ցածր է, ինչը նյութի զգալի թերությունն է։ Առաձգականության մոդուլը ժամը նորմալ պայմաններ 110,25 ԳՊա: Բացի այդ, տիտանին բնորոշ է անիզոտրոպությունը՝ առաձգականությունը տարբեր ուղղություններով հասնում է տարբեր արժեքների։
• HB սանդղակի վրա նյութի կարծրությունը 103 է: Ընդ որում, այս ցուցանիշը միջինացված է: Կախված մետաղի մաքրությունից և կեղտերի բնույթից՝ կարծրությունը կարող է ավելի բարձր լինել։
• Պայմանական թողունակությունը 250–380 ՄՊա է։ Որքան բարձր է այս ցուցանիշը, այնքան նյութի արտադրանքը ավելի լավ է դիմակայում բեռներին և այնքան ավելի է դիմադրում մաշվածությանը: Տիտանի ցուցանիշը 18 անգամ գերազանցում է ալյումինին։

Համեմատած մյուս մետաղների հետ, որոնք ունեն նույն ցանցը, մետաղն ունի շատ պատշաճ ճկունություն և ճկունություն:

Ջերմային հզորություն

Մետաղը բնութագրվում է ցածր ջերմային հաղորդունակությամբ, հետևաբար, համապատասխան ոլորտներում, օրինակ, ջերմաէլեկտրոդների արտադրությունը չի օգտագործվում:

• Նրա ջերմային հաղորդունակությունը 16,76 լ է, Վտ / (մ × աստիճան): Սա 4 անգամ պակաս է երկաթից և 12 անգամ պակաս, քան երկաթը:
• Բայց տիտանի ջերմային ընդարձակման գործակիցը նորմալ ջերմաստիճանում աննշան է և մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:
• Մետաղի ջերմունակությունը 0,523 կՋ/(կգ Կ)։

Էլեկտրական բնութագրեր

Ինչպես հաճախ է պատահում, ցածր ջերմային հաղորդունակությունը հանգեցնում է ցածր էլեկտրական հաղորդունակության:

• Մետաղի էլեկտրական դիմադրողականությունը շատ բարձր է՝ 42,1·10 -6 ohm·cm նորմալ պայմաններում: Եթե ​​արծաթի հաղորդունակությունը համարենք 100%, ապա տիտանի հաղորդունակությունը կկազմի 3,8%։
• Տիտանը պարամագնիս է, այսինքն՝ այն չի կարող մագնիսացվել դաշտում, ինչպես երկաթը, այլև դուրս մղվել դաշտից, քանի որ չի լինի։ Այս հատկությունը ջերմաստիճանի նվազման հետ գծայինորեն նվազում է, բայց նվազագույնը անցնելուց հետո որոշ չափով մեծանում է։ Հատուկ մագնիսական զգայունությունը 3.2 10 -6 G -1 է: Հարկ է նշել, որ զգայունությունը, ինչպես նաև առաձգականությունը, ձևավորում է անիզոտրոպիա և փոխվում է կախված ուղղությունից։

3,8 Կ ջերմաստիճանի դեպքում տիտանը դառնում է գերհաղորդիչ։

Կոռոզիոն դիմադրություն

Նորմալ պայմաններում տիտանն ունի շատ բարձր հակակոռոզիոն հատկություն։ Օդում այն ​​պատված է 5–15 մկմ հաստությամբ տիտանի օքսիդի շերտով, որն ապահովում է գերազանց քիմիական իներտություն։ Մետաղը չի կոռոզիայի ենթարկվում օդում, ծովի օդում, ծովի ջրում, թաց քլորի, քլորաջրի և բազմաթիվ այլ տեխնոլոգիական լուծույթների և ռեակտիվների մեջ, ինչը նյութը դարձնում է անփոխարինելի քիմիական, թղթի, նավթի արդյունաբերության մեջ:

Ջերմաստիճանի բարձրացման կամ մետաղի ուժեղ մանրացման դեպքում պատկերը կտրուկ փոխվում է: Մետաղը փոխազդում է մթնոլորտը կազմող գրեթե բոլոր գազերի հետ, իսկ հեղուկ վիճակում նույնպես կլանում է դրանք։

Անվտանգություն

Տիտանը կենսաբանորեն ամենաիներտ մետաղներից մեկն է։ Բժշկության մեջ այն օգտագործվում է պրոթեզների արտադրության համար, քանի որ դիմացկուն է կոռոզիայից, թեթև է և դիմացկուն։

Տիտանի երկօքսիդն այնքան էլ անվտանգ չէ, թեև այն շատ ավելի հաճախ է օգտագործվում՝ օրինակ կոսմետիկայի և սննդի արդյունաբերության մեջ։ Ըստ որոշ զեկույցների - UCLA, պաթոլոգիայի պրոֆեսոր Ռոբերտ Շիստլի հետազոտությունը, տիտանի երկօքսիդի նանոմասնիկները ազդում են գենետիկ ապարատի վրա և կարող են նպաստել քաղցկեղի զարգացմանը: Ավելին, նյութը չի թափանցում մաշկի միջով, ուստի արևապաշտպան միջոցների օգտագործումը, որոնք երկօքսիդ են պարունակում, վտանգ չի ներկայացնում, բայց օրգանիզմ ներթափանցող նյութը՝ սննդային ներկերով, կենսաբանական հավելումներով, կարող է վտանգավոր լինել։

Տիտանը յուրահատուկ ամուր, կոշտ և թեթև մետաղ է, որն ունի շատ հետաքրքիր քիմիական և ֆիզիկական հատկություններ: Այս համադրությունն այնքան արժեքավոր է, որ նույնիսկ տիտանի ձուլման և զտման հետ կապված դժվարությունները չեն կանգնեցնում արտադրողներին:

Այս տեսանյութը ձեզ կպատմի, թե ինչպես կարելի է տարբերել տիտանը պողպատից.

Բաժին 1. Տիտանի պատմությունը և հայտնվելը բնության մեջ:

Տիտանի — սաչորրորդ խմբի կողային ենթախմբի տարր, Դ.Ի. Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի չորրորդ շրջան, ատոմային համարով 22: Պարզ նյութ տիտան(CAS համարը՝ 7440-32-6) - բաց արծաթափայլ սպիտակ։ Այն գոյություն ունի երկու բյուրեղային ձևափոխություններով՝ α-Ti՝ վեցանկյուն փակ վանդակով, β-Ti՝ խորանարդ մարմնակենտրոն փաթեթավորմամբ, α↔β պոլիմորֆ փոխակերպման ջերմաստիճանը 883 °C է։ Հալման կետ 1660±20 °C։

Տիտանի պատմությունը և ներկայությունը բնության մեջ

Տիտանի անունը ստացել է հին հունական կերպարների՝ Տիտանների անունով: Գերմանացի քիմիկոս Մարտին Կլապրոտն այսպես է անվանել իր անձնական պատճառներով, ի տարբերություն ֆրանսիացիների, ովքեր փորձում էին տարրի քիմիական բնութագրերին համապատասխան անուններ տալ, բայց քանի որ տարրի հատկություններն այն ժամանակ անհայտ էին, նման անուն. ընտրված.

Տիտանը իր քանակով 10-րդ տարրն է մեր մոլորակի վրա։ Երկրակեղևում տիտանի քանակը կազմում է 0,57% քաշային և 0,001 միլիգրամ 1 լիտր ծովի ջրի դիմաց։ Տիտանի հանքավայրերը գտնվում են Հարավաֆրիկյան Հանրապետության, Ուկրաինայի, Ռուսաստանի Դաշնության, Ղազախստանի, Ճապոնիայի, Ավստրալիայի, Հնդկաստանի, Ցեյլոնի, Բրազիլիայի և Հարավային Կորեայի տարածքում:

Ըստ ֆիզիկական հատկությունների՝ տիտանը բաց արծաթափայլ է մետաղական, բացի այդ, այն բնութագրվում է հաստոցների մշակման ընթացքում բարձր մածուցիկությամբ և հակված է կտրող գործիքին կպչելուն, ուստի այս ազդեցությունը վերացնելու համար օգտագործվում են հատուկ քսանյութեր կամ ցողում: Սենյակային ջերմաստիճանում այն ​​ծածկված է TiO2 օքսիդի կիսաթափանցիկ թաղանթով, որի շնորհիվ այն դիմացկուն է կոռոզիայից շատ ագրեսիվ միջավայրերում, բացառությամբ ալկալիների: Տիտանի փոշին ունի պայթելու հատկություն՝ 400 °C բռնկման կետով։ Տիտանի բեկորները դյուրավառ են:

Մաքուր տիտան կամ դրա համաձուլվածքներ արտադրելու համար շատ դեպքերում տիտանի երկօքսիդը օգտագործվում է դրանում ընդգրկված փոքր քանակությամբ միացությունների հետ։ Օրինակ՝ ռուտիլային խտանյութ, որը ստացվում է տիտանի հանքաքարերի հարստացման արդյունքում: Բայց ռուտիլի պաշարները չափազանց փոքր են, և դրա հետ կապված օգտագործվում է այսպես կոչված սինթետիկ ռուտիլ կամ տիտանի խարամ, որը ստացվում է իլմենիտային խտանյութերի մշակման ժամանակ։

Տիտանի հայտնաբերողը համարվում է 28-ամյա անգլիացի վանական Ուիլյամ Գրեգորը։ 1790 թվականին, իր ծխում հանքաբանական հետազոտություններ կատարելիս, նա ուշադրություն հրավիրեց սև ավազի տարածվածության և անսովոր հատկությունների վրա Բրիտանիայի հարավ-արևմուտքում գտնվող Մենակենի հովտում և սկսեց ուսումնասիրել այն: AT ավազՔահանան հայտնաբերել է սև փայլուն հանքանյութի հատիկներ, որոնք ձգվում են սովորական մագնիսով: Ստացված 1925 թվականին Վան Արկելի և դե Բուրի կողմից յոդիդ մեթոդով, ամենամաքուր տիտանը պարզվեց, որ ճկուն և տեխնոլոգիական մետաղականբազմաթիվ արժեքավոր հատկություններով, որոնք գրավեցին դիզայներների և ինժեներների լայն շրջանակի ուշադրությունը: 1940թ.-ին Քրոլը առաջարկեց հանքաքարից տիտանի արդյունահանման մագնեզիում-ջերմային մեթոդ, որը մինչ այժմ հիմնականն է: 1947 թվականին արտադրվեց առաջին 45 կգ կոմերցիոն մաքուր տիտանը։

Տարրերի պարբերական աղյուսակում Մենդելեև Դմիտրի Իվանովիչտիտանն ունի 22 սերիական համար: Բնական տիտանի ատոմային զանգվածը, որը հաշվարկվել է նրա իզոտոպների ուսումնասիրությունների արդյունքներով, 47,926 է: Այսպիսով, չեզոք տիտանի ատոմի միջուկը պարունակում է 22 պրոտոն։ Նեյտրոնների, այսինքն՝ չեզոք չլիցքավորված մասնիկների թիվը տարբեր է. ավելի հաճախ՝ 26, բայց կարող է տատանվել 24-ից մինչև 28։ Հետևաբար, տիտանի իզոտոպների թիվը տարբեր է։ Ընդհանուր առմամբ, այժմ հայտնի է թիվ 22 տարրի 13 իզոտոպ, բնական տիտանը բաղկացած է հինգ կայուն իզոտոպների խառնուրդից, ամենալայն ներկայացված է տիտանը-48-ը, նրա մասնաբաժինը բնական հանքաքարերում կազմում է 73,99%։ Տիտանը և IVB ենթախմբի այլ տարրերը հատկություններով շատ նման են IIIB ենթախմբի տարրերին (սկանդիումային խումբ), թեև վերջիններից տարբերվում են մեծ վալենտություն դրսևորելու ունակությամբ։ Տիտանի նմանությունը սկանդիումի, իտրիումի, ինչպես նաև VB ենթախմբի տարրերի՝ վանադիումի և նիոբիումի հետ, արտահայտվում է նաև նրանով, որ տիտանը հաճախ հանդիպում է բնական միներալներում այդ տարրերի հետ միասին։ Միավալենտ հալոգեններով (ֆտոր, բրոմ, քլոր և յոդ) այն կարող է ձևավորել երկտրի- և տետրա միացություններ, ծծմբով և իր խմբի տարրերով (սելեն, թելուր)՝ մոնո- և դիսուլֆիդներ, թթվածնի հետ՝ օքսիդներ, երկօքսիդներ և եռօքսիդներ։ .

Տիտանը միացություններ է առաջացնում նաև ջրածնի (հիդրիդներ), ազոտի (նիտրիդներ), ածխածնի (կարբիդներ), ֆոսֆորի (ֆոսֆիդներ), մկնդեղի (արսիդների), ինչպես նաև բազմաթիվ մետաղների հետ միացություններ՝ միջմետաղական միացություններ։ Տիտանը ձևավորում է ոչ միայն պարզ, այլև բազմաթիվ բարդ միացություններ, հայտնի են նրա միացություններից շատերը օրգանական նյութերով։ Ինչպես երևում է միացությունների ցանկից, որոնցում կարող է մասնակցել տիտանը, այն քիմիապես շատ ակտիվ է։ Եվ միևնույն ժամանակ, տիտանը բացառիկ բարձր կոռոզիոն դիմադրություն ունեցող սակավաթիվ մետաղներից է. այն գործնականում հավերժ է օդում, սառը և եռացող ջրում, շատ դիմացկուն է ծովի ջրերում, բազմաթիվ աղերի լուծույթներում, անօրգանական և օրգանական: թթուներ. Ծովի ջրում կոռոզիոն դիմադրության առումով այն գերազանցում է բոլոր մետաղներին, բացառությամբ ազնիվների՝ ոսկի, պլատին և այլն, չժանգոտվող պողպատի, նիկելի, պղնձի և այլ համաձուլվածքների տեսակների մեծ մասը։ Ջրի մեջ, շատ ագրեսիվ միջավայրերում, մաքուր տիտանը ենթակա չէ կոռոզիայի: Դիմադրում է տիտանի և էրոզիայի կոռոզիային, որն առաջանում է քիմիական և մեխանիկական ազդեցությունների համակցության արդյունքում: Այս առումով այն չի զիջում չժանգոտվող պողպատների, պղնձի վրա հիմնված համաձուլվածքների և այլ կառուցվածքային նյութերի լավագույն դասակարգերին: Տիտանը նաև լավ է դիմադրում հոգնածության կոռոզիային, որը հաճախ դրսևորվում է մետաղի ամբողջականության և ամրության խախտման տեսքով (ճեղքվածք, տեղական կոռոզիոն կենտրոններ և այլն): Տիտանի վարքագիծը շատ ագրեսիվ միջավայրերում, ինչպիսիք են ազոտը, հիդրոքլորային, ծծմբային, «aqua regia» և այլ թթուներ և ալկալիներ, զարմանալի և հիացմունքի արժանի են այս մետաղի համար:

Տիտանը շատ հրակայուն մետաղ է։ Երկար ժամանակ համարվում էր, որ այն հալվում է 1800 ° C ջերմաստիճանում, բայց 50-ականների կեսերին: Անգլիացի գիտնականներ Դիարդորֆը և Հեյսը հաստատել են մաքուր տարրական տիտանի հալման կետը: Այն կազմել է 1668 ± 3 ° C: Իր հրակայունությամբ տիտանը զիջում է միայն այնպիսի մետաղներին, ինչպիսիք են վոլֆրամը, տանտալը, նիոբիումը, ռենիումը, մոլիբդենը, պլատինոիդները, ցիրկոնիումը, իսկ կառուցվածքային հիմնական մետաղների թվում առաջին տեղում է: Տիտանի՝ որպես մետաղի ամենակարևոր հատկանիշը եզակի ֆիզիկական և քիմիական հատկություններն են՝ ցածր խտություն, բարձր ամրություն, կարծրություն և այլն։ Հիմնական բանը այն է, որ այդ հատկությունները էապես չեն փոխվում բարձր ջերմաստիճանի դեպքում։

Տիտանը թեթև մետաղ է, նրա խտությունը 0°C-ում կազմում է ընդամենը 4,517 գ/սմ8, իսկ 100°C-ում՝ 4,506 գ/սմ3։ Տիտանը պատկանում է 5 գ/սմ3-ից պակաս տեսակարար կշիռ ունեցող մետաղների խմբին։ Սա ներառում է բոլոր ալկալիական մետաղները (նատրիում, կադիում, լիթիում, ռուբիդիում, ցեզիում) 0,9-1,5 գ/սմ3 տեսակարար կշռով, մագնեզիում (1,7 գ/սմ3), (2,7 գ/սմ3) և այլն: Տիտանը ավելի քան 1,5 անգամ ավելի ծանր ալյումին, և դրանում նա, իհարկե, պարտվում է նրան, բայց մյուս կողմից՝ այն 1,5 անգամ ավելի թեթև է, քան երկաթը (7,8 գ/սմ3)։ Սակայն, զբաղեցնելով միջանկյալ դիրքը միջեւ կոնկրետ խտության ալյումինիսկ երկաթը, տիտանն իր մեխանիկական հատկություններով բազմապատիկ գերազանցում է նրանց։) Տիտանը ունի զգալի կարծրություն՝ 12 անգամ ավելի կոշտ է, քան ալյումինը, 4 անգամ գեղձև գավաթ. Մետաղի մեկ այլ կարևոր հատկանիշը նրա զիջման ուժն է: Որքան բարձր է այն, այնքան ավելի լավ են այս մետաղից պատրաստված մասերը դիմադրում գործառնական բեռներին: Տիտանի թողունակությունը գրեթե 18 անգամ ավելի բարձր է, քան ալյումինինը: Տիտանի համաձուլվածքների հատուկ ուժը կարող է ավելացվել 1,5-2 անգամ: Նրա բարձր մեխանիկական հատկությունները լավ պահպանված են մինչև մի քանի հարյուր աստիճան ջերմաստիճանում։ Մաքուր տիտանը հարմար է տաք և սառը պայմաններում բոլոր տեսակի աշխատանքների համար. այն կարող է կեղծվել որպես երկաթ, քաշեք և նույնիսկ մետաղալար պատրաստեք, փաթաթեք թերթերի, ժապավենների, մինչև 0,01 մմ հաստությամբ փայլաթիթեղի մեջ։

Ի տարբերություն շատ մետաղների, տիտանն ունի զգալի էլեկտրական դիմադրություն. եթե արծաթի էլեկտրական հաղորդունակությունը 100 է, ապա էլեկտրական հաղորդունակությունը գավաթհավասար է 94, ալյումինը՝ 60, երկաթ և պլատինե-15, մինչդեռ տիտանն ընդամենը 3,8 է: Տիտանը պարամագնիսական մետաղ է, այն մագնիսացված չէ, ինչպես մագնիսական դաշտում, բայց դուրս չի մղվում դրանից, ինչպես։ Նրա մագնիսական զգայունությունը շատ թույլ է, այս հատկությունը կարող է օգտագործվել շինարարության մեջ։ Տիտանն ունի համեմատաբար ցածր ջերմային հաղորդունակություն՝ ընդամենը 22,07 Վտ / (mK), որը մոտավորապես 3 անգամ ցածր է երկաթի ջերմային հաղորդունակությունից, 7 անգամ մագնեզիումից, 17-20 անգամ ալյումինից և կուպրից։ Համապատասխանաբար, տիտանի գծային ջերմային ընդարձակման գործակիցը ավելի ցածր է, քան մյուս կառուցվածքային նյութերը. 20 C ջերմաստիճանի դեպքում այն ​​1,5 անգամ ցածր է երկաթից, 2-ը` պղնձի և գրեթե 3-ի համար` ալյումինի համար: Այսպիսով, տիտանը էլեկտրականության և ջերմության վատ հաղորդիչ է:

Այսօր տիտանի համաձուլվածքները լայնորեն կիրառվում են ավիացիոն տեխնիկայում։ Տիտանի համաձուլվածքները առաջին անգամ օգտագործվել են արդյունաբերական մասշտաբով ինքնաթիռների ռեակտիվ շարժիչների կառուցման ժամանակ։ Տիտանի օգտագործումը ռեակտիվ շարժիչների նախագծման մեջ հնարավորություն է տալիս նվազեցնել դրանց քաշը 10...25%-ով: Մասնավորապես, կոմպրեսորային սկավառակներն ու շեղբերները, օդի ընդունման մասերը, ուղեցույցները և ամրացնողները պատրաստված են տիտանի համաձուլվածքներից: Տիտանի համաձուլվածքները անփոխարինելի են գերձայնային ինքնաթիռների համար: Ինքնաթիռների թռիչքի արագության ավելացումը հանգեցրեց մաշկի ջերմաստիճանի բարձրացման, ինչի արդյունքում ալյումինի համաձուլվածքներն այլևս չեն բավարարում գերձայնային արագություններով ավիացիոն տեխնոլոգիաների կողմից սահմանված պահանջներին։ Մաշկի ջերմաստիճանն այս դեպքում հասնում է 246...316 °C-ի։ Այս պայմաններում պարզվեց, որ տիտանի համաձուլվածքները ամենաընդունելի նյութն են։ 70-ականներին զգալիորեն ավելացավ տիտանի համաձուլվածքների օգտագործումը քաղաքացիական ինքնաթիռների օդանավերի շրջանակի համար։ Միջին հեռահարության TU-204 ինքնաթիռում տիտանի համաձուլվածքներից պատրաստված մասերի ընդհանուր զանգվածը 2570 կգ է։ Ուղղաթիռներում տիտանի օգտագործումը աստիճանաբար ընդլայնվում է, հիմնականում հիմնական ռոտորային համակարգի, շարժիչի և կառավարման համակարգի մասերի համար: Հրթիռագիտության մեջ կարևոր տեղ են զբաղեցնում տիտանի համաձուլվածքները։

Ծովի ջրի բարձր կոռոզիոն դիմադրության շնորհիվ տիտանը և նրա համաձուլվածքները օգտագործվում են նավաշինության մեջ՝ պտուտակների, նավերի ծածկույթի, սուզանավերի, տորպեդների և այլնի արտադրության համար։ Կեղևները չեն կպչում տիտանի և նրա համաձուլվածքների վրա, որոնք կտրուկ մեծացնում են նավի դիմադրությունը, երբ այն շարժվում է։ Աստիճանաբար ընդլայնվում են տիտանի կիրառման ոլորտները։ Տիտանը և նրա համաձուլվածքները օգտագործվում են քիմիական, նավթաքիմիական, ցելյուլոզայի և թղթի և սննդի արդյունաբերության, գունավոր մետալուրգիայի, էներգետիկայի, էլեկտրոնիկայի, միջուկային տեխնոլոգիայի, էլեկտրոլիկայի, զենքի արտադրության մեջ, զրահապատ թիթեղների, վիրաբուժական գործիքների արտադրության մեջ, վիրաբուժական իմպլանտներ, աղազերծման կայաններ, ավտոպահեստամասեր, սպորտային սարքավորումներ (գոլֆի մահակներ, մագլցման սարքավորումներ), ժամացույցների մասեր և նույնիսկ զարդեր: Տիտանի ազոտավորումը հանգեցնում է նրա մակերեսի վրա ոսկե թաղանթի ձևավորմանը, որը գեղեցկությամբ չի զիջում իրական ոսկուն։

TiO2-ի հայտնաբերումը գրեթե միաժամանակ և ինքնուրույն է կատարել անգլիացի Վ.Գրեգորը և գերմանացի քիմիկոս Մ.Գ.Կլապրոտը։ W. Gregor, ուսումնասիրելով մագնիսական գեղձի կազմը ավազ(Creed, Cornwall, England, 1791), մեկուսացրեց անհայտ մետաղի նոր «հող» (օքսիդ), որը նա անվանեց մենակեն։ 1795 թվականին գերմանացի քիմիկոս Կլապրոտը հայտնաբերել է հանքայինռուտիլը նոր տարր է և այն անվանել տիտան: Երկու տարի անց Կլապրոտը հաստատեց, որ ռուտիլը և մենակենիկ օքսիդները նույն տարրի օքսիդներն են, որոնց հետևում մնացել է Կլապրոտի առաջարկած «տիտան» անվանումը։ 10 տարի անց տիտանի հայտնաբերումը տեղի ունեցավ երրորդ անգամ։ Ֆրանսիացի գիտնական Լ.Վոկելենը անատազում հայտնաբերեց տիտանը և ապացուցեց, որ ռուտիլն ու անատազը տիտանի օքսիդներ են:

TiO2-ի հայտնաբերումը գրեթե միաժամանակ և ինքնուրույն է կատարել անգլիացի Վ.Գրեգորը և գերմանացի քիմիկոս Մ.Գ.Կլապրոտը։ Վ.Գրեգորը, ուսումնասիրելով մագնիսական գունավոր ավազի բաղադրությունը (Creed, Cornwall, England, 1791), մեկուսացրեց անհայտ մետաղի նոր «հող» (օքսիդ), որը նա անվանեց menaken: 1795 թվականին գերմանացի քիմիկոս Կլապրոտը հայտնաբերել է հանքայինռուտիլը նոր տարր է և այն անվանել տիտան: Երկու տարի անց Կլապրոտը հաստատեց, որ ռուտիլը և մենակեն հողը նույն տարրի օքսիդներն են, որոնց հետևում մնացել է Կլապրոտի առաջարկած «տիտան» անվանումը։ 10 տարի անց տիտանի հայտնաբերումը տեղի ունեցավ երրորդ անգամ։ Ֆրանսիացի գիտնական Լ.Վոկելենը անատազում հայտնաբերեց տիտանը և ապացուցեց, որ ռուտիլն ու անատազը տիտանի օքսիդներ են:

Մետաղական տիտանի առաջին նմուշը ստացվել է 1825 թվականին Ջ. Յա Բերզելիուսի կողմից։ Տիտանի բարձր քիմիական ակտիվության և նրա մաքրման բարդության պատճառով հոլանդացիներ Ա. վան Արկելը և Ի. դե Բուրը 1925 թվականին ստացան մաքուր Ti նմուշ՝ տիտանի յոդիդ TiI4 գոլորշու ջերմային տարրալուծմամբ։

Բնության մեջ տիտանը 10-րդն է ամենից շատ: Երկրակեղևում պարունակությունը կազմում է 0,57% զանգվածով, ծովի ջրում՝ 0,001 մգ/լ։ Ուլտրահիմնային ապարներում՝ 300 գ/տ, հիմնային ապարներում՝ 9 կգ/տ, թթվային ապարներում՝ 2,3 կգ/տ, կավերում և թերթաքարերում՝ 4,5 կգ/տ։ Երկրակեղևում տիտանը գրեթե միշտ քառավալենտ է և առկա է միայն թթվածնային միացություններում։ Այն չի առաջանում ազատ տեսքով: Տիտանը եղանակային պայմանների և տեղումների պայմաններում ունի երկրաքիմիական կապ Al2O3-ի նկատմամբ: Այն կենտրոնացած է եղանակային կեղևի բոքսիտներում և ծովային կավե նստվածքներում։ Տիտանի փոխանցումն իրականացվում է միներալների մեխանիկական բեկորների և կոլոիդների տեսքով։ Որոշ կավերում կուտակվում է մինչև 30% TiO2 ըստ քաշի։ Տիտանի միներալները դիմացկուն են եղանակային պայմանների նկատմամբ և մեծ կոնցենտրացիաներ են կազմում պլաստերներում: Հայտնի են տիտանի պարունակող ավելի քան 100 միներալներ։ Դրանցից ամենակարեւորներն են՝ ռուտիլ TiO2, իլմենիտ FeTiO3, տիտանամագնետիտ FeTiO3 + Fe3O4, պերովսկիտ CaTiO3, տիտանիտ CaTiSiO5։ Տարբերում են տիտանի առաջնային հանքաքարեր՝ իլմենիտ-տիտանոմագնետիտ և ալյուվիալ՝ ռուտիլ-իլմենիտ-ցիրկոն։

Հիմնական հանքաքարերը՝ իլմենիտ (FeTiO3), ռուտիլ (TiO2), տիտանիտ (CaTiSiO5):

2002 թվականին արդյունահանված տիտանի 90%-ն օգտագործվել է TiO2 տիտանի երկօքսիդի արտադրության համար։ Տիտանի երկօքսիդի համաշխարհային արտադրությունը կազմել է տարեկան 4,5 մլն տոննա։ Տիտանի երկօքսիդի ապացուցված պաշարներ (առանց Ռուսաստանի Դաշնություն) կազմում են մոտ 800 մլն տոննա 2006 թվականի համար, ըստ ԱՄՆ Երկրաբանական ծառայության տվյալների, տիտանի երկօքսիդի առումով և բացառությամբ. Ռուսաստանի ԴաշնությունԻլմենիտի հանքաքարերի պաշարները կազմում են 603-673 մլն տոննա, իսկ ռուտիլինը` 49,7-52,7 մլն տոննա:Այսպիսով, աշխարհում տիտանի ապացուցված պաշարների արտադրության ներկայիս տեմպերով (առանց Ռուսաստանի Դաշնության) այն կբավականացնի ավելի քան 150: տարիներ։

Ռուսաստանը Չինաստանից հետո աշխարհում երկրորդն է տիտանի պաշարներով: Ռուսաստանի Դաշնությունում տիտանի հանքային պաշարների բազան բաղկացած է 20 հանքավայրերից (որոնցից 11-ը առաջնային են և 9-ը տեղակայված), որոնք բավականին հավասարապես ցրված են ողջ երկրում: Հետազոտված հանքավայրերից ամենամեծը (Յարեգսկոյե) գտնվում է Ուխտա քաղաքից (Կոմի Հանրապետություն) 25 կմ հեռավորության վրա։ Հանքավայրի պաշարները գնահատվում են 2 մլրդ տոննա հանքաքար՝ տիտանի երկօքսիդի միջին պարունակությամբ՝ մոտ 10%։

Տիտանի աշխարհի ամենամեծ արտադրողը Ռուսական կազմակերպություն«VSMPO-AVISMA».

Որպես կանոն, տիտանի և դրա միացությունների արտադրության մեկնարկային նյութը տիտանի երկօքսիդն է՝ համեմատաբար փոքր քանակությամբ կեղտերով։ Մասնավորապես, դա կարող է լինել ռուտիլային խտանյութ, որը ստացվել է տիտանի հանքաքարերի հարստացման ժամանակ։ Սակայն աշխարհում ռուտիլի պաշարները խիստ սահմանափակ են, և ավելի հաճախ օգտագործվում է այսպես կոչված սինթետիկ ռուտիլը կամ տիտանի խարամը, որը ստացվում է իլմենիտային խտանյութերի մշակման ժամանակ։ Տիտանի խարամ ստանալու համար իլմենիտի խտանյութը կրճատվում է էլեկտրական աղեղային վառարանում, մինչդեռ երկաթը բաժանվում է մետաղական փուլի (), և ոչ կրճատված տիտանի օքսիդներն ու կեղտերը կազմում են խարամի փուլ: Հարուստ խարամը մշակվում է քլորիդ կամ ծծմբաթթվի մեթոդով։

Մաքուր և համաձուլվածքների տեսքով

Գագարինի տիտանի հուշարձանը Մոսկվայի Լենինսկի պողոտայում

մետաղը կիրառվում է. քիմ Արդյունաբերություն(ռեակտորներ, խողովակաշարեր, պոմպեր, խողովակաշարերի կցամասեր), ռազմ Արդյունաբերություն(զրահաբաճկոններ, զրահապատ և կրակային խոչընդոտներ ավիացիայում, սուզանավերի կորպուսներ), արդյունաբերական գործընթացներ (աղազերծման կայաններ, գործընթացներըՑելյուլոզ և թուղթ), ավտոմոբիլային արդյունաբերություն, գյուղատնտեսական արդյունաբերություն, սննդի արդյունաբերություն, պիրսինգ զարդեր, բժշկական արդյունաբերություն (պրոթեզներ, օստեոպրոթեզներ), ատամնաբուժական և էնդոդոնտիկ գործիքներ, ատամնաբուժական իմպլանտներ, սպորտային ապրանքներ, ոսկերչական իրեր (Ալեքսանդր Խոմով), բջջային հեռախոսներ, թեթև համաձուլվածքներ և այլն։ Դա ամենակարևոր կառուցվածքային նյութն է ինքնաթիռների, հրթիռների և նավաշինության մեջ:

Տիտանի ձուլումն իրականացվում է վակուումային վառարաններում՝ գրաֆիտի կաղապարներում։ Օգտագործվում է նաև վակուումային ներդրումային ձուլում։ Տեխնոլոգիական դժվարությունների պատճառով այն սահմանափակ չափով օգտագործվում է գեղարվեստական ​​ձուլման մեջ։ Աշխարհում առաջին մոնումենտալ ձուլածո տիտանի քանդակը Յուրի Գագարինի հուշարձանն է Մոսկվայի նրա անվան հրապարակում։

Տիտանը համաձուլվածքային հավելում է բազմաթիվ համաձուլվածքների մեջ պողպատներև շատ հատուկ համաձուլվածքներ:

Նիտինոլը (նիկել-տիտան) ձևի հիշողության համաձուլվածք է, որն օգտագործվում է բժշկության և տեխնոլոգիայի մեջ:

Տիտանի ալյումինիդները շատ դիմացկուն են օքսիդացման և ջերմակայուն, ինչն իր հերթին որոշեց դրանց օգտագործումը ավիացիայի և ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ որպես կառուցվածքային նյութեր:

Տիտանը բարձր վակուումային պոմպերում օգտագործվող ամենատարածված ստացող նյութերից մեկն է:

Սպիտակ տիտանի երկօքսիդը (TiO2) օգտագործվում է ներկերի (օրինակ՝ տիտանի սպիտակ), ինչպես նաև թղթի և պլաստիկի արտադրության մեջ։ Սննդային հավելում E171.

Օրգանոտանիումի միացությունները (օրինակ՝ տետրաբուտոքսիտիտան) օգտագործվում են որպես կատալիզատոր և կարծրացուցիչ քիմիական և ներկերի արդյունաբերության մեջ:

Տիտանի անօրգանական միացություններն օգտագործվում են քիմիական, էլեկտրոնային, ապակե մանրաթելերի արդյունաբերության մեջ որպես հավելումներ կամ ծածկույթներ:

Տիտանի կարբիդը, տիտանի դիբորիդը, տիտանի կարբոնիտրիդը մետաղների վերամշակման համար գերկարծր նյութերի կարևոր բաղադրիչներն են։

Տիտանի նիտրիդը օգտագործվում է գործիքները, եկեղեցական գմբեթները ծածկելու և կոստյումների զարդերի արտադրության մեջ, քանի որ. ունի նման գույն.

Բարիումի տիտանատ BaTiO3, կապարի տիտանատ PbTiO3 և մի շարք այլ տիտանատներ ֆերոէլեկտրիկներ են։

Կան բազմաթիվ տիտանի համաձուլվածքներ տարբեր մետաղներով: Լեգիրման տարրերը բաժանվում են երեք խմբի՝ կախված պոլիմորֆ փոխակերպման ջերմաստիճանի վրա իրենց ազդեցությունից՝ բետա կայունացուցիչներ, ալֆա կայունացուցիչներ և չեզոք կարծրացուցիչներ։ Առաջինները իջեցնում են փոխակերպման ջերմաստիճանը, երկրորդները մեծացնում են այն, իսկ երկրորդները չեն ազդում դրա վրա, այլ հանգեցնում են մատրիցայի լուծույթի կարծրացմանը։ Ալֆա կայունացուցիչների օրինակներ՝ թթվածին, ածխածին, ազոտ: Բետա կայունացուցիչներ՝ մոլիբդեն, վանադիում, երկաթ, քրոմ, Նի. Չեզոք կարծրացուցիչներ՝ ցիրկոնիում, սիլիցիում: Բետա կայունացուցիչներն իրենց հերթին բաժանվում են բետա-իզոմորֆ և բետա-էուտեկտոիդ ձևավորող: Ամենատարածված տիտանի համաձուլվածքը Ti-6Al-4V խառնուրդն է (ռուսական դասակարգման VT6):

2005թ ամուր Titanium Corporation-ը հրապարակել է աշխարհում տիտանի սպառման հետևյալ գնահատականը.

13% - թուղթ;

7%՝ մեքենաշինություն։

15-25 դոլար մեկ կիլոգրամի համար՝ կախված մաքրությունից։

Կոպիտ տիտանի (տիտանային սպունգ) մաքրությունը և աստիճանը սովորաբար որոշվում է նրա կարծրությամբ, որը կախված է կեղտերի պարունակությունից: Ամենատարածված ապրանքանիշերն են TG100 և TG110:

Սպառողական ապրանքների շուկայի հատվածը ներկայումս տիտանի շուկայի ամենաարագ զարգացող հատվածն է: Մինչդեռ 10 տարի առաջ այս հատվածը տիտանի շուկայի միայն 1-2-ն էր, այսօր այն հասել է շուկայի 8-10-ին: Ընդհանուր առմամբ, տիտանի սպառումը սպառողական ապրանքների արդյունաբերության մեջ աճել է մոտ երկու անգամ ավելի, քան ամբողջ տիտանի շուկայում: Տիտանի օգտագործումը սպորտում ամենաերկարատևն է և զբաղեցնում է սպառողական ապրանքներում տիտանի օգտագործման ամենամեծ բաժինը: Սպորտային սարքավորումներում տիտանի հանրաճանաչության պատճառը պարզ է. այն թույլ է տալիս ստանալ քաշի և ուժի հարաբերակցություն, որը գերազանցում է ցանկացած այլ մետաղի: Հեծանիվներում տիտանի օգտագործումը սկսվել է մոտ 25-30 տարի առաջ և եղել է տիտանի առաջին օգտագործումը սպորտային սարքավորումներում: Հիմնականում օգտագործվում են Ti3Al-2.5V ASTM 9-րդ դասի համաձուլվածքային խողովակները: Տիտանի համաձուլվածքներից պատրաստված մյուս մասերը ներառում են արգելակները, ճոպանները և նստատեղերի զսպանակները: Տիտանի օգտագործումը գոլֆի մահակների արտադրության մեջ առաջին անգամ սկսվել է 80-ականների վերջին և 90-ականների սկզբին Ճապոնիայի ակումբ արտադրողների կողմից: Մինչև 1994-1995 թվականները տիտանի այս կիրառումը գործնականում անհայտ էր ԱՄՆ-ում և Եվրոպայում: Դա փոխվեց, երբ Callaway-ն շուկա ներկայացրեց իր Ruger տիտանի փայտիկը, որը կոչվում է Great Big Bertha: Callaway-ի ակնհայտ առավելությունների և լավ մտածված մարքեթինգի շնորհիվ տիտանի ձողիկներն ակնթարթորեն հիթ դարձան: Կարճ ժամանակահատվածում տիտանի ակումբները սպեկուլյանտների փոքր խմբի բացառիկ և թանկարժեք գույքից անցել են գոլֆիստների մեծամասնության կողմից լայնորեն կիրառվելուն, մինչդեռ դեռևս ավելի թանկ են, քան պողպատե մահակները: Կցանկանայի մեջբերել գոլֆի շուկայի զարգացման հիմնական, իմ կարծիքով, միտումները. այն կարճ 4-5 տարում բարձր տեխնոլոգիաներից հասել է զանգվածային արտադրության՝ հետևելով աշխատուժի բարձր ծախսեր ունեցող այլ ճյուղերի ճանապարհին, ինչպիսիք են. քանի որ հագուստի, խաղալիքների և սպառողական էլեկտրոնիկայի արտադրությունը, սկսեց գոլֆի մահակների արտադրությունը երկրներըամենաէժան աշխատուժով նախ՝ Թայվան, հետո՝ Չինաստան, իսկ հիմա գործարաններ են կառուցվում նույնիսկ ավելի էժան աշխատուժ ունեցող երկրներում, ինչպիսիք են Վիետնամը և Թաիլանդը, տիտանն անկասկած օգտագործվում է վարորդների համար, որտեղ նրա բարձր որակները ակնհայտ առավելություն են տալիս և արդարացնում ավելի բարձր։ գինը։ Այնուամենայնիվ, տիտանը դեռ շատ լայն կիրառություն չի գտել հետագա ակումբներում, քանի որ ծախսերի զգալի աճը չի համընկնում խաղի համապատասխան բարելավման հետ: Ներկայումս վարորդները հիմնականում արտադրվում են կեղծ հարվածող դեմքով, կեղծված կամ ձուլածո վերնաշապիկով և ներքև: Վերջերս Professional Golf ROA-ն թույլ տվեց բարձրացնել այսպես կոչված վերադարձի գործոնի վերին սահմանը, ինչի կապակցությամբ բոլոր ակումբային արտադրողները կփորձեն մեծացնել հարվածող մակերեսի զսպանակային հատկությունները: Դրա համար անհրաժեշտ է նվազեցնել հարվածային մակերեսի հաստությունը և դրա համար օգտագործել ավելի ամուր համաձուլվածքներ, ինչպիսիք են SP700, 15-3-3-3 և VT-23: Այժմ եկեք կենտրոնանանք տիտանի և դրա համաձուլվածքների օգտագործման վրա այլ սպորտային սարքավորումների վրա: Race հեծանիվների խողովակները և այլ մասերը պատրաստված են ASTM Grade 9 Ti3Al-2.5V խառնուրդից: Զարմանալիորեն զգալի քանակությամբ տիտանի թիթեղներ օգտագործվում են սուզվող դանակների արտադրության մեջ: Արտադրողների մեծամասնությունը օգտագործում է Ti6Al-4V համաձուլվածք, սակայն այս համաձուլվածքը չի ապահովում սայրի եզրերի ամրությունը, ինչպես մյուս ավելի ամուր համաձուլվածքները: Որոշ արտադրողներ անցնում են BT23 խառնուրդի օգտագործմանը:

Շատերին հետաքրքրում է մի փոքր առեղծվածային և լիովին չհասկացված տիտանը՝ մետաղ, որի հատկությունները որոշ չափով երկիմաստ են: Մետաղը և՛ ամենաուժեղն է, և՛ ամենափխրունը։

Ամենաամուր և փխրուն մետաղը

Այն հայտնաբերել են երկու գիտնականներ 6 տարվա տարբերությամբ՝ անգլիացի Վ.Գրեգորը և գերմանացի Մ.Կլապրոտը։ Տիտանի անունը կապված է մի կողմից առասպելական տիտանների՝ գերբնական ու անվախ, մյուս կողմից՝ Տիտանիայի՝ փերիների թագուհու հետ։
Սա բնության մեջ ամենատարածված նյութերից մեկն է, սակայն մաքուր մետաղ ստանալու գործընթացը հատկապես դժվար է:

22 քիմիական տարրԴ.Մենդելեևի աղյուսակը Titanium (Ti) պատկանում է 4-րդ շրջանի 4-րդ խմբին։

Տիտանի գույնը արծաթափայլ սպիտակ է՝ ընդգծված փայլով։ Նրա շեշտադրումները փայլում են ծիածանի բոլոր գույներով:

Այն հրակայուն մետաղներից է։ Այն հալվում է +1660°C (±20°) ջերմաստիճանում։ Տիտանը պարամագնիսական է. այն չի մագնիսացվում մագնիսական դաշտում և դուրս չի մղվում դրանից:
Մետաղը բնութագրվում է ցածր խտությամբ և բարձր ամրությամբ: Բայց այս նյութի առանձնահատկությունը կայանում է նրանում, որ այլ քիմիական տարրերի նույնիսկ նվազագույն կեղտերը արմատապես փոխում են դրա հատկությունները: Այլ մետաղների աննշան մասնաբաժնի առկայության դեպքում տիտանը կորցնում է իր ջերմակայունությունը, և դրա բաղադրության մեջ պարունակվող նվազագույն ոչ մետաղական նյութերը համաձուլվածքը դարձնում են փխրուն:
Այս հատկանիշը որոշում է 2 տեսակի նյութի առկայությունը՝ մաքուր և տեխնիկական:

1. Մաքուր տիտանն օգտագործվում է այնտեղ, որտեղ անհրաժեշտ է շատ թեթև նյութ, որը կարող է դիմակայել ծանր բեռներին և գերբարձր ջերմաստիճանի միջակայքերին:
2. Տեխնիկական նյութը օգտագործվում է այնտեղ, որտեղ գնահատվում են այնպիսի պարամետրեր, ինչպիսիք են թեթևությունը, ուժը և կոռոզիայից դիմադրությունը:

Նյութն ունի անիզոտրոպության հատկություն։ Սա նշանակում է, որ մետաղը կարող է փոխել իր ֆիզիկական բնութագրերը կիրառվող ուժի հիման վրա: Այս հատկանիշը պետք է հաշվի առնել նյութի օգտագործումը պլանավորելիս:

Տիտանը կորցնում է իր ուժը նրա մեջ այլ մետաղների կեղտերի նվազագույն առկայության դեպքում:

Սովորական պայմաններում տիտանի հատկությունների ուսումնասիրությունները հաստատում են նրա իներտությունը: Նյութը չի արձագանքում շրջակա մթնոլորտի տարրերին:
Պարամետրերի փոփոխությունը սկսվում է այն ժամանակ, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև +400°C և բարձր: Տիտանը փոխազդում է թթվածնի հետ, կարող է բռնկվել ազոտում, կլանում գազերը։
Այս հատկությունները դժվարացնում են մաքուր նյութի և դրա համաձուլվածքների ձեռքբերումը։ Տիտանի արտադրությունը հիմնված է թանկարժեք վակուումային սարքավորումների օգտագործման վրա:

Տիտանի և այլ մետաղների հետ մրցակցություն

Այս մետաղը մշտապես համեմատվում է ալյումինի և երկաթի համաձուլվածքների հետ։ Տիտանի քիմիական հատկություններից շատերը զգալիորեն ավելի լավն են, քան մրցակիցները.

1. Մեխանիկական ուժով տիտանը 2 անգամ գերազանցում է երկաթին, իսկ ալյումինը 6 անգամ։ Նրա ամրությունը մեծանում է ջերմաստիճանի նվազմամբ, ինչը չի նկատվում մրցակիցների մոտ։
   Տիտանի հակակոռուպցիոն հատկությունները զգալիորեն ավելի բարձր են, քան այլ մետաղների:
2. Շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում մետաղը բացարձակապես իներտ է: Բայց երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է +200°C-ից, նյութը սկսում է ներծծել ջրածինը` փոխելով դրա բնութագրերը:
3. Ավելի բարձր ջերմաստիճաններում տիտանը փոխազդում է այլ քիմիական տարրերի հետ։ Այն ունի բարձր տեսակարար ուժ, որը 2 անգամ գերազանցում է լավագույն երկաթի համաձուլվածքների հատկությունները։
4. Տիտանի հակակոռոզիոն հատկությունները զգալիորեն գերազանցում են ալյումինի և չժանգոտվող պողպատի հատկությունները:
5. Նյութը էլեկտրական հոսանքի վատ հաղորդիչ է։ Տիտանի դիմադրողականությունը 5 անգամ գերազանցում է երկաթին, 20 անգամ ալյումինին և 10 անգամ մագնեզիումին:
6. Տիտանը բնութագրվում է ցածր ջերմային հաղորդունակությամբ, դա պայմանավորված է ջերմային ընդարձակման ցածր գործակցով: Այն երկաթից 3 անգամ պակաս է, իսկ ալյումինից՝ 12 անգամ։
   

Ինչպե՞ս է ստացվում տիտանը:

Բնության տարածվածությամբ նյութը զբաղեցնում է 10-րդ տեղը։ Տիտան թթվի կամ դրա երկօքսիդի տեսքով տիտանի պարունակող մոտ 70 հանքանյութ կա։ Դրանցից ամենատարածվածը և պարունակում է մետաղական ածանցյալների բարձր տոկոս.

• իլմենիտ;
• ռուտիլ;
• անատազ;
• պերովսկիտ;
• բրուկիտ.

Տիտանի հանքաքարերի հիմնական հանքավայրերը գտնվում են ԱՄՆ-ում, Մեծ Բրիտանիայում, Ճապոնիայում, մեծ ավանդներդրանք բաց են Ռուսաստանում, Ուկրաինայում, Կանադայում, Ֆրանսիայում, Իսպանիայում, Բելգիայում:

Տիտանի արդյունահանումը թանկ և աշխատատար գործընթաց է

Դրանցից մետաղ ստանալը շատ թանկ արժե։ Գիտնականները մշակել են տիտանի արտադրության 4 եղանակ, որոնցից յուրաքանչյուրն աշխատում է և արդյունավետ օգտագործվում արդյունաբերության մեջ.

1. Մագնեզիումի մեթոդ. Տիտանի կեղտեր պարունակող արդյունահանվող հումքը վերամշակվում է և ստացվում է տիտանի երկօքսիդ։ Այս նյութը ենթարկվում է քլորացման հանքավայրերում կամ աղի քլորատորներում ավելացված ժամանակ ջերմաստիճանի ռեժիմ. Գործընթացը շատ դանդաղ է ընթանում և իրականացվում է ածխածնի կատալիզատորի առկայության դեպքում։ Այս դեպքում պինդ երկօքսիդը վերածվում է գազային նյութի՝ տիտանի տետրաքլորիդի։ Ստացված նյութը կրճատվում է մագնեզիումով կամ նատրիումով: Ռեակցիայի ընթացքում առաջացած համաձուլվածքը ենթարկվում է տաքացման վակուումային միավորում մինչև ծայրահեղ բարձր ջերմաստիճան: Ռեակցիայի արդյունքում տեղի է ունենում մագնեզիումի և նրա միացությունների գոլորշիացում քլորի հետ։ Գործընթացի վերջում ստացվում է սպունգի նման նյութ։ Այն հալվում է և ստացվում է բարձրորակ տիտան։
2. Հիդրիդ-կալցիումի մեթոդ. Հանքաքարը ենթարկվում է քիմիական ռեակցիաև ստացեք տիտանի հիդրիդ: Հաջորդ փուլը նյութի տարանջատումն է բաղադրիչների։ Վակուումային կայաններում տաքացման ժամանակ տիտանը և ջրածինը արտազատվում են։ Գործընթացի վերջում ստացվում է կալցիումի օքսիդ, որը լվանում են թույլ թթուներով։ Առաջին երկու մեթոդները վերաբերում են արդյունաբերական արտադրությանը։ Դրանք հնարավորություն են տալիս ամենակարճ ժամանակում ստանալ մաքուր տիտանի՝ համեմատաբար ցածր գնով։
3. էլեկտրոլիզի մեթոդ. Տիտանի միացությունները ենթարկվում են բարձր հոսանքի։ Կախված հումքից՝ միացությունները բաժանվում են բաղադրիչների՝ քլոր, թթվածին և տիտան։
4. Յոդիդի մեթոդ կամ զտում: Հանքանյութերից ստացված տիտանի երկօքսիդը լցվում է յոդի գոլորշիով: Ռեակցիայի արդյունքում առաջանում է տիտանի յոդիդ, որը տաքացվում է մինչև բարձր ջերմաստիճան՝ + 1300 ... + 1400 ° C և գործում է դրա վրա։ էլեկտրական ցնցում. Միևնույն ժամանակ, բաղադրիչները մեկուսացված են սկզբնական նյութից՝ յոդ և տիտան: Այս մեթոդով ստացված մետաղը չունի կեղտեր և հավելումներ։

Օգտագործման ոլորտները

Տիտանի օգտագործումը կախված է կեղտերից դրա մաքրման աստիճանից։ Տիտանի համաձուլվածքի բաղադրության մեջ նույնիսկ փոքր քանակությամբ այլ քիմիական տարրերի առկայությունը արմատապես փոխում է նրա ֆիզիկական և մեխանիկական բնութագրերը:

Տիտանը՝ որոշակի քանակությամբ կեղտերով, կոչվում է տեխնիկական։ Այն ունի կոռոզիոն դիմադրության բարձր տեմպեր, այն թեթև և շատ դիմացկուն նյութ է: Դրա կիրառումը կախված է այս և այլ ցուցանիշներից:

• Քիմիական արդյունաբերության մեջՏիտանը և նրա համաձուլվածքները օգտագործվում են ջերմափոխանակիչներ, տարբեր տրամագծերի խողովակներ, կցամասեր, պատյաններ և տարբեր նպատակներով պոմպերի մասեր արտադրելու համար: Նյութը անփոխարինելի է այն վայրերում, որտեղ պահանջվում է բարձր ուժ և դիմադրություն թթուների նկատմամբ:
• Տրանսպորտի վրատիտանն օգտագործվում է հեծանիվների, մեքենաների, երկաթուղային վագոնների և գնացքների մասերի և հավաքների արտադրության համար: Նյութի օգտագործումը նվազեցնում է շարժակազմի և մեքենաների քաշը, հեծանիվների մասերը դարձնում է ավելի թեթև և ամուր։
• Տիտանը կարևոր է ռազմածովային վարչությունում. Դրանից պատրաստվում են սուզանավերի կորպուսի մասերը և տարրերը, նավակների և ուղղաթիռների համար պտուտակներ։
• Շինարարության ոլորտումՕգտագործվում է ցինկ–տիտան համաձուլվածք։ Օգտագործվում է որպես ֆասադների և տանիքների հարդարման նյութ։ Այս շատ ամուր համաձուլվածքն ունի կարևոր հատկություն՝ այն կարող է օգտագործվել ամենաֆանտաստիկ կոնֆիգուրացիայի ճարտարապետական ​​դետալներ պատրաստելու համար: Այն կարող է ունենալ ցանկացած ձև:
• Վերջին տասնամյակում տիտանը լայնորեն օգտագործվում է նավթարդյունաբերության մեջ. Դրա համաձուլվածքներն օգտագործվում են ծայրահեղ խորը հորատման սարքավորումների արտադրության մեջ: Նյութը օգտագործվում է ծովային դարակներում նավթի և գազի արդյունահանման սարքավորումների արտադրության համար:

Titanium-ն ունի կիրառման շատ լայն շրջանակ:

Մաքուր տիտանն ունի իր կիրառությունները: Այն անհրաժեշտ է այնտեղ, որտեղ պահանջվում է բարձր ջերմաստիճանի դիմադրություն, և միևնույն ժամանակ պետք է պահպանել մետաղի ամրությունը:

Այն կիրառվում է :

• օդանավերի և տիեզերական արդյունաբերություն մաշկի մասերի, կորպուսների, ամրացումների, շասսիների արտադրության համար.
• դեղամիջոցներ պրոթեզավորման և սրտի փականների և այլ սարքերի արտադրության համար.
• կրիոգեն շրջանում աշխատելու տեխնիկա (այստեղ նրանք օգտագործում են տիտանի հատկությունը. ջերմաստիճանի նվազմամբ մետաղի ուժը մեծանում է և դրա պլաստիկությունը չի կորչում):

Տոկոսային առումով տիտանի օգտագործումը տարբեր նյութերի արտադրության համար ունի հետևյալ տեսքը.

• 60%-ը օգտագործվում է ներկերի արտադրության համար.
• պլաստիկը սպառում է 20%;
• 13%-ն օգտագործվում է թղթի արտադրության մեջ;
• մեքենաշինությունը սպառում է ստացված տիտանի և դրա համաձուլվածքների 7%-ը:

Հումքը և տիտանի ստացման գործընթացը թանկ են, դրա արտադրության ծախսերը փոխհատուցվում և վճարվում են այս նյութից արտադրանքի ծառայության ժամկետով, շահագործման ողջ ժամանակահատվածում արտաքին տեսքը չփոխելու նրա ունակությամբ:

ՏԻՏԱՆԸ ԵՎ ՆՐԱ համաձուլվածքները

Տիտանը պատկանում է հրակայուն մետաղների խմբին, նրա հալման ջերմաստիճանը 1668°C է։ Տիտանը ունի երկու ալոտրոպ մոդիֆիկացիա α և ß: α մոդիֆիկացիան ցածր ջերմաստիճան է և գոյություն ունի մինչև 882,5°C տաքացնելիս, ունի վեցանկյուն վանդակ։ 882,5°C ջերմաստիճանում α-մոդիֆիկացիան վերածվում է ß-ի փոփոխության, որն ունի մարմնի կենտրոնացված խորանարդ վանդակ։ α-տիտանի ß-տիտանին անցնելիս մետաղի ծավալը փոքր-ինչ նվազում է, իսկ էլեկտրական հաղորդունակությունը կտրուկ մեծանում է։ Տիտանի հիմնական առավելություններն են խտությունը (4,5 գ/սմ3), բարձր կոռոզիոն դիմադրություն և բարձր մեխանիկական ուժ։ Չնայած այն հանգամանքին, որ տիտանը քիմիապես շատ ակտիվ է և հեշտությամբ արձագանքում է մեծ թվով տարրերի հետ, այն ունի բարձր կոռոզիոն դիմադրություն՝ շնորհիվ իր մակերեսի վրա ձևավորված ուժեղ և խիտ օքսիդ ֆիլմի պաշտպանիչ ազդեցության: Քայքայիչ միջավայրերի մեծ մասում տիտանը և նրա համաձուլվածքները ավելի բարձր դիմադրություն ունեն, քան թթվակայուն պողպատները և ալյումինը: Լեգիրման տարրերի ներդրմամբ հնարավոր է ձեռք բերել բարձր մեխանիկական ուժով համաձուլվածքներ։ Լեգիրման հիմնական տարրերն են՝ Al, Sn, Mn, Cr, Mo, V։ Լեգիրման տարրերն ազդում են տիտանի ալոտրոպ մոդիֆիկացիաների կայունության վրա։ Ըստ ալոտրոպային փոխակերպումների վրա համաձուլվածքային տարրերի ազդեցության՝ տիտանի համաձուլվածքներն ըստ իրենց կառուցվածքի դասակարգվում են հետևյալ կերպ. 1) ա-տիտանային համաձուլվածքներ, որոնց կառուցվածքը բաղկացած է α-ֆազից (օրինակ՝ խառնուրդ VT5-1). 2) α + ß - համաձուլվածքներ, որոնց կառուցվածքում առկա են երկու փուլերը (VTZ-1, VT6); 3) ß - համաձուլվածքներ, որոնց կառուցվածքը բաղկացած է մեխանիկորեն կայուն ß - փուլից (VT15); երկփուլ (α + ß) - համաձուլվածքները և ß- համաձուլվածքները, ի տարբերություն α- համաձուլվածքների, ամրացվում են ջերմային մշակմամբ։ Տիտանի համաձուլվածքները ոչ միայն ունեն ավելի բարձր մեխանիկական ուժ, այլև ավելի մեծ կոռոզիոն դիմադրություն, քան մաքուր տիտանը: Տիտանը և նրա համաձուլվածքները լավ են հարմարվում տաք և սառը ճնշման տակ աշխատելու համար, լավ եռակցվում են իներտ միջավայրում, բայց ունեն ցածր հակաշփման հատկություններ և, համեմատած պողպատի հետ, ավելի քիչ են մշակվում կտրման միջոցով: Տիտանի համաձուլվածքները լայնորեն օգտագործվում են ավիացիայի և հրթիռային տեխնոլոգիաների մեջ, քիմիական արդյունաբերության, գունավոր մետալուրգիայի և այլ ոլորտներում, որտեղ տիտանի համաձուլվածքների օգտագործումը որոշվում է դրանց արժեքավոր հակակոռոզիոն հատկություններով: Այսպիսով, ազոտաթթվի մեջ գործող տիտանի ջերմափոխանակիչները կոռոզիայից 60 անգամ ավելի ցածր են, քան նմանատիպ չժանգոտվող պողպատից ջերմափոխանակիչները: Տիտանը օգտագործվում է քլորի արդյունաբերության համար սարքավորումներ պատրաստելու համար, պտուտակներ և այլն:

Տիտան (Ti) (Titanium) - 22 սերիական համարով քիմիական տարր D.I.-ի տարրերի պարբերական համակարգում: Մենդելեև, ատոմային քաշը՝ 47,88, բաց արծաթափայլ-սպիտակ մետաղ։ Խտությունը 4, 51 գ/վ մ³, tpl.=1668+ (-)5°С, tbp.=3260°С։

Խտության և հատուկ ջերմային հզորության առումով տիտանը միջանկյալ դիրք է զբաղեցնում երկու հիմնական կառուցվածքային մետաղների՝ ալյումինի և երկաթի միջև։ Հարկ է նաև նշել, որ դրա մեխանիկական ուժը մոտ երկու անգամ գերազանցում է մաքուր երկաթին և գրեթե վեց անգամ ալյումինին: Բայց տիտանը կարող է ակտիվորեն կլանել թթվածինը, ազոտը և ջրածինը, որոնք կտրուկ նվազեցնում են մետաղի պլաստիկ հատկությունները։ Ածխածնի հետ տիտանը ձևավորում է բարձր կարծրությամբ հրակայուն կարբիդներ։

Տիտանը ունի ցածր ջերմային հաղորդունակություն, որը 13 անգամ պակաս է ալյումինի ջերմահաղորդականությունից և 4 անգամ պակաս, քան երկաթը։ Ջերմային ընդարձակման գործակիցը սենյակային ջերմաստիճանում համեմատաբար փոքր է, այն մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ։

Տիտանի առաձգական մոդուլները փոքր են և զգալի անիզոտրոպություն են ցուցաբերում: Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 350°C, առաձգական մոդուլները նվազում են գրեթե գծային: Տիտանի առաձգականության մոդուլի փոքր արժեքը նրա էական թերությունն է, քանի որ որոշ դեպքերում, բավականաչափ կոշտ կառուցվածքներ ձեռք բերելու համար, անհրաժեշտ է օգտագործել արտադրանքի մեծ հատվածներ, համեմատած նրանց հետ, որոնք բխում են ամրության պայմաններից:

Տիտանը ունի բավականին բարձր էլեկտրական դիմադրողականություն, որը, կախված կեղտերի պարունակությունից, տատանվում է 42·10-8-ից մինչև 80·10-6 Ohm·cm: 0,45 K-ից ցածր ջերմաստիճանում այն ​​դառնում է գերհաղորդիչ:

Տիտանը պարամագնիսական մետաղ է։ Պարամագնիսական նյութերում մագնիսական զգայունությունը սովորաբար նվազում է, երբ տաքացվում է: Տիտանը բացառություն է այս կանոնից. նրա զգայունությունը զգալիորեն մեծանում է ջերմաստիճանի հետ:

Առևտրային VT-00 և VT1-0 տիտանի համար խտությունը մոտավորապես 4,32 գ/վ մ³ է: Տիտանի և տիտանի համաձուլվածքները համատեղում են թեթևությունը, ամրությունը, բարձր կոռոզիոն դիմադրությունը, ջերմային ընդարձակման ցածր գործակիցը, ջերմաստիճանի լայն տիրույթում աշխատելու ունակությունը (-290°C-ից մինչև 600°C):

Մետաղն ունի մի շարք օգտակար հատկություններ, որոնք այն դարձնում են որոշ արդյունաբերության հիմնական նյութերից մեկը։ Գլորված տիտանն օգտագործվում է հրթիռային և ինքնաթիռաշինության, քիմիական արդյունաբերության, նավաշինության, մեքենաշինության մեջ

Օրինակ, միջուկային սուզանավերի կեղևի ստեղծման համար օգտագործվում են տիտանի թերթ և տիտանի ձող;
Տիտանի խողովակները օգտագործվում են քիմիական արդյունաբերության մեջ իրենց բարձր հակակոռոզիոն բնութագրերի և ռեակտիվների նկատմամբ քիմիական իներտության պատճառով.
Տիտանի մետաղալարն օգտագործվում է որպես լցավորող մետաղալար՝ ստեղծելու շրջանակներ, կաղապարներ, ռազմավարական տիտանի համաձուլվածքների մարմիններ:

տիտանի մետաղալարհաճախ օգտագործվում է բժշկական արդյունաբերության, մասնավորապես ատամնաբուժության մեջ: Գլորված տիտանի արտադրանքի օգտակար հատկությունները ներառում են բարձր մեխանիկական ուժ, կոռոզիոն դիմադրություն (դիմացկուն է բազմաթիվ քիմիապես ակտիվ միջավայրերում), ջերմակայունություն (t pl = 1668 ° C), ինչպես նաև ցածր խտություն (4,505 գ / սմ 3): Տիտանի հիմնական ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները կարելի է տեսնել այս աղյուսակում: Բայց տիտանն ունի նաև իր թերությունները. Հիմնական թերություններից մեկը արտադրության բարձր արժեքն է: Տիտանի հալումը կարող է իրականացվել միայն վակուումային կամ իներտ գազի միջավայրում, քանի որ. այս մետաղը ակտիվորեն փոխազդում է (հատկապես հեղուկ վիճակում) մթնոլորտը կազմող բոլոր գազերի հետ։ Նաև տիտանի արտադրանքներն ունեն վատ հակաշփման հատկություններ, բարձր զգայունություն ջրածնի փխրունության և աղի կոռոզիայի նկատմամբ, վատ մշակելիություն և եռակցման ունակություն:

Տեխնիկական տիտանի և դրա համաձուլվածքների արտադրության հիմքը մագնեզիում-ջերմային մեթոդով ստացված տիտանի սպունգն է։ Տիտանի սպունգը ծակոտկեն մոխրագույն նյութ է՝ 1,5-2,0 գ/սմ 3 զանգվածային խտությամբ և շատ բարձր մածուցիկությամբ:

Կախված կեղտերի պարունակությունից՝ տեխնիկական տիտանը բաժանվում է մի քանի դասերի՝ GR1 (ամենամաքուր տիտան), GR2 (ավելի աղտոտված):

Տիտանի համաձուլվածքներ

Որպես կառուցվածքային նյութ օգտագործման առումով տիտանը 4-րդ տեղում է՝ զիջելով միայն Al-ին, Fe-ին և Mg-ին։ Տիտանի ալյումինիդները շատ դիմացկուն են օքսիդացման և ջերմակայուն, ինչն իր հերթին որոշեց դրանց օգտագործումը ավիացիայի և ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ որպես կառուցվածքային նյութեր: Տիտանի կենսաբանական անվտանգությունը այն դարձնում է հիանալի նյութ սննդի արդյունաբերության և վերականգնողական վիրաբուժության համար:

Տիտանը և նրա համաձուլվածքները լայնորեն օգտագործվում են ճարտարագիտության մեջ՝ շնորհիվ իրենց բարձր մեխանիկական ուժի, որը պահպանվում է բարձր ջերմաստիճանների, կոռոզիոն դիմադրության, ջերմակայունության, հատուկ ուժի, ցածր խտության և այլ օգտակար հատկությունների պատճառով: Տիտանի և դրա համաձուլվածքների բարձր արժեքը շատ դեպքերում փոխհատուցվում է նրանց ավելի մեծ կատարողականությամբ, և որոշ դեպքերում դրանք միակ նյութն են, որից հնարավոր է արտադրել սարքավորումներ կամ կառուցվածքներ, որոնք կարող են աշխատել տվյալ հատուկ պայմաններում:

Տիտանի համաձուլվածքները կարևոր դեր են խաղում ավիացիոն տեխնոլոգիայի մեջ, որտեղ նպատակն է ստանալ ամենաթեթև դիզայնը` զուգորդված պահանջվող ամրության հետ: Տիտանը թեթև է այլ մետաղների համեմատ, բայց միևնույն ժամանակ կարող է աշխատել բարձր ջերմաստիճանի դեպքում (տես նկ. 2): Տիտանի համաձուլվածքները օգտագործվում են մաշկի, ամրացնող մասերի, հոսանքի ապարատի, շասսիի մասերի և տարբեր ագրեգատների պատրաստման համար: Նաև այդ նյութերն օգտագործվում են ինքնաթիռների ռեակտիվ շարժիչների կառուցման մեջ: Սա թույլ է տալիս նվազեցնել նրանց քաշը 10-25%-ով: Տիտանի համաձուլվածքները օգտագործվում են կոմպրեսորային սկավառակների և շեղբերների, օդի ընդունման և ուղղորդող թիակների մասերի և ամրացումների արտադրության համար:

Տիտանը և նրա համաձուլվածքները օգտագործվում են նաև հրթիռային գիտության մեջ։ Հաշվի առնելով շարժիչների կարճաժամկետ աշխատանքը և մթնոլորտի խիտ շերտերի արագ անցումը, հրթիռային գիտության մեջ վերացվում են հոգնածության ուժի, ստատիկ դիմացկունության և որոշ չափով սողանքի խնդիրները:

Տեխնիկական տիտանը հարմար չէ ավիացիոն կիրառությունների համար՝ իր անբավարար բարձր ջերմակայունության պատճառով, բայց իր բացառիկ բարձր կոռոզիոն դիմադրության պատճառով, որոշ դեպքերում այն ​​անփոխարինելի է քիմիական արդյունաբերության և նավաշինության մեջ: Այսպիսով, այն օգտագործվում է կոմպրեսորների և պոմպերի արտադրության մեջ այնպիսի ագրեսիվ միջավայրեր մղելու համար, ինչպիսիք են ծծմբական և աղաթթուն և դրանց աղերը, խողովակաշարերը, փականները, ավտոկլավները, տարբեր տարաներ, զտիչներ և այլն: Միայն տիտանն ունի կոռոզիոն դիմադրություն այնպիսի միջավայրերում, ինչպիսիք են թաց քլորը, քլորի ջրային և թթվային լուծույթներ, հետևաբար քլորի արդյունաբերության համար սարքավորումները պատրաստված են այս մետաղից: Տիտանը օգտագործվում է ջերմափոխանակիչներ պատրաստելու համար, որոնք գործում են քայքայիչ միջավայրում, օրինակ՝ ազոտական ​​թթուում (ոչ գոլորշի): Նավաշինության մեջ տիտանն օգտագործվում է պտուտակների, նավերի, սուզանավերի, տորպեդների և այլնի արտադրության համար։ Կեղևները չեն կպչում տիտանի և նրա համաձուլվածքների վրա, որոնք կտրուկ մեծացնում են նավի դիմադրությունը, երբ այն շարժվում է։

Տիտանի համաձուլվածքները խոստումնալից են շատ այլ ծրագրերում օգտագործելու համար, սակայն տեխնոլոգիայի մեջ դրանց օգտագործումը սահմանափակված է տիտանի բարձր գնով և սակավությամբ:

Տիտանի միացությունները լայնորեն կիրառվում են նաև տարբեր ոլորտներում։ Տիտանի կարբիդն ունի բարձր կարծրություն և օգտագործվում է կտրող գործիքների և հղկող նյութերի արտադրության մեջ: Սպիտակ տիտանի երկօքսիդը (TiO2) օգտագործվում է ներկերի (օրինակ՝ տիտանի սպիտակ), ինչպես նաև թղթի և պլաստիկի արտադրության մեջ։ Օրգանոտանիումի միացությունները (օրինակ՝ տետրաբուտոքսիտիտան) օգտագործվում են որպես կատալիզատոր և կարծրացուցիչ քիմիական և ներկերի արդյունաբերության մեջ: Տիտանի անօրգանական միացությունները օգտագործվում են քիմիական, էլեկտրոնային, ապակեպլաստե արդյունաբերության մեջ՝ որպես հավելում։ Տիտանի դիբորիդը գերկարծր մետաղամշակման նյութերի կարևոր բաղադրիչն է: Տիտանի նիտրիդը օգտագործվում է գործիքները ծածկելու համար

Ներկայումս հայտնի է տիտանի համաձուլվածքների բավականին մեծ տեսականի, որոնք տարբերվում են քիմիական կազմով, մեխանիկական և տեխնոլոգիական հատկություններով: Տիտանի համաձուլվածքներում առավել հաճախ օգտագործվող համաձուլվածքային տարրերն են ալյումինը, վանադիումը, մոլիբդենը, մանգանը, քրոմը, սիլիցիումը, անագը, ցիրկոնիումը և երկաթը:

Տիտանի համաձուլվածքը VT5 պարունակում է, բացի տիտանից, 5% ալյումին: Այն ունի ավելի բարձր ամրության հատկություններ, համեմատած տիտանի հետ, բայց դրա արտադրությունը ցածր է: Համաձուլվածքը կեղծված է, գլանված, դրոշմված և լավ եռակցված:

Տիտանի (համաձուլվածք) VT5-ից ստացվում են տիտանի ձողեր, տիտանի մետաղալարեր և տիտանի խողովակներ։ Այն օգտագործվում է մինչև 400 ° C ջերմաստիճանում աշխատող մասերի արտադրության մեջ:

Տիտանի խառնուրդ VT5-1, բացի 5% ալյումինից, պարունակում է 2-3% անագ: Անագը բարելավում է իր տեխնոլոգիական հատկությունները։ Տիտանի համաձուլվածքը VT5-1 օգտագործվում է ճնշման մշակմամբ ստացված բոլոր տեսակի կիսաֆաբրիկատների արտադրության համար՝ տիտանի թիթեղներ, թիթեղներ, դարբնոցներ, դրոշմակնիքներ, պրոֆիլներ, տիտանի խողովակներ և տիտանի մետաղալարեր: Այն նախատեսված է ջերմաստիճանի լայն տիրույթում աշխատող արտադրանքների արտադրության համար՝ կրիոգենից մինչև 450 °C:

Տիտանի համաձուլվածքները OT4 և OT4-1, բացի տիտանից, պարունակում են ալյումին և մանգան: Նրանք ունեն բարձր տեխնոլոգիական պլաստիկություն (տաք և սառը վիճակում լավ դեֆորմացվում են) և լավ եռակցվում են բոլոր տեսակի եռակցման միջոցով։ Այս դասերի տիտանը հիմնականում նախատեսված է տիտանի թիթեղների, շերտերի և շերտերի, ինչպես նաև տիտանի ձողերի, դարբնոցների, պրոֆիլների և տիտանի խողովակների արտադրության համար: Տիտանի համաձուլվածքներից OT4 և OT4-1 մասերը արտադրվում են եռակցման, դրոշմման և ճկման միջոցով, որոնք գործում են մինչև 350 ° C ջերմաստիճանում: Այս համաձուլվածքներն ունեն թերություններ. 1) համեմատաբար ցածր ուժ և ջերմակայունություն. 2) ջրածնի փխրունության ավելի մեծ միտում. PT3V համաձուլվածքում մանգանը փոխարինվում է վանադիումով։

Տիտանի համաձուլվածքը VT20 մշակվել է որպես ավելի ամուր թիթեղային համաձուլվածք՝ համեմատած VT5-1-ի հետ: VT20 համաձուլվածքի կարծրացումը պայմանավորված է ալյումինից բացի դրա համաձուլվածքով ցիրկոնիումով և փոքր քանակությամբ մոլիբդենի և վանադիումի հետ: VT20 համաձուլվածքի տեխնոլոգիական պլաստիկությունը ցածր է ալյումինի բարձր պարունակության պատճառով: Titanium BT20-ը բնութագրվում է բարձր ջերմակայունությամբ: Այն լավ զոդում է, եռակցված միացման ուժը հավասար է հիմնական մետաղի ուժին: Համաձուլվածքը նախատեսված է արտադրանքի արտադրության համար, որոնք երկար ժամանակ գործում են մինչև 500 °C ջերմաստիճանում:

Տիտանի խառնուրդ VT3-1 պատկանում է Ti - Al - Cr - Mo - Fe - Si համակարգին: Այն սովորաբար ենթարկվում է իզոթերմային կռման։ Նման եռացումը ապահովում է ամենաբարձր ջերմային կայունությունը և առավելագույն ճկունությունը: Համաձուլվածք VT3-1 համաձուլվածքների արտադրության մեջ ամենայուրացվածներից մեկն է: Նախատեսված է շարունակական շահագործման համար 400 - 450 °C ջերմաստիճանում; դա ջերմակայուն համաձուլվածք է՝ բավականին բարձր երկարաժամկետ ամրությամբ: Դրանից մատակարարվում են տիտանի ձողեր, պրոֆիլներ, թիթեղներ, դարբնոցներ, դրոշմակնիքներ։

Տիտանը և դրա համաձուլվածքները

Տիտանը հալվում է 1660°C ջերմաստիճանում, ալոտրոպ, վնասակար կեղտեր N, C, O, H: TiO2 թաղանթը պաշտպանում է տիտանը օքսիդացումից, ցանկացած ջրի մեջ կոռոզիայից, որոշ թթուներից: Այն հալեցնում են, լցնում, եռակցվում արգոն միջավայրում և ենթարկվում OMD-ի: Թերթերը, խողովակները, պրոֆիլները և լարերը պատրաստված են տիտանից: Դրա համաձուլվածքները Fe, Al, Mn, Cr, Sn, V, Si, Ga, Ge, La, Nb, Ta, Zr, W, Mo, Co, Si-ի հետ ունեն բարձր ուժ, ջերմակայունություն, կոռոզիոն դիմադրություն: Տիտանի համաձուլվածքները ջերմային են: բուժվել.

Տիտանի համաձուլվածքները դեֆորմացված են, ձուլված, պատրաստված փոշիներից, կարծրացած, կոփված, լավ մշակված։

Դարբնոցային տիտանի համաձուլվածքներ.

− ά – համաձուլվածքներ՝ VT5, VT-5-1, OT-4;

− ά – β համաձուլվածքներ՝ VT-6, VT14, VT8; BT15

Ձուլված համաձուլվածքներ՝ VT5L, VT6L, VT14L, VT3-1L

Փոշիացված տիտանի համաձուլվածքները ստացվում են փոշիներից՝ սեղմելով, ամուր են և ճկուն։

Տիտանի համաձուլվածքները օգտագործվում են ինքնաթիռների, ծովային նավերի, սուզանավերի, հրթիռների պատյանների, շարժիչների, տուրբինների մասերի, կոմպրեսորների, պտուտակների, հեղուկ գազերի բալոնների, քիմիական նյութերի կոնտեյներների և շատ այլ ապրանքների կաշվի պատրաստման համար: Տիտանի համաձուլվածքները կարող են ենթարկվել հալման, մարման, ծերացման և սառը բուժման: α - համաձուլվածքների հալումը կատարվում է 800 - 850 0С, իսկ α + β - համաձուլվածքների` 750 -800 0С ջերմաստիճանում։ Վակուումային եռացումը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել ջրածնի պարունակությունը, ինչը հանգեցնում է ազդեցության ուժի ավելացման, վնասի նվազման և ճաքերի:

Լեգիրող տարրի բարձր կոնցենտրացիայի և կարծրացման դեպքում առաջանում է մարտենզիտ α׀׀՝ ռոմբիկ ցանցով փուլ և ω՝ վեցանկյուն կառուցվածքով փուլ։ Պնդացած համաձուլվածքների ծերացման գործընթացում դրանք կարծրանում են α׀׀ և β - փուլերի տարրալուծման պատճառով։ Դարբնոցային տիտանի համաձուլվածքները լավ մշակվում են ճնշման տակ տաք վիճակում, եռակցվում են և ունեն բարձր կոռոզիոն դիմադրություն:

Տիտանի բնորոշ հատկանիշներն են ցածր խտությունը 4,51 կգ/դմ3, բարձր ամրությունը, որը պահպանվում է մինչև 6000C, և կոռոզիոն դիմադրությունը։ Նրանք սահմանում են դրա կիրառման շրջանակը: Տիտանի համաձուլվածքները համատեղում են բարձր ամրությունը (σВ= 800-1500 ՄՊա) լավ ճկունության հետ (δ= 12-25%), համեմատաբար լավ ջերմակայունությունը մինչև 600-7000С, բարձր կոռոզիոն դիմադրություն շատ ագրեսիվ միջավայրերում, բացառությամբ HCL, HF: α-տիտանային համաձուլվածքները չեն հնանում և օգտագործվում են կրիոգեն կայանքներում մինչև հելիումի ջերմաստիճանը (-2720C): Տիտանի համաձուլվածքների թերություններից մեկը նրանց վատ մշակումն է կտրող գործիքների միջոցով:

Տիտանի. Տիտանի գյուտը. Տիտանը և նրա համաձուլվածքները.

Տիտանի հայտնաբերողը համարվում է 28-ամյա անգլիացի վանական Ուիլյամ Գրեգորը։ 1790 թվականին, իր ծխում հանքաբանական հետազոտություններ կատարելիս, նա ուշադրություն հրավիրեց Անգլիայի հարավ-արևմուտքում գտնվող Մենակենի հովտում սև ավազի տարածվածության և անսովոր հատկությունների վրա և սկսեց ուսումնասիրել այն: Ավազի մեջ քահանան գտել է սովորական մագնիսի կողմից ձգվող սև փայլուն հանքանյութի հատիկներ։ 1925 թվականին Վան Արկելի և դե Բուրի կողմից յոդիդ մեթոդով ստացված ամենամաքուր տիտանը պարզվեց, որ ճկուն և տեխնոլոգիական մետաղ է՝ բազմաթիվ արժեքավոր հատկություններով, որը գրավել է դիզայներների և ինժեներների լայն շրջանակի ուշադրությունը: 1940թ.-ին Քրոլը առաջարկեց հանքաքարից տիտանի արդյունահանման մագնեզիում-ջերմային մեթոդ, որը մինչ այժմ հիմնականն է: 1947 թվականին արտադրվեց առաջին 45 կգ կոմերցիոն մաքուր տիտանը։

Մենդելեևի տարրերի պարբերական համակարգում տիտանն ունի 22 սերիական համար: Բնական տիտանի ատոմային զանգվածը, որը հաշվարկվել է նրա իզոտոպների ուսումնասիրությունների արդյունքներով, 47,926 է: Այսպիսով, չեզոք տիտանի ատոմի միջուկը պարունակում է 22 պրոտոն։ Նեյտրոնների, այսինքն՝ չեզոք չլիցքավորված մասնիկների թիվը տարբեր է. ավելի հաճախ՝ 26, բայց կարող է տատանվել 24-ից մինչև 28։ Հետևաբար, տիտանի իզոտոպների թիվը տարբեր է։ Ընդհանուր առմամբ, այժմ հայտնի է թիվ 22 տարրի 13 իզոտոպ, բնական տիտանը բաղկացած է հինգ կայուն իզոտոպների խառնուրդից, ամենալայն ներկայացված է տիտանը-48-ը, նրա մասնաբաժինը բնական հանքաքարերում կազմում է 73,99%։ Տիտանը և IVB ենթախմբի այլ տարրերը հատկություններով շատ նման են IIIB ենթախմբի տարրերին (սկանդիումային խումբ), թեև վերջիններից տարբերվում են մեծ վալենտություն դրսևորելու ունակությամբ։ Տիտանի նմանությունը սկանդիումի, իտրիումի, ինչպես նաև VB ենթախմբի տարրերի՝ վանադիումի և նիոբիումի հետ, արտահայտվում է նաև նրանով, որ տիտանը հաճախ հանդիպում է բնական միներալներում այդ տարրերի հետ միասին։ Միավալենտ հալոգեններով (ֆտոր, բրոմ, քլոր և յոդ) այն կարող է ձևավորել երկտրի- և տետրա միացություններ, ծծմբով և իր խմբի տարրերով (սելեն, թելուր)՝ մոնո- և դիսուլֆիդներ, թթվածնի հետ՝ օքսիդներ, երկօքսիդներ և եռօքսիդներ։ .

Տիտանը միացություններ է առաջացնում նաև ջրածնի (հիդրիդներ), ազոտի (նիտրիդներ), ածխածնի (կարբիդներ), ֆոսֆորի (ֆոսֆիդներ), մկնդեղի (արսիդների), ինչպես նաև բազմաթիվ մետաղների հետ միացություններ՝ միջմետաղական միացություններ։ Տիտանը ձևավորում է ոչ միայն պարզ, այլև բազմաթիվ բարդ միացություններ, հայտնի են նրա միացություններից շատերը օրգանական նյութերով։ Ինչպես երևում է միացությունների ցանկից, որոնցում կարող է մասնակցել տիտանը, այն քիմիապես շատ ակտիվ է։ Եվ միևնույն ժամանակ, տիտանը բացառիկ բարձր կոռոզիոն դիմադրություն ունեցող սակավաթիվ մետաղներից է. այն գործնականում հավերժ է օդում, սառը և եռացող ջրում, շատ դիմացկուն է ծովի ջրերում, բազմաթիվ աղերի լուծույթներում, անօրգանական և օրգանական: թթուներ. Ծովի ջրում կոռոզիոն դիմադրության առումով այն գերազանցում է բոլոր մետաղներին, բացառությամբ ազնիվների՝ ոսկի, պլատին և այլն, չժանգոտվող պողպատի, նիկելի, պղնձի և այլ համաձուլվածքների տեսակների մեծ մասը։ Ջրի մեջ, շատ ագրեսիվ միջավայրերում, մաքուր տիտանը ենթակա չէ կոռոզիայի: Դիմացկուն է տիտանի և էրոզիայի կոռոզիայից, որոնք առաջանում են մետաղի վրա քիմիական և մեխանիկական ազդեցությունների համակցության արդյունքում: Այս առումով այն չի զիջում չժանգոտվող պողպատների, պղնձի հիմքով համաձուլվածքների և այլ կառուցվածքային նյութերի լավագույն դասակարգերին: Տիտանը նաև լավ է դիմադրում հոգնածության կոռոզիային, որը հաճախ դրսևորվում է մետաղի ամբողջականության և ամրության խախտման տեսքով (ճեղքվածք, տեղական կոռոզիոն կենտրոններ և այլն): Տիտանի վարքագիծը շատ ագրեսիվ միջավայրերում, ինչպիսիք են ազոտը, հիդրոքլորային, ծծմբային, «aqua regia» և այլ թթուներ և ալկալիներ, զարմանալի և հիացմունքի արժանի են այս մետաղի համար:

Տիտանը շատ հրակայուն մետաղ է։ Երկար ժամանակ համարվում էր, որ այն հալվում է 1800 ° C ջերմաստիճանում, բայց 50-ականների կեսերին: Անգլիացի գիտնականներ Դիարդորֆը և Հեյսը հաստատել են մաքուր տարրական տիտանի հալման կետը: Այն կազմել է 1668 ± 3 ° C: Իր հրակայունությամբ տիտանը զիջում է միայն այնպիսի մետաղներին, ինչպիսիք են վոլֆրամը, տանտալը, նիոբիումը, ռենիումը, մոլիբդենը, պլատինոիդները, ցիրկոնիումը, իսկ կառուցվածքային հիմնական մետաղների թվում առաջին տեղում է: Տիտանի՝ որպես մետաղի ամենակարևոր հատկանիշը եզակի ֆիզիկական և քիմիական հատկություններն են՝ ցածր խտություն, բարձր ամրություն, կարծրություն և այլն։ Հիմնական բանը այն է, որ այդ հատկությունները էապես չեն փոխվում բարձր ջերմաստիճանի դեպքում։

Տիտանը թեթև մետաղ է, նրա խտությունը 0°C-ում կազմում է ընդամենը 4,517 գ/սմ8, իսկ 100°C-ում՝ 4,506 գ/սմ3։ Տիտանը պատկանում է 5 գ/սմ3-ից պակաս տեսակարար կշիռ ունեցող մետաղների խմբին։ Սա ներառում է բոլոր ալկալային մետաղները (նատրիում, կադիում, լիթիում, ռուբիդիում, ցեզիում) 0,9–1,5 գ/սմ3 տեսակարար կշռով, մագնեզիում (1,7 գ/սմ3), ալյումին (2,7 գ/սմ3) և այլն։ Տիտանը ավելի քան Ալյումինից 1,5 անգամ ծանր է, և դրանում, իհարկե, կորցնում է նրան, բայց 1,5 անգամ ավելի թեթև է, քան երկաթը (7,8 գ/սմ3): Այնուամենայնիվ, զբաղեցնելով միջանկյալ դիրք ալյումինի և երկաթի միջև հատուկ խտության մեջ, տիտանը իր մեխանիկական հատկություններով շատ անգամ գերազանցում է նրանց: Տիտանը ունի զգալի կարծրություն՝ այն 12 անգամ ավելի կարծր է, քան ալյումինը, 4 անգամ ավելի կարծր, քան երկաթը և պղնձը։ Մետաղի մեկ այլ կարևոր հատկանիշը նրա զիջման ուժն է: Որքան բարձր է այն, այնքան ավելի լավ են այս մետաղից պատրաստված մասերը դիմադրում գործառնական բեռներին: Տիտանի թողունակությունը գրեթե 18 անգամ ավելի բարձր է, քան ալյումինինը: Տիտանի համաձուլվածքների հատուկ ուժը կարող է աճել 1,5–2 գործակցով։ Նրա բարձր մեխանիկական հատկությունները լավ պահպանված են մինչև մի քանի հարյուր աստիճան ջերմաստիճանում։ Մաքուր տիտանը հարմար է բոլոր տեսակի մշակման համար տաք և սառը վիճակում. այն կարելի է երկաթի պես կեղծել, գծել և նույնիսկ մետաղալար դարձնել, փաթաթել մինչև 0,01 մմ հաստությամբ թիթեղներ, ժապավեններ և փայլաթիթեղներ:

Ի տարբերություն մետաղների մեծ մասի, տիտանը ունի զգալի էլեկտրական դիմադրություն. եթե արծաթի էլեկտրական հաղորդունակությունը վերցվում է 100, ապա պղնձի էլեկտրական հաղորդունակությունը 94 է, ալյումինը 60, երկաթը և պլատինը -15, իսկ տիտանը ընդամենը 3,8 է։ Տիտանը պարամագնիսական մետաղ է, մագնիսական դաշտում երկաթի պես չի մագնիսացվում, բայց պղնձի նման դուրս չի մղվում։ Նրա մագնիսական զգայունությունը շատ թույլ է, այս հատկությունը կարող է օգտագործվել շինարարության մեջ։ Տիտանն ունի համեմատաբար ցածր ջերմային հաղորդունակություն՝ ընդամենը 22,07 Վտ / (mK), որը մոտավորապես 3 անգամ ցածր է երկաթի ջերմային հաղորդունակությունից, 7 անգամ ցածր մագնեզիումից, 17–20 անգամ ավելի ցածր, քան ալյումինը և պղնձը: Համապատասխանաբար, տիտանի գծային ջերմային ընդարձակման գործակիցը ավելի ցածր է, քան մյուս կառուցվածքային նյութերը. 20 C ջերմաստիճանում այն ​​1,5 անգամ ցածր է երկաթից, 2-ը` պղնձի և գրեթե 3-ի համար` ալյումինի համար: Այսպիսով, տիտանը էլեկտրականության և ջերմության վատ հաղորդիչ է:

Այսօր տիտանի համաձուլվածքները լայնորեն կիրառվում են ավիացիոն տեխնիկայում։ Տիտանի համաձուլվածքները առաջին անգամ օգտագործվել են արդյունաբերական մասշտաբով ինքնաթիռների ռեակտիվ շարժիչների կառուցման ժամանակ։ Տիտանի օգտագործումը ռեակտիվ շարժիչների նախագծման մեջ հնարավորություն է տալիս նվազեցնել դրանց քաշը 10...25%-ով: Մասնավորապես, կոմպրեսորային սկավառակներն ու շեղբերները, օդի ընդունման մասերը, ուղեցույցները և ամրացնողները պատրաստված են տիտանի համաձուլվածքներից: Տիտանի համաձուլվածքները անփոխարինելի են գերձայնային ինքնաթիռների համար: Ինքնաթիռների թռիչքի արագության ավելացումը հանգեցրեց մաշկի ջերմաստիճանի բարձրացման, ինչի արդյունքում ալյումինի համաձուլվածքներն այլևս չեն բավարարում գերձայնային արագություններով ավիացիոն տեխնոլոգիաների կողմից սահմանված պահանջներին։ Մաշկի ջերմաստիճանն այս դեպքում հասնում է 246...316 °C-ի։ Այս պայմաններում պարզվեց, որ տիտանի համաձուլվածքները ամենաընդունելի նյութն են։ 70-ականներին զգալիորեն ավելացավ տիտանի համաձուլվածքների օգտագործումը քաղաքացիական ինքնաթիռների օդանավերի շրջանակի համար։ Միջին հեռահարության TU-204 ինքնաթիռում տիտանի համաձուլվածքներից պատրաստված մասերի ընդհանուր զանգվածը 2570 կգ է։ Ուղղաթիռներում տիտանի օգտագործումը աստիճանաբար ընդլայնվում է, հիմնականում հիմնական ռոտորային համակարգի, շարժիչի և կառավարման համակարգի մասերի համար: Հրթիռագիտության մեջ կարևոր տեղ են զբաղեցնում տիտանի համաձուլվածքները։
Ծովի ջրի բարձր կոռոզիոն դիմադրության շնորհիվ տիտանը և նրա համաձուլվածքները օգտագործվում են նավաշինության մեջ՝ պտուտակների, նավերի ծածկույթի, սուզանավերի, տորպեդների և այլնի արտադրության համար։ Կեղևները չեն կպչում տիտանի և նրա համաձուլվածքների վրա, որոնք կտրուկ մեծացնում են նավի դիմադրությունը, երբ այն շարժվում է։ Աստիճանաբար ընդլայնվում են տիտանի կիրառման ոլորտները։ Տիտանը և նրա համաձուլվածքները օգտագործվում են քիմիական, նավթաքիմիական, ցելյուլոզայի և թղթի և սննդի արդյունաբերության, գունավոր մետալուրգիայի, էներգետիկայի, էլեկտրոնիկայի, միջուկային տեխնոլոգիայի, էլեկտրոլիկայի, զենքի արտադրության մեջ, զրահապատ թիթեղների, վիրաբուժական գործիքների արտադրության մեջ, վիրաբուժական իմպլանտներ, աղազերծման կայաններ, ավտոպահեստամասեր, սպորտային սարքավորումներ (գոլֆի մահակներ, մագլցման սարքավորումներ), ժամացույցների մասեր և նույնիսկ զարդեր: Տիտանի ազոտավորումը հանգեցնում է նրա մակերեսի վրա ոսկե թաղանթի ձևավորմանը, որը գեղեցկությամբ չի զիջում իրական ոսկուն։

Տիտանը և դրա համաձուլվածքներըօժտված է բարձր կոռոզիոն դիմադրության ատմ-ում: պայմաններ, քաղցրահամ և ծովային ջուր, քլորիդների, հիպոքլորիտների, քլորի երկօքսիդի և շատ այլ լուծույթներ: հանքային աղեր՝ ինչպես նորմալ, այնպես էլ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում: Տիտանը և նրա համաձուլվածքները նույնպես բարձր կոռոզիոն դիմադրություն ունեն թթվային օքսիդներում: միջավայրեր (ազոտային և քրոմային՝ ձեզ և այլն) և ալկալիների լուծույթում։ Չօքսիդացող թթուներում (ծծմբային, աղաթթու) տիտանն ունի բավարար ազդեցություն։ կոռոզիոն դիմադրություն նորմալ ջերմաստիճանի պայմաններում և կոնցենտրացիան to-tմինչև 8-10%: Ջերմաստիճանի բարձրացման, to-t-ի և ալկալիների կոնցենտրացիայի դեպքում տիտանի կոռոզիայի արագությունը կտրուկ աճում է։ Ծծմբաթթվի համար նկատվում է երկու առավելագույն կոռոզիայի արագություն, որը համապատասխանում է 40 և 75% կոնցենտրացիաներին: 40% ծծմբաթթվի մեջ կոռոզիայի պրոցեսն ընթանում է ջրածնի արտազատմամբ, այս տեսակի թթուները բնութագրվում են ամենաբարձր էլեկտրական հաղորդունակությամբ և ջրածնի իոնների առավելագույն կոնցենտրացիայով։ 75% լուծույթում կոռոզիոն պրոցեսն ուղեկցվում է ծծմբաթթվի վերացումով մինչև H3S և ազատ ծծումբ, իսկ բարձր կոնցենտրացիաների դեպքում (80-90%) արտազատվում է SO2 և ազատ ծծումբ։ Ֆոսֆորական թթվի մեջ տիտանը համեմատաբար ավելի դիմացկուն է և պահպանում է բարձր կոռոզիոն դիմադրություն մինչև 30% լուծույթ, իսկ կոնցենտրացիայի ավելացման դեպքում կոռոզիայի արագությունը մեծանում է: Օքսիդացնող նյութերի հավելումները (K2Cr207; HNOs; Fe + + +; Cu + +) կտրուկ նվազեցնում են հիդրոքլորային և ծծմբական թթուներում տիտանի և նրա համաձուլվածքների կոռոզիայի արագությունը:

Տիտանի՝ α- տիտան- վեցանկյուն, β- տիտան- խորանարդ ...