stopy tytanu. Zastosowanie tytanu metalicznego w przemyśle i budownictwie

19.10.2019

Właściwości fizykochemiczne tytanu, otrzymywanie tytanu

Zastosowanie tytanu w postaci czystej oraz w postaci stopów, zastosowanie tytanu w postaci związków, fizjologiczne działanie tytanu

Sekcja 1. Historia i występowanie tytanu w przyrodzie.

Tytan -to jest element drugorzędnej podgrupy czwartej grupy, czwartego okresu układu okresowego pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa, o liczbie atomowej 22. Prosta substancja tytan (numer CAS: 7440-32-6) jest lekkim metalem srebra -biały kolor. Występuje w dwóch odmianach krystalicznych: α-Ti z heksagonalną gęsto upakowaną siatką, β-Ti z sześciennym upakowaniem skupionym wokół ciała, temperatura przemiany polimorficznej α↔β wynosi 883 °C. Temperatura topnienia 1660±20 °C.

Historia i obecność w naturze tytanu

Titan został nazwany na cześć starożytnych greckich postaci Titans. Niemiecki chemik Martin Klaproth nazwał go w ten sposób ze swoich osobistych powodów, w przeciwieństwie do Francuzów, którzy próbowali nadawać nazwy zgodne z właściwościami chemicznymi pierwiastka, ale ponieważ właściwości pierwiastka były wówczas nieznane, taką nazwę wybrany.

Tytan to dziesiąty pierwiastek pod względem jego ilości na naszej planecie. Ilość tytanu w skorupie ziemskiej wynosi 0,57% wagowo i 0,001 miligrama na 1 litr wody morskiej. Złoża tytanu zlokalizowane są na terenie: RPA, Ukrainy, Rosji, Kazachstanu, Japonii, Australii, Indii, Cejlonu, Brazylii i Korei Południowej.

Pod względem właściwości fizycznych tytan jest metalem lekko srebrzystym, dodatkowo charakteryzuje się dużą lepkością podczas obróbki i ma skłonność do przyklejania się do narzędzia skrawającego, dlatego stosuje się specjalne smary lub natryski, aby wyeliminować ten efekt. W temperaturze pokojowej pokryty jest przezroczystą warstwą tlenku TiO2, dzięki czemu jest odporny na korozję w większości agresywnych środowisk, z wyjątkiem alkaliów. Pył tytanowy ma zdolność wybuchu o temperaturze zapłonu 400 °C. Wióry tytanowe są łatwopalne.

Do produkcji czystego tytanu lub jego stopów w większości przypadków stosuje się dwutlenek tytanu z niewielką liczbą zawartych w nim związków. Na przykład koncentrat rutylowy uzyskany przez wzbogacenie rud tytanu. Ale rezerwy rutylu są niezwykle małe i w związku z tym stosuje się tak zwany syntetyczny żużel rutylowy lub tytanowy, otrzymywany podczas przetwarzania koncentratów ilmenitu.

Za odkrywcę tytanu uważa się 28-letniego angielskiego mnicha Williama Gregora. W 1790 roku, prowadząc badania mineralogiczne w swojej parafii, zwrócił uwagę na występowanie i niezwykłe właściwości czarnego piasku w dolinie Menaken w południowo-zachodniej Anglii i zaczął go badać. W piasku ksiądz znalazł ziarna czarnego, błyszczącego minerału, przyciągniętego zwykłym magnesem. Otrzymany w 1925 roku przez Van Arkela i de Boera metodą jodkową najczystszy tytan okazał się metalem ciągliwym i technologicznym z wieloma cenne właściwości, który przyciągnął uwagę szerokiego grona projektantów i inżynierów. W 1940 roku Croll zaproponował termiczną metodę magnezowo-termiczną ekstrakcji tytanu z rud, która do dziś jest najważniejsza. W 1947 wyprodukowano pierwsze 45 kg komercyjnie czystego tytanu.

W układzie okresowym pierwiastków Mendelejewa tytan ma numer seryjny 22. Masa atomowa tytanu naturalnego, obliczona na podstawie wyników badań jego izotopów, wynosi 47,926. Tak więc jądro obojętnego atomu tytanu zawiera 22 protony. Liczba neutronów, czyli obojętnych, nienaładowanych cząstek, jest inna: częściej 26, ale może wahać się od 24 do 28. Dlatego liczba izotopów tytanu jest inna. W sumie znanych jest obecnie 13 izotopów pierwiastka nr 22. Naturalny tytan składa się z mieszaniny pięciu stabilnych izotopów, najszerzej reprezentowany jest tytan-48, jego udział w rudach naturalnych wynosi 73,99%. Tytan i inne pierwiastki podgrupy IVB mają bardzo podobne właściwości do pierwiastków podgrupy IIIB (grupa skandowa), chociaż różnią się od tych ostatnich zdolnością do wykazywania dużej wartościowości. Podobieństwo tytanu do skandu, itru, a także pierwiastków z podgrupy VB - wanadu i niobu, wyraża się również w tym, że tytan często występuje w naturalnych minerałach wraz z tymi pierwiastkami. Z jednowartościowymi halogenami (fluor, brom, chlor i jod) może tworzyć związki di-tri- i tetra, z siarką i pierwiastkami z jej grupy (selen, tellur) - mono- i disiarczki, z tlenem - tlenki, dwutlenki i trójtlenki .

Tytan tworzy również związki z wodorem (wodorki), azotem (azotki), węglem (węgliki), fosforem (fosforki), arsenem (arsydy), a także związki z wieloma metalami - związki międzymetaliczne. Tytan tworzy nie tylko proste, ale także liczne związki złożone, wiele z jego związków zawiera materia organiczna. Jak widać z listy związków, w których może uczestniczyć tytan, jest on bardzo aktywny chemicznie. A jednocześnie tytan jest jednym z nielicznych metali o wyjątkowo wysokiej odporności na korozję: jest praktycznie wieczny w atmosferze powietrza, w zimnej i wrzącej wodzie i jest bardzo odporny na korozję. woda morska, w roztworach wielu soli, kwasów nieorganicznych i organicznych. Pod względem odporności na korozję w wodzie morskiej przewyższa wszystkie metale, z wyjątkiem szlachetnych - złota, platyny itp., większości gatunków stali nierdzewnej, niklu, miedzi i innych stopów. W wodzie, w wielu agresywnych środowiskach, czysty tytan nie podlega korozji. Odporny na korozję tytanu i erozję wynikającą z połączenia chemicznych i mechanicznych oddziaływań na metal. Pod tym względem nie ustępuje najlepszym gatunkom stali nierdzewnych, stopów na bazie miedzi i innych materiałów konstrukcyjnych. Tytan jest również odporny na korozję zmęczeniową, która często objawia się naruszeniem integralności i wytrzymałości metalu (pęknięcia, miejscowe ogniska korozji itp.). Zachowanie tytanu w wielu agresywnych środowiskach, takich jak azot, chlorowodór, siarka, „aqua regia” oraz inne kwasy i zasady, jest dla tego metalu zaskakujące i godne podziwu.

Tytan jest bardzo ogniotrwałym metalem. Przez długi czas wierzono, że topi się w 1800 ° C, ale w połowie lat 50-tych. Angielscy naukowcy Diardorf i Hayes ustalili temperaturę topnienia czystego pierwiastkowego tytanu. Wynosiła 1668 ± 3 ° C. Pod względem ogniotrwałości tytan ustępuje jedynie takim metalom jak wolfram, tantal, niob, ren, molibden, platynoidy, cyrkon, a wśród głównych metali konstrukcyjnych zajmuje pierwsze miejsce. Najważniejszą cechą tytanu jako metalu są jego unikalne właściwości fizyczne i chemiczne: niska gęstość, wysoka wytrzymałość, twardość itp. Najważniejsze jest to, że właściwości te nie zmieniają się znacząco w wysokich temperaturach.

Tytan jest metalem lekkim, jego gęstość w 0°C wynosi tylko 4,517 g/cm8, a w 100°C 4,506 g/cm3. Tytan należy do grupy metali o ciężarze właściwym poniżej 5 g/cm3. Obejmuje to wszystko metale alkaliczne(sód, kad, lit, rubid, cez) o ciężarze właściwym 0,9-1,5 g/cm3, magnez (1,7 g/cm3), aluminium (2,7 g/cm3) itp. Tytan ponad 1,5 razy cięższy od aluminium, i w tym oczywiście traci do niego, ale jest 1,5 razy lżejszy od żelaza (7,8 g/cm3). Jednak biorąc środek ciężkości pośrednia pozycja między aluminium i żelazem, tytan wielokrotnie przewyższa je pod względem właściwości mechanicznych.). Tytan ma znaczną twardość: jest 12 razy twardszy niż aluminium, 4 razy twardszy niż żelazo i miedź. Inną ważną cechą metalu jest jego granica plastyczności. Im jest wyższy, tym lepiej części wykonane z tego metalu wytrzymują obciążenia eksploatacyjne. Granica plastyczności tytanu jest prawie 18 razy wyższa niż aluminium. Specyficzną wytrzymałość stopów tytanu można zwiększyć o współczynnik 1,5-2. Jej wysokie właściwości mechaniczne dobrze zachowują się w temperaturach do kilkuset stopni. Czysty tytan nadaje się do wszystkich rodzajów obróbki w stanie gorącym i zimnym: może być kuty jak żelazo, ciągniony, a nawet przerabiany na drut, zwijany w arkusze, taśmy i folie o grubości do 0,01 mm.

W przeciwieństwie do większości metali, tytan ma znaczny opór elektryczny: jeśli przewodność elektryczna srebra przyjmie się jako 100, to przewodność elektryczna miedzi wynosi 94, aluminium 60, żelazo i platyna -15, a tytan tylko 3,8. Tytan jest metalem paramagnetycznym, nie jest namagnesowany jak żelazo w polu magnetycznym, ale nie jest z niego wypychany jak miedź. Jego podatność magnetyczna jest bardzo słaba, właściwość ta może być wykorzystana w budownictwie. Tytan ma stosunkowo niską przewodność cieplną, tylko 22,07 W/(mK), która jest około 3 razy niższa niż przewodność cieplna żelaza, 7 razy niższa niż magnez, 17–20 razy niższa niż aluminium i miedź. W związku z tym współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej tytanu jest niższy niż innych materiałów konstrukcyjnych: w temperaturze 20 C jest 1,5 razy niższy niż w przypadku żelaza, 2 - dla miedzi i prawie 3 - dla aluminium. Tak więc tytan jest słabym przewodnikiem elektryczności i ciepła.

Ze względu na wysoką odporność na korozję w wodzie morskiej tytan i jego stopy są wykorzystywane w przemyśle stoczniowym do produkcji śrub napędowych, poszycia okrętów, okrętów podwodnych, torped itp. Pociski nie przyklejają się do tytanu i jego stopów, co znacznie zwiększa wytrzymałość naczynia podczas jego ruchu. Stopniowo rozszerzają się obszary zastosowań tytanu. Tytan i jego stopy wykorzystywane są w przemyśle chemicznym, petrochemicznym, papierniczym, spożywczym, metalurgii metali nieżelaznych, energetyce, elektronice, technice jądrowej, galwanotechnice, w produkcji broni, do produkcji płyt pancernych, narzędzi chirurgicznych, implanty chirurgiczne, instalacje do odsalania, części do samochodów wyścigowych, sprzęt sportowy (kije golfowe, sprzęt wspinaczkowy), części do zegarków, a nawet biżuteria. Azotowanie tytanu prowadzi do powstania na jego powierzchni złotego filmu, który nie ustępuje pięknemu prawdziwemu złotemu.

Odkrycia TiO2 dokonali niemal jednocześnie i niezależnie Anglik W. Gregor i niemiecki chemik M.G. Klaproth. W. Gregor, badając skład magnetycznego piasku żelazistego (Creed, Cornwall, Anglia, 1791), wyizolował nową „ziemię” (tlenek) z nieznanego metalu, który nazwał menaken. W 1795 r. niemiecki chemik Klaproth odkrył w rutylu nowy pierwiastek i nazwał go tytanem. Dwa lata później Klaproth ustalił, że rutyl i groźna ziemia są tlenkami tego samego pierwiastka, za którym pozostała nazwa „tytan” zaproponowana przez Klaprotha. Po 10 latach odkrycie tytanu miało miejsce po raz trzeci. Francuski naukowiec L. Vauquelin odkrył tytan w anatazie i udowodnił, że rutyl i anataz są identycznymi tlenkami tytanu.

Pierwszą próbkę metalicznego tytanu uzyskał w 1825 r. J. Ya Berzelius. Ze względu na wysoką aktywność chemiczną tytanu i trudność jego oczyszczenia, holenderscy A. van Arkel i I. de Boer uzyskali w 1925 r. próbkę czystego Ti przez rozkład termiczny par jodku tytanu TiI4.

Tytan jest dziesiątym najbogatszym gatunkiem w przyrodzie. Zawartość w skorupie ziemskiej wynosi 0,57% masy, w wodzie morskiej 0,001 mg / l. 300 g/t w skałach ultrazasadowych, 9 kg/t w skałach zasadowych, 2,3 kg/t w skałach kwaśnych, 4,5 kg/t w glinach i łupkach. W skorupie ziemskiej tytan jest prawie zawsze czterowartościowy i występuje tylko w związkach tlenu. Nie występuje w postaci wolnej. Tytan w warunkach wietrzenia i opadów atmosferycznych wykazuje powinowactwo geochemiczne do Al2O3. Koncentruje się w boksytach skorupy wietrzeniowej oraz w morskich osadach ilastych. Przenoszenie tytanu odbywa się w postaci mechanicznych fragmentów minerałów oraz w postaci koloidów. W niektórych glinach gromadzi się do 30% wagowo TiO2. Minerały tytanu są odporne na warunki atmosferyczne i tworzą duże stężenia w placerach. Znanych jest ponad 100 minerałów zawierających tytan. Najważniejsze z nich to: rutyl TiO2, ilmenit FeTiO3, tytanomagnetyt FeTiO3 + Fe3O4, perowskit CaTiO3, tytanit CaTiSiO5. Istnieją pierwotne rudy tytanu - ilmenit-tytanomagnetyt i placer - rutyl-ilmenit-cyrkon.

Główne rudy: ilmenit (FeTiO3), rutyl (TiO2), tytanit (CaTiSiO5).

W 2002 roku 90% wydobytego tytanu wykorzystano do produkcji dwutlenku tytanu TiO2. Światowa produkcja dwutlenku tytanu wyniosła 4,5 miliona ton rocznie. Potwierdzone zasoby dwutlenku tytanu (bez Rosji) wynoszą ok. 800 mln t. Według US Geological Survey w 2006 r. w przeliczeniu na dwutlenek tytanu i z wyłączeniem Rosji zasoby rud ilmenitu wynoszą 603-673 mln ton, a rutylu. - 49,7-52,7 mln t. Tak więc przy obecnym tempie produkcji udokumentowane światowe rezerwy tytanu (bez Rosji) wystarczą na ponad 150 lat.

Rosja ma drugie co do wielkości rezerwy tytanu na świecie po Chinach. Baza mineralna tytanu w Rosji składa się z 20 złóż (z których 11 to złoża pierwotne, a 9 to aluwialne), dość równomiernie rozproszonych w całym kraju. Największy ze zbadanych złóż (Jaregskoje) znajduje się 25 km od miasta Uchta (Republika Komi). Zasoby złoża szacowane są na 2 mld ton rudy o średniej zawartości dwutlenku tytanu ok. 10%.

Największy na świecie producent tytanu - Rosyjska firma„VSMPO-AVISMA”.

Z reguły materiałem wyjściowym do produkcji tytanu i jego związków jest dwutlenek tytanu ze stosunkowo niewielką ilością zanieczyszczeń. W szczególności może to być koncentrat rutylowy uzyskany podczas wzbogacania rud tytanu. Zasoby rutylu na świecie są jednak bardzo ograniczone i coraz częściej stosowany jest tzw. W celu uzyskania żużla tytanowego koncentrat ilmenitu jest redukowany w elektrycznym piecu łukowym, podczas gdy żelazo jest rozdzielane na fazę metaliczną (żeliwo), a niezredukowane tlenki tytanu i zanieczyszczenia tworzą fazę żużla. Bogaty żużel przetwarzany jest metodą chlorkową lub kwasem siarkowym.

W czystej postaci i w postaci stopów

Tytanowy pomnik Gagarina na Leninsky Prospekt w Moskwie

Metal znajduje zastosowanie w: przemyśle chemicznym (reaktory, rurociągi, pompy, armatura rurociągów), przemyśle wojskowym (kamizelki kuloodporne, zapory i zapory przeciwpożarowe w lotnictwie, kadłuby okrętów podwodnych), procesy przemysłowe(odsalanie, procesy celulozowo-papiernicze), przemysł motoryzacyjny, rolniczy, spożywczy, biżuteria do piercingu, przemysł medyczny (protezy, osteoprotezy), instrumenty dentystyczne i endodontyczne, implanty dentystyczne, artykuły sportowe, biżuteria (Aleksander Chomow), telefony komórkowe, stopów lekkich itp. jest najważniejszy materiał konstrukcyjny w przemyśle lotniczym, rakietowym i stoczniowym.

Odlewanie tytanu odbywa się w piecach próżniowych w formach grafitowych. Stosowane jest również odlewanie próżniowe. Ze względu na trudności technologiczne w ograniczonym stopniu jest stosowany w odlewnictwie artystycznym. Pierwszą monumentalną rzeźbą z odlewu tytanowego na świecie jest pomnik Jurija Gagarina na placu jego imienia w Moskwie.

Tytan jest dodatkiem stopowym w wielu stalach stopowych i większości specjalnych stopów.

Nitinol (nikiel-tytan) to stop z pamięcią kształtu stosowany w medycynie i technologii.

Aluminiki tytanu są bardzo odporne na utlenianie i żaroodporne, co z kolei przesądziło o ich zastosowaniu w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym jako materiałów konstrukcyjnych.

Tytan jest jednym z najczęściej stosowanych materiałów getterowych stosowanych w pompach wysokopróżniowych.

Biały dwutlenek tytanu (TiO2) stosowany jest w farbach (np. biel tytanowa) oraz w produkcji papieru i tworzyw sztucznych. Dodatek do żywności E171.

Związki tytanoorganiczne (np. tetrabutoksytytan) są stosowane jako katalizator i utwardzacz w przemyśle chemicznym i farbiarskim.

Nieorganiczne związki tytanu są stosowane w przemyśle chemicznym, elektronicznym, włókien szklanych jako dodatki lub powłoki.

Węglik tytanu, dwuborek tytanu, węgloazotek tytanu są ważnymi składnikami supertwardych materiałów do obróbki metali.

Azotek tytanu jest używany do powlekania narzędzi, kopuł kościelnych oraz do produkcji biżuterii, ponieważ. ma kolor zbliżony do złota.

Tytanian baru BaTiO3, tytanian ołowiu PbTiO3 i szereg innych tytanianów to ferroelektryki.

Istnieje wiele stopów tytanu z różnymi metalami. Pierwiastki stopowe dzielą się na trzy grupy w zależności od ich wpływu na temperaturę przemian polimorficznych: stabilizatory beta, stabilizatory alfa i utwardzacze neutralne. Te pierwsze obniżają temperaturę przemiany, drugie podwyższają, a te drugie nie wpływają na nią, ale prowadzą do przesycenia osnowy. Przykłady stabilizatorów alfa: glin, tlen, węgiel, azot. Beta stabilizatory: molibden, wanad, żelazo, chrom, nikiel. Utwardzacze neutralne: cyrkon, cyna, silikon. Z kolei beta-stabilizatory dzielą się na beta-izomorficzne i beta-eutektoidalne. Najpopularniejszym stopem tytanu jest stop Ti-6Al-4V (w klasyfikacji rosyjskiej - VT6).

60% - farba;

20% - plastik;

13% - papier;

7% - inżynieria mechaniczna.

15-25 USD za kilogram, w zależności od czystości.

O czystości i gatunku szorstkiego tytanu (gąbki tytanowej) decyduje zazwyczaj jego twardość, która zależy od zawartości zanieczyszczeń. Najpopularniejsze marki to TG100 i TG110.

Cena ferrotytanu (minimum 70% tytanu) na dzień 22.12.2010 wynosi 6,82 USD za kilogram. W dniu 01.01.2010 cena utrzymywała się na poziomie 5,00 USD za kilogram.

W Rosji ceny tytanu na początku 2012 roku wynosiły 1200-1500 rubli/kg.

Zalety:

niska gęstość (4500 kg / m3) pomaga zmniejszyć masę użytego materiału;

wysoka wytrzymałość mechaniczna. Warto zauważyć, że w podwyższonych temperaturach(250-500 °C) stopy tytanu mają wyższą wytrzymałość niż wysokowytrzymałe stopy aluminium i magnezu;

niezwykle wysoka odporność korozyjna, dzięki zdolności tytanu do tworzenia na powierzchni cienkich (5-15 mikronów) ciągłych warstw tlenku TiO2 mocno związanych z masą metalową;

wytrzymałość właściwa (stosunek wytrzymałości do gęstości) najlepszych stopów tytanu sięga 30-35 lub więcej, co stanowi prawie dwukrotność wytrzymałości właściwej stali stopowych.

Wady:

wysoki koszt produkcji, tytan jest znacznie droższy niż żelazo, aluminium, miedź, magnez;

aktywne oddziaływanie w wysokich temperaturach, zwłaszcza w stanie ciekłym, ze wszystkimi gazami tworzącymi atmosferę, w wyniku czego tytan i jego stopy mogą być topione tylko w próżni lub w środowisku gazy obojętne;

trudności związane z produkcją odpadów tytanowych;

słabe właściwości przeciwcierne ze względu na przywieranie tytanu do wielu materiałów, tytan w połączeniu z tytanem nie może działać na tarcie;

wysoka skłonność tytanu i wielu jego stopów do kruchości wodorowej i korozji solnej;

słaba skrawalność podobna do austenitycznych stali nierdzewnych;

wysoka reaktywność, tendencja do rozrostu ziaren w wysokiej temperaturze oraz przemian fazowych podczas cyklu spawania powodują trudności w spawaniu tytanu.

Główną część tytanu przeznacza się na potrzeby technologii lotniczej i rakietowej oraz budowy statków morskich. Tytan (żelazotytan) jest stosowany jako dodatek stopowy do stali wysokiej jakości oraz jako odtleniacz. Tytan techniczny wykorzystywany jest do produkcji zbiorników, reaktorów chemicznych, rurociągów, armatury, pomp, zaworów i innych wyrobów pracujących w agresywnych środowiskach. Siatki i inne części urządzeń elektropróżniowych pracujących w wysokich temperaturach wykonane są z kompaktowego tytanu.

Pod względem wykorzystania jako materiał konstrukcyjny, tytan zajmuje 4 miejsce, ustępując jedynie Al, Fe i Mg. Aluminiki tytanu są bardzo odporne na utlenianie i żaroodporne, co z kolei przesądziło o ich zastosowaniu w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym jako materiałów konstrukcyjnych. Bezpieczeństwo biologiczne tytanu sprawia, że jest to doskonały materiał dla przemysłu spożywczego i chirurgii rekonstrukcyjnej.

Tytan i jego stopy są szeroko stosowane w inżynierii ze względu na ich wysoką wytrzymałość mechaniczną, która jest utrzymywana w wysokich temperaturach, odporność na korozję, odporność na ciepło, wytrzymałość właściwą, niską gęstość i inne użyteczne właściwości. Wysoki koszt tytanu i jego stopów jest w wielu przypadkach rekompensowany ich większą wydajnością, a w niektórych przypadkach jest to jedyny materiał, z którego można wyprodukować urządzenia lub konstrukcje zdolne do pracy w określonych warunkach.

Stopy tytanu odgrywają ważną rolę w technice lotniczej, gdzie celem jest uzyskanie jak najlżejszego projektu w połączeniu z wymaganą wytrzymałością. Tytan jest lekki w porównaniu do innych metali, ale jednocześnie może pracować w wysokich temperaturach. Stopy tytanu są używane do produkcji poszycia, elementów mocujących, zespołu napędowego, części podwozia i różnych jednostek. Materiały te są również wykorzystywane do budowy samolotów silników odrzutowych. Pozwala to zmniejszyć ich wagę o 10-25%. Stopy tytanu są używane do produkcji tarcz i łopatek sprężarek, części wlotu powietrza i łopatek kierujących oraz elementów złącznych.

Tytan i jego stopy są również wykorzystywane w nauce rakietowej. Ze względu na praca krótkoterminowa silników i szybkiego przejścia gęstych warstw atmosfery w nauce rakietowej, problemy wytrzymałości zmęczeniowej, wytrzymałości statycznej i częściowo pełzania zostały w dużej mierze usunięte.

Tytan techniczny nie nadaje się do zastosowań lotniczych ze względu na niewystarczająco wysoką odporność cieplną, ale ze względu na wyjątkowo wysoką odporność na korozję w niektórych przypadkach jest niezbędny w przemyśle chemicznym i stoczniowym. Jest więc stosowany w produkcji sprężarek i pomp do pompowania tak agresywnych mediów jak siarka i kwas chlorowodorowy i ich sole, rurociągi, zawory, autoklawy, różne pojemniki, filtry itp. Tylko tytan ma odporność na korozję w takich mediach jak mokry chlor, woda i roztwory kwasów chlor, dlatego urządzenia dla przemysłu chlorowego są wykonane z tego metalu. Tytan służy do wytwarzania wymienników ciepła pracujących w środowiskach korozyjnych, np. w kwas azotowy(nie zadymiony). W przemyśle stoczniowym tytan jest używany do produkcji śrub napędowych, poszycia statków, okrętów podwodnych, torped itp. Pociski nie przyklejają się do tytanu i jego stopów, co znacznie zwiększa wytrzymałość naczynia podczas jego ruchu.

Stopy tytanu są obiecujące w wielu innych zastosowaniach, ale ich wykorzystanie w technologii jest ograniczone wysokimi kosztami i niedoborem tytanu.

Związki tytanu są również szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu. Węglik tytanu ma wysoką twardość i jest używany do produkcji narzędzi skrawających oraz materiałów ściernych. Biały dwutlenek tytanu (TiO2) stosowany jest w farbach (np. biel tytanowa) oraz w produkcji papieru i tworzyw sztucznych. Związki tytanoorganiczne (np. tetrabutoksytytan) są stosowane jako katalizator i utwardzacz w przemyśle chemicznym i farbiarskim. Nieorganiczne związki tytanu są stosowane w przemyśle chemicznym, elektronicznym, włókien szklanych jako dodatek. Diborek tytanu jest ważnym składnikiem supertwardych materiałów do obróbki metali. Do powlekania narzędzi stosuje się azotek tytanu.

Przy istniejących wysokich cenach tytanu stosuje się go głównie do produkcji sprzętu wojskowego, gdzie główną rolę odgrywa nie koszt, ale parametry techniczne. Istnieją jednak znane zastosowania unikalne właściwości tytan na potrzeby cywilne. Wraz ze spadkiem ceny tytanu i wzrostem jego produkcji, wykorzystanie tego metalu w celach wojskowych i cywilnych będzie się coraz bardziej zwiększać.

Lotnictwo. Niski ciężar właściwy i wysoka wytrzymałość (szczególnie w podwyższonych temperaturach) tytanu i jego stopów czynią je niezwykle cennymi materiałami lotniczymi. W dziedzinie budowy samolotów i produkcji silników lotniczych tytan coraz częściej zastępuje aluminium i stal nierdzewną. Wraz ze wzrostem temperatury aluminium szybko traci swoją wytrzymałość. Z kolei tytan ma wyraźną przewagę pod względem wytrzymałości w temperaturach do 430°C, a podwyższone temperatury tego rzędu występują przy wysokie prędkości dzięki ogrzewaniu aerodynamicznemu. Zaletą zastąpienia stali tytanem w lotnictwie jest zmniejszenie masy bez poświęcania wytrzymałości. Ogólna redukcja masy przy zwiększonej wydajności w podwyższonych temperaturach pozwala na zwiększenie ładowności, zasięgu i zwrotności samolotu. Tłumaczy to wysiłki zmierzające do rozszerzenia zastosowania tytanu w konstrukcji samolotów w produkcji silników, konstrukcji kadłubów, produkcji poszycia, a nawet elementów złącznych.

W konstrukcji silników odrzutowych tytan wykorzystywany jest głównie do produkcji łopatek sprężarek, tarcz turbin i wielu innych elementów tłoczonych. Tutaj tytan zastępuje nierdzewne i poddane obróbce cieplnej stale stopowe. Zmniejszenie masy silnika o jeden kilogram pozwala zaoszczędzić do 10 kg całkowitej masy samolotu dzięki odciążeniu kadłuba. W przyszłości planuje się wykorzystanie blachy tytanowej do produkcji obudów komór spalania silnika.

W budowie samolotów tytan jest szeroko stosowany w elementach kadłuba pracujących w podwyższonych temperaturach. Blacha tytanowa wykorzystywana jest do produkcji wszelkiego rodzaju osłon, osłon kabli oraz prowadnic do pocisków. Różne elementy usztywniające, ramy kadłuba, żebra itp. wykonane są ze stopowych blach tytanowych.

Osłony, klapy, osłony kabli i prowadnice pocisków wykonane są z niestopowego tytanu. Tytan stopowy jest używany do produkcji ramy kadłuba, ram, rurociągów i przegród przeciwpożarowych.

Tytan jest coraz częściej wykorzystywany w konstrukcji samolotów F-86 i F-100. W przyszłości tytan będzie wykorzystywany do produkcji drzwi podwozia, przewodów hydraulicznych, rur wydechowych i dysz, dźwigarów, klap, rozpórek składanych itp.

Z tytanu można wytwarzać płyty pancerne, łopaty śmigieł i skrzynki na pociski.

Obecnie tytan jest używany do budowy samolotów wojskowych Douglas X-3 dla skóry, Republic F-84F, Curtiss-Wright J-65 i Boeing B-52.

Tytan wykorzystywany jest również do budowy samolotów cywilnych DC-7. Firma Douglas, zastępując stopy aluminium i stal nierdzewną tytanem w produkcji gondoli silnika i przegród ogniowych, osiągnęła już oszczędności w masie konstrukcji samolotu rzędu 90 kg. Obecnie masa części tytanowych w tym samolocie wynosi 2%, a liczba ta ma zostać zwiększona do 20% całkowitej masy samolotu.

Zastosowanie tytanu umożliwia zmniejszenie masy śmigłowców. Do podłóg i drzwi stosowana jest blacha tytanowa. Znaczącą redukcję masy śmigłowca (ok. 30 kg) osiągnięto poprzez zastąpienie stali stopowej tytanem do poszycia łopat jego wirników.

Marynarka wojenna. Odporność na korozję tytanu i jego stopów sprawia, że są one bardzo cennym materiałem na morzu. Departament Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych intensywnie bada odporność tytanu na korozję na działanie gazów spalinowych, pary, oleju i wody morskiej. Wysoka wytrzymałość właściwa tytanu ma prawie takie samo znaczenie w sprawach morskich.

Niski ciężar właściwy metalu w połączeniu z odpornością na korozję zwiększa zwrotność i zasięg statków, a także obniża koszty konserwacji części materiałowej i jej naprawy.

Zastosowania tytanu w marynarce wojennej obejmują tłumiki wydechowe do podwodnych silników Diesla, tarcze przyrządów, cienkościenne rury do skraplaczy i wymienników ciepła. Według ekspertów tytan, jak żaden inny metal, jest w stanie wydłużyć żywotność tłumików wydechu na okrętach podwodnych. W przypadku tarcz pomiarowych wystawionych na działanie słonej wody, benzyny lub oleju, tytan zapewnia większą trwałość. Poszukuje się możliwości wykorzystania tytanu do produkcji rur wymienników ciepła, który powinien być odporny na korozję w wodzie morskiej myjącej rury z zewnątrz, a jednocześnie odporny na działanie skroplin spalin przepływających w ich wnętrzu. Rozważa się możliwość wykonania z tytanu anten i elementów instalacji radarowych, od których wymaga się odporności na działanie spalin i wody morskiej. Tytan może być również wykorzystany do produkcji części takich jak zawory, śmigła, części turbin itp.

Artyleria. Podobno największym potencjalnym konsumentem tytanu może być artyleria, gdzie obecnie trwają intensywne badania nad różnymi prototypami. Jednak w tym obszarze standaryzowana jest produkcja tylko pojedynczych części oraz części wykonanych z tytanu. Bardzo ograniczone użycie tytan w artylerii o dużym zakresie badań tłumaczy się wysokim kosztem.

Zbadano różne szczegóły sprzęt artyleryjski pod względem możliwości zastąpienia konwencjonalnych materiałów tytanem, z zastrzeżeniem obniżki cen tytanu. Główną uwagę zwrócono na części, dla których istotne jest zmniejszenie wagi (części przenoszone ręcznie i transportowane drogą powietrzną).

Podstawa do zaprawy z tytanu zamiast stali. Dzięki takiej wymianie i po pewnych przeróbkach zamiast stalowej płyty z dwóch połówek o łącznej wadze 22 kg udało się stworzyć jedną część o wadze 11 kg. Dzięki tej wymianie możliwe jest zmniejszenie liczby personelu serwisowego z trzech do dwóch. Rozważa się możliwość wykorzystania tytanu do produkcji przerywaczy ognia do broni palnej.

Testowane są wykonane z tytanu mocowania działa, krzyże karetki i cylindry odrzutu. Szerokie zastosowanie tytan można uzyskać w produkcji pocisków kierowanych i pocisków.

Pierwsze badania tytanu i jego stopów wykazały możliwość wytwarzania z nich płyt pancernych. Wymiana pancerza stalowego (grubość 12,7 mm) zbroja tytanowa taka sama odporność na pocisk (grubość 16 mm) pozwala, zgodnie z tymi badaniami, zaoszczędzić do 25% masy.

Wysokiej jakości stopy tytanu dają nadzieję na możliwość zastąpienia blach stalowych blachami tytanowymi o jednakowej grubości, co pozwala zaoszczędzić do 44% wagi. Aplikacja na skalę przemysłową Tytan zapewni większą zwrotność, zwiększy zasięg transportu i wytrzymałość działa. Obecny poziom rozwoju transportu lotniczego uwidacznia zalety lekkich samochodów pancernych i innych pojazdów wykonanych z tytanu. Dział artylerii zamierza w przyszłości wyposażyć piechotę w hełmy, bagnety, granatniki i ręczne miotacze ognia wykonane z tytanu. Stop tytanu został po raz pierwszy użyty w artylerii do produkcji tłoków niektórych pistoletów automatycznych.

Transport. Wiele korzyści wynikających z zastosowania tytanu w produkcji materiałów opancerzonych dotyczy również pojazdów.

Zastąpienie materiałów konstrukcyjnych obecnie zużywanych przez przedsiębiorstwa inżynierii transportowej tytanem powinno prowadzić do zmniejszenia zużycia paliwa, zwiększenia ładowności, zwiększenia wytrzymałości zmęczeniowej części mechanizmów korbowych itp. szyny kolejowe konieczne jest zmniejszenie martwego ciężaru. Znaczne zmniejszenie masy całkowitej taboru dzięki zastosowaniu tytanu pozwoli zaoszczędzić na przyczepności, zmniejszy wymiary szyjek i maźnic.

W przypadku przyczep ważna jest również waga. Pojazd. Tutaj zastąpienie stali tytanem w produkcji osi i kół również zwiększyłoby ładowność.

Wszystkie te możliwości można zrealizować poprzez obniżenie ceny tytanu z 15 do 2-3 dolarów za funt półfabrykatów tytanowych.

Przemysł chemiczny. W produkcji urządzeń dla przemysłu chemicznego niezwykle ważna jest odporność metalu na korozję. Niezbędne jest również zmniejszenie wagi i zwiększenie wytrzymałości sprzętu. Logicznie należy przyjąć, że tytan mógłby zapewnić szereg korzyści w produkcji urządzeń do transportu z niego kwasów, zasad i soli nieorganicznych. Dodatkowe możliwości zastosowania tytanu otwierają się w produkcji takich urządzeń jak zbiorniki, kolumny, filtry oraz wszelkiego rodzaju butle wysokociśnieniowe.

Zastosowanie orurowania tytanowego może poprawić sprawność wężownic grzewczych w autoklawach laboratoryjnych i wymiennikach ciepła. O przydatności tytanu do produkcji cylindrów, w których gazy i ciecze przechowywane są przez długi czas pod ciśnieniem, świadczy zastosowanie w mikroanalizie produktów spalania zamiast cięższej szklanej rurki (pokazanej w górnej części zdjęcia). Ze względu na małą grubość ścianki i niski ciężar właściwy, probówkę tę można ważyć na mniejszych, bardziej czułych wagach analitycznych. Tutaj połączenie lekkości i odporności na korozję poprawia dokładność analizy chemicznej.

Inne aplikacje. Zastosowanie tytanu jest celowe w przemyśle spożywczym, naftowym i elektrycznym, a także w produkcji narzędzi chirurgicznych oraz w samej chirurgii.

Stoły do przygotowywania potraw, stoły parowe wykonane z tytanu przewyższają jakością wyroby stalowe.

W branży wiertniczej nafty i gazu walka z korozją ma ogromne znaczenie, dlatego zastosowanie tytanu pozwoli na rzadszą wymianę prętów korodujących urządzeń. W produkcji katalitycznej i do produkcji rurociągów naftowych pożądane jest stosowanie tytanu, który zachowuje właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach i ma dobrą odporność na korozję.

W przemyśle elektrycznym tytan może być stosowany do opancerzenia kabli ze względu na dobrą wytrzymałość właściwą, wysoką oporność elektryczną i właściwości niemagnetyczne.

W różnych branżach zaczynają być stosowane łączniki w takiej czy innej formie wykonane z tytanu. Dalsza ekspansja zastosowania tytanu jest możliwa do produkcji narzędzi chirurgicznych, głównie ze względu na jego odporność na korozję. Narzędzia tytanowe są pod tym względem lepsze od konwencjonalnych narzędzi chirurgicznych, gdy są wielokrotnie gotowane lub autoklawowane.

W dziedzinie chirurgii tytan okazał się lepszy niż witalium i stale nierdzewne. Obecność tytanu w ciele jest całkiem do przyjęcia. Płytka i śruby wykonane z tytanu do mocowania kości znajdowały się w ciele zwierzęcia przez kilka miesięcy, a kość wrosła w gwinty śrub i w otwór w płytce.

Zaletą tytanu jest również to, że na płytce tworzy się tkanka mięśniowa.

Około połowa produktów tytanowych wytwarzanych na świecie jest zwykle wysyłana do cywilnego przemysłu lotniczego, jednak jego upadek po znanych tragicznych wydarzeniach zmusza wielu uczestników przemysłu do poszukiwania nowych zastosowań dla tytanu. Materiał ten stanowi pierwszą część wyboru publikacji w zagranicznej prasie metalurgicznej poświęconych perspektywom tytanu we współczesnych warunkach. Według jednego z czołowych amerykańskich producentów tytanu RT1, z łącznego wolumenu produkcji tytanu w skali światowej na poziomie 50-60 tys. ton rocznie, segment lotniczy odpowiada za zużycie nawet 40 zastosowań przemysłowych stanowią 34, a obszar wojskowy 16 , a około 10 stanowiło wykorzystanie tytanu w produktach konsumenckich. Przemysłowe zastosowania tytanu obejmują procesy chemiczne, energetykę, przemysł naftowy i gazowy, zakłady odsalania. Wojskowe zastosowania nielotnicze obejmują przede wszystkim zastosowanie w pojazdach artyleryjskich i bojowych. Sektory o znaczącym wykorzystaniu tytanu to przemysł motoryzacyjny, architektura i budownictwo, artykuły sportowe i biżuteria. Prawie cały tytan we wlewkach jest produkowany w USA, Japonii i WNP – Europa stanowi tylko 3,6 globalnego wolumenu. Regionalne rynki zastosowań końcowych tytanu są bardzo zróżnicowane – większość doskonały przykład Japonia jest wyjątkowa, gdzie cywilny sektor lotniczy odpowiada tylko za 2-3, podczas gdy zużywa 30 procent całkowitego zużycia tytanu w urządzeniach i elementach konstrukcyjnych zakładów chemicznych. Około 20 całkowitego popytu w Japonii pochodzi z energia atomowa a w elektrowniach na paliwo stałe reszta w architekturze, medycynie i sporcie. Odwrotny obraz obserwuje się w USA i Europie, gdzie wyłącznie bardzo ważne ma zużycie w sektorze lotniczym - odpowiednio 60-75 i 50-60 dla każdego regionu. W USA tradycyjnie mocnymi rynkami końcowymi są chemikalia, sprzęt medyczny, sprzęt przemysłowy, podczas gdy w Europie największy udział ma przemysł naftowo-gazowy i budowlany. Duże uzależnienie od przemysłu lotniczego jest od dawna przedmiotem troski przemysłu tytanowego, który stara się poszerzyć zastosowania tytanu, zwłaszcza w obecnej dekoniunkturze w światowym lotnictwie cywilnym. Według US Geological Survey w pierwszym kwartale 2003 roku nastąpił znaczny spadek importu gąbki tytanowej - tylko 1319 ton, czyli o 62 mniej niż 3431 ton w porównaniu z analogicznym okresem 2002 roku. Sektor lotniczy i kosmiczny zawsze będzie jednym z wiodących rynków dla tytanu, ale my w przemyśle tytanowym musimy stawić czoła wyzwaniu i zrobić wszystko, co w naszej mocy, aby upewnić się, że nasza branża nie rozwija się i nie ma cykli recesji w sektorze lotniczym. Niektórzy z wiodących producentów tytanu dostrzegają rosnące możliwości na istniejących rynkach, z których jednym jest rynek sprzętu i materiałów podmorskich. Według Martina Proko, Kierownika Sprzedaży i Dystrybucji RT1, tytan jest używany w energetyce i zastosowaniach podwodnych od wczesnych lat 80-tych, ale dopiero w ciągu ostatnich pięciu lat obszary te stale się rozwijają, z odpowiednim wzrostem niszę rynkową. W sektorze podmorskim wzrost jest napędzany głównie przez operacje wiercenia na większych głębokościach, gdzie tytan jest najbardziej odpowiednim materiałem. Jego, że tak powiem, podwodny cykl życia wynosi pięćdziesiąt lat, co odpowiada zwykłemu czasowi trwania projektów podwodnych. Wymieniliśmy już obszary, w których prawdopodobny jest wzrost wykorzystania tytanu. Kierownik sprzedaży Howmet Ti-Cast, Bob Funnell, zauważa, że obecny stan rynku można postrzegać jako możliwości rozwoju w nowych obszarach, takich jak części obrotowe do turbosprężarek do samochodów ciężarowych, rakiety i pompy.

Jednym z naszych bieżących projektów jest opracowanie lekkich systemów artyleryjskich BAE Butitzer XM777 o kalibrze 155 mm. Newmet dostarczy 17 z 28 konstrukcyjnych zespołów tytanowych dla każdego mocowania działa, a dostawy do Korpusu Piechoty Morskiej USA mają się odbyć w sierpniu 2004 roku. Przy całkowitej masie działa 9800 funtów około 4,44 tony, tytan stanowi około 2600 funtów z około 1,18 tony tytanu w jego konstrukcji – zastosowano stop 6A14U z dużą liczbą odlewów, mówi Frank Hrster, szef systemów wsparcia ogniowego. BAE Sy81et8. Ten system XM777 ma zastąpić obecny system M198 Newitzer, który waży około 17 000 funtów i około 7,71 tony. Produkcja seryjna planowana jest na okres od 2006 do 2010 roku - wstępnie planowane są dostawy do USA, Wielkiej Brytanii i Włoch, ale program może zostać rozszerzony o dostawy do krajów członkowskich NATO. John Barber z Timet wskazuje, że przykłady wyposażenie wojskowe, w konstrukcji którego wykorzystuje się znaczne ilości tytanu, są zbiorniki Abrame i maszyna do walki Bradleya. Od dwóch lat realizowany jest wspólny program między NATO, USA i Wielką Brytanią, którego celem jest zintensyfikowanie wykorzystania tytanu w uzbrojeniu i systemach obronnych. Jak już niejednokrotnie zauważono, tytan bardzo dobrze nadaje się do zastosowania w motoryzacji, jednak udział tego kierunku jest raczej skromny – według Włoch około 1 w całkowitej ilości zużywanego tytanu, czyli 500 ton rocznie. firma Poggipolini, producent tytanowych podzespołów i części do motocykli Formuły 1 i wyścigowych. Daniele Stoppolini, szef działu badawczo-rozwojowego tej firmy uważa, że obecne zapotrzebowanie na tytan w tym segmencie rynku kształtuje się na poziomie 500 ton, przy masowym wykorzystaniu tego materiału w konstrukcji zaworów, sprężyn, wydechu systemów, wałów napędowych, śrub, może potencjalnie wzrosnąć do poziomu prawie nie 16 000 ton rocznie. Dodał, że jego firma dopiero zaczyna rozwijać zautomatyzowaną produkcję śrub tytanowych w celu obniżenia kosztów produkcji. Jego zdaniem, czynnikami ograniczającymi, przez które zastosowanie tytanu nie rozwija się znacząco w motoryzacji, jest nieprzewidywalność popytu oraz niepewność podaży surowców. Jednocześnie duża potencjalna nisza dla tytanu pozostaje w przemyśle motoryzacyjnym, łącząc optymalne właściwości wagowe i wytrzymałościowe dla sprężyn śrubowych i układów wydechowych. Niestety na rynku amerykańskim szerokie zastosowanie tytanu w tych układach zaznacza jedynie dość ekskluzywny półsportowy model Chevrolet Corvette Z06, który w żaden sposób nie może pretendować do miana samochodu masowego. Jednak ze względu na ciągłe wyzwania związane z oszczędnością paliwa i odpornością na korozję, perspektywy dla tytanu w tym obszarze pozostają. W celu uzyskania aprobaty na rynkach zastosowań innych niż lotnicze i niemilitarne, w jego nazwie utworzono niedawno spółkę joint venture UNITI, w której gra się słowo jedność - jedność i Ti - oznaczenie tytanu w układzie okresowym pierwiastków jako część światowego wiodący producenci tytanu – amerykański Allegheny Technologies i rosyjski VSMPO-Avisma. Rynki te zostały celowo wykluczone, powiedział Carl Moulton, prezes nowej firmy, ponieważ zamierzamy uczynić z nowej firmy wiodącego dostawcę dla branż wykorzystujących części i podzespoły z tytanu, głównie petrochemii i energetyki. Ponadto zamierzamy aktywnie wprowadzać na rynek urządzenia do odsalania, pojazdy, produkty konsumenckie i elektronikę. Wierzę, że nasze zakłady produkcyjne dobrze się uzupełniają – VSMPO ma wybitne możliwości w zakresie produkcji wyrobów końcowych, Allegheny ma doskonałe tradycje w produkcji wyrobów walcowanych na zimno i na gorąco z tytanu. Oczekuje się, że udział UNITI w światowym rynku produktów tytanowych wyniesie 45 milionów funtów, około 20.411 ton. Rynek sprzętu medycznego można uznać za rynek stale rozwijający się – według British Titanium International Group roczna zawartość tytanu na całym świecie w różnych implantach i protezach wynosi około 1000 ton, a liczba ta będzie rosła, ponieważ możliwości chirurgii do zastąpienia ludzkie stawy po wypadkach lub urazach. Oprócz oczywistych zalet elastyczności, wytrzymałości, lekkości, tytan jest wysoce kompatybilny z ciałem w sensie biologicznym ze względu na brak korozji tkanek i płynów w ludzkim ciele. W stomatologii gwałtownie rośnie również wykorzystanie protez i implantów – według Amerykańskiego Towarzystwa Stomatologicznego trzy razy w ciągu ostatnich dziesięciu lat, głównie ze względu na właściwości tytanu. Choć zastosowanie tytanu w architekturze datuje się od ponad 25 lat, jego powszechne zastosowanie w tym obszarze rozpoczęło się dopiero w ostatnie lata. Rozbudowa lotniska w Abu Dhabi w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, której zakończenie zaplanowano na 2006 r., pochłonie do 1,5 miliona funtów z około 680 ton tytanu. Sporo różnorodnych projektów architektoniczno-budowlanych z wykorzystaniem tytanu planuje się zrealizować nie tylko w rozwiniętych krajach USA, Kanadzie, Wielkiej Brytanii, Niemczech, Szwajcarii, Belgii, Singapurze, ale także w Egipcie i Peru.

Segment rynku dóbr konsumpcyjnych jest obecnie najszybciej rozwijającym się segmentem rynku tytanu. Podczas gdy 10 lat temu ten segment stanowił zaledwie 1-2 rynku tytanu, dziś urósł do 8-10 rynku. Ogólnie rzecz biorąc, konsumpcja tytanu w przemyśle dóbr konsumpcyjnych wzrosła około dwukrotnie szybciej niż cały rynek tytanu. Stosowanie tytanu w sporcie trwa najdłużej i ma największy udział w wykorzystaniu tytanu w produktach konsumenckich. Powód popularności tytanu w sprzęcie sportowym jest prosty - pozwala uzyskać stosunek masy do wytrzymałości lepszy niż jakikolwiek inny metal. Zastosowanie tytanu w rowerach rozpoczęło się około 25-30 lat temu i było pierwszym zastosowaniem tytanu w sprzęcie sportowym. Stosowane są głównie rury ze stopu Ti3Al-2,5V ASTM Grade 9. Inne części wykonane ze stopów tytanu to hamulce, koła zębate i sprężyny gniazd. Stosowanie tytanu w produkcji kijów golfowych po raz pierwszy rozpoczęło się pod koniec lat 80. i na początku lat 90. przez producentów kijów w Japonii. Przed 1994-1995 takie zastosowanie tytanu było praktycznie nieznane w Stanach Zjednoczonych i Europie. To się zmieniło, gdy Callaway wprowadził tytanowy sztyft Ruger Titanium, zwany Great Big Bertha. Ze względu na oczywiste korzyści i przemyślany marketing Callaway, tytanowe sztyfty stały się natychmiastowym hitem. W krótkim czasie tytanowe kije z ekskluzywnego i drogiego wyposażenia niewielkiej grupy golfistów stały się powszechnie używane przez większość golfistów, a jednocześnie są droższe niż kije stalowe. Chciałbym przytoczyć główne moim zdaniem trendy rozwoju rynku golfowego, który w krótkim okresie 4-5 lat przeszedł od high-tech do masowej produkcji, podążając ścieżką innych branż o dużej sile roboczej koszty, takie jak produkcja odzieży, zabawek i elektroniki użytkowej, produkcja kijów golfowych trafiła do krajów z najtańszą siłą roboczą najpierw do Tajwanu, potem do Chin, a teraz fabryki buduje się w krajach z jeszcze tańszą siłą roboczą, takich jak Wietnam i Tajlandii tytan jest zdecydowanie używany dla kierowców, gdzie jego doskonałe właściwości dają wyraźną przewagę i uzasadniają wyższą cenę. Tytan nie znalazł jednak jeszcze zbyt szerokiego zastosowania w kolejnych kijach, ponieważ znaczny wzrost kosztów nie jest poparty odpowiednią poprawą w grze.Obecnie sterowniki produkowane są głównie z kutą powierzchnią uderzeniową, kutym lub odlewanym blatem oraz Odlane dno Ostatnio stowarzyszenie Professional Golf Association ROA pozwoliło na podwyższenie górnej granicy tzw. W tym celu konieczne jest zmniejszenie grubości powierzchni uderzenia i zastosowanie do niej mocniejszych stopów, takich jak SP700, 15-3-3-3 i VT-23. Teraz skupmy się na wykorzystaniu tytanu i jego stopów w innym sprzęcie sportowym. Rury do rowerów wyścigowych i inne części są wykonane ze stopu ASTM Grade 9 Ti3Al-2,5V. Zaskakująco duża ilość blachy tytanowej jest wykorzystywana do produkcji noży do nurkowania z akwalungiem. Większość producentów używa stopu Ti6Al-4V, ale ten stop nie zapewnia trwałości ostrza jak inne mocniejsze stopy. Niektórzy producenci przestawiają się na stosowanie stopu BT23.

Cena detaliczna noży do nurkowania z tytanu wynosi około 70-80 USD. Podkowy odlewane z tytanu zapewniają znaczną redukcję wagi w porównaniu do stali, zapewniając jednocześnie niezbędną wytrzymałość. Niestety, to zastosowanie tytanu nie nastąpiło, ponieważ tytanowe podkowy błyszczały i przerażały konie. Niewielu zgodzi się na zastosowanie podków tytanowych po pierwszych nieudanych eksperymentach. Titanium Beach, z siedzibą w Newport Beach w Kalifornii Newport Beach w Kalifornii opracowało deski do rolek ze stopu Ti6Al-4V. Niestety tutaj znowu problemem jest trwałość krawędzi ostrzy. Myślę, że ten produkt ma szansę żyć, jeśli producenci stosują mocniejsze stopy, takie jak 15-3-3-3 czy BT-23. Tytan jest bardzo szeroko stosowany w alpinizmie i turystyce górskiej, do prawie wszystkich przedmiotów, które wspinacze i turyści noszą w plecakach, butelki, kubki w cenie detalicznej 20-30 USD, zestawy do gotowania w cenie detalicznej około 50 USD, zastawa stołowa wykonana głównie z komercyjnie czystego tytanu klasy 1 i 2. Inne przykłady sprzętu wspinaczkowego i turystycznego to kompaktowe piece, stojaki i uchwyty do namiotów, czekany i śruby lodowe. Producenci broni rozpoczęli ostatnio produkcję tytanowych pistoletów zarówno do strzelectwa sportowego, jak i do zastosowań organów ścigania.

Elektronika użytkowa to dość nowy i szybko rozwijający się rynek tytanu. W wielu przypadkach zastosowanie tytanu w elektronice użytkowej wynika nie tylko z jego doskonałych właściwości, ale także z powodu atrakcyjnego wyglądu produktów. Komercyjnie czysty tytan Grade 1 jest używany do produkcji obudów na laptopy, telefony komórkowe, telewizory plazmowe z płaskim ekranem i inny sprzęt elektroniczny. Zastosowanie tytanu w konstrukcji głośników zapewnia doskonałe właściwości akustyczne, ponieważ tytan jest lżejszy od stali, co skutkuje zwiększoną wrażliwością akustyczną. Zegarki tytanowe, po raz pierwszy wprowadzone na rynek przez japońskich producentów, są obecnie jednym z najbardziej przystępnych cenowo i rozpoznawalnych produktów tytanowych dla konsumentów. Światowe zużycie tytanu w produkcji tradycyjnej i tzw. biżuterii noszonej mierzy się w kilkudziesięciu tonach. Coraz częściej można znaleźć tytan obrączki ślubne i oczywiście osoby noszące biżuterię na ciele są po prostu zobowiązane do używania tytanu. Tytan znajduje szerokie zastosowanie w produkcji elementów złącznych i armatury okrętowej, gdzie połączenie wysokiej odporności na korozję i wytrzymałości jest bardzo ważne. Firma Atlas Ti z siedzibą w Los Angeles produkuje szeroką gamę tych produktów ze stopu VTZ-1. Zastosowanie tytanu do produkcji narzędzi po raz pierwszy rozpoczęło się w Związku Radzieckim na początku lat 80., kiedy na polecenie rządu wyprodukowano lekkie i wygodne narzędzia ułatwiające pracę robotnikom. Radziecki gigant produkcji tytanu, Stowarzyszenie Produkcji Metali Verkhne-Saldinskoye, produkował w tym czasie tytanowe łopaty, ściągacze gwoździ, okucia, toporki i klucze.

Później japońscy i amerykańscy producenci narzędzi zaczęli stosować w swoich produktach tytan. Nie tak dawno VSMPO podpisało umowę z Boeingiem na dostawę płyt tytanowych. Kontrakt ten niewątpliwie miał bardzo korzystny wpływ na rozwój produkcji tytanu w Rosji. Tytan od wielu lat jest szeroko stosowany w medycynie. Zaletami są wytrzymałość, odporność na korozję, a co najważniejsze, niektórzy ludzie są uczuleni na nikiel, niezbędny składnik stali nierdzewnych, podczas gdy nikt nie jest uczulony na tytan. Stosowane stopy to komercyjnie czysty tytan i Ti6-4Eli. Tytan wykorzystywany jest do produkcji narzędzi chirurgicznych, protez wewnętrznych i zewnętrznych, w tym krytycznych, takich jak zastawka serca. Kule i wózki inwalidzkie wykonane są z tytanu. Zastosowanie tytanu w sztuce datuje się na rok 1967, kiedy w Moskwie wzniesiono pierwszy tytanowy pomnik.

W chwili obecnej na niemal wszystkich kontynentach wzniesiono znaczną liczbę pomników i budowli z tytanu, w tym tak znanych jak Muzeum Guggenheima, zbudowane przez architekta Franka Gehry'ego w Bilbao. Materiał jest bardzo popularny wśród ludzi sztuki ze względu na swój kolor, wygląd zewnętrzny, wytrzymałość i odporność na korozję. Z tych powodów tytan wykorzystywany jest w upominkach i galanterii jubilerskiej, gdzie z powodzeniem konkuruje z metalami szlachetnymi, takimi jak srebro, a nawet złoto. Według Martina Proko z RTi średnia cena gąbki tytanowej w USA wynosi 3,80 za funt, w Rosji 3,20 za funt. Ponadto cena metalu jest silnie uzależniona od cykliczności komercyjnego przemysłu lotniczego. Rozwój wielu projektów może znacznie przyspieszyć, jeśli uda się znaleźć sposoby na obniżenie kosztów produkcji i przetwarzania tytanu, przetwarzania złomu i technologii wytapiania, powiedział Markus Holz, dyrektor zarządzający niemieckiej firmy Deutshe Titan. British Titanium zgadza się, że ekspansja produktów tytanowych jest powstrzymywana przez wysokie koszty produkcji i konieczne jest wprowadzenie wielu ulepszeń, zanim tytan będzie mógł być produkowany masowo. nowoczesne technologie.

Jednym z kroków w tym kierunku jest opracowanie tzw. procesu FFC, czyli nowego procesu elektrolitycznego do produkcji metalicznego tytanu i jego stopów, którego koszt jest znacznie niższy. Według Daniele Stoppolini, ogólna strategia w przemyśle tytanowym wymaga opracowania stopów najbardziej odpowiednich, technologii produkcji dla każdego nowego rynku oraz zastosowania tytanu.

Źródła

Wikipedia - Wolna encyklopedia, WikiPedia

metotech.ru - Metotechnika

housetop.com - Dom Top

atomsteel.com – Technologia atomowa

domremstroy.ru - DomRemStroy

- element 4 grupy 4 okresu. Metal przejściowy wykazuje zarówno właściwości zasadowe, jak i kwasowe, jest dość rozpowszechniony w przyrodzie - 10. miejsce. Najciekawsze dla gospodarki narodowej jest połączenie wysokiej twardości metalu z lekkością, co czyni go nieodzownym elementem dla przemysłu lotniczego. W tym artykule dowiesz się o znakowaniu, stopowaniu i innych właściwościach tytanu, poda ogólny opis i ciekawe fakty na jego temat.

Z wyglądu metal najbardziej przypomina stal, ale jego właściwości mechaniczne są wyższe. Jednocześnie tytan wyróżnia się niską masą - masą cząsteczkową 22. Właściwości fizyczne pierwiastka zostały dość dobrze zbadane, ale silnie zależą od czystości metalu, co prowadzi do znacznych odchyleń.

Ponadto liczą się jego specyficzne właściwości chemiczne. Tytan jest odporny na zasady, kwas azotowy, a jednocześnie oddziałuje gwałtownie z suchymi halogenami, a w wyższych temperaturach z tlenem i azotem. Co gorsza, zaczyna wchłaniać wodór nawet w temperaturze pokojowej, jeśli jest aktywna powierzchnia. A w wytopie tak intensywnie pochłania tlen i wodór, że topienie musi odbywać się w próżni.

Inną ważną cechą, która określa cechy fizyczne, jest istnienie 2 faz stanu.

Niska temperatura- α-Ti ma sześciokątną, gęsto upakowaną siatkę, gęstość substancji wynosi 4,55 g/cu. cm (w 20 C).
wysoka temperatura- β-Ti charakteryzuje się sześcienną siecią skupioną wokół ciała, gęstość fazowa jest odpowiednio mniejsza - 4,32 g/cu. patrz (w 900C).

Temperatura przemiany fazowej - 883 C.

W normalnych warunkach metal pokryty jest ochronną warstwą tlenku. W przypadku jego braku tytan jest Wielkie niebezpieczeństwo. Pył tytanowy może więc eksplodować, temperatura takiego błysku to 400C. Wióry tytanowe są materiałem niebezpiecznym dla ognia i są przechowywane w specjalnym środowisku.

Poniższy film opowiada o strukturze i właściwościach tytanu:

Właściwości i właściwości tytanu

Tytan jest zdecydowanie najsilniejszy spośród wszystkich istniejących materiały techniczne, dlatego pomimo złożoności pozyskania i wysokich wymagań bezpieczeństwa dla , jest on dość szeroko stosowany. Właściwości fizyczne pierwiastka są dość niezwykłe, ale w dużej mierze zależą od czystości. Tak więc czysty tytan i stopy są aktywnie wykorzystywane w przemyśle rakietowym i lotniczym, podczas gdy tytan techniczny jest nieodpowiedni, ponieważ traci wytrzymałość w wysokich temperaturach z powodu zanieczyszczeń.

gęstość metalu

Gęstość substancji zmienia się wraz z temperaturą i fazą.

W temperaturach od 0 do temperatury topnienia spada z 4,51 do 4,26 g/cu. cm, a podczas przejścia fazowego zwiększasz go o 0,15%, a następnie ponownie zmniejszasz.
Gęstość ciekłego metalu wynosi 4,12 g/cu. cm, a następnie maleje wraz ze wzrostem temperatury.

Temperatura topnienia i wrzenia

Przejście fazowe rozdziela wszystkie właściwości metalu na właściwości, które mogą wykazywać fazy α i β. Tak więc gęstość do 883 C odnosi się do właściwości fazy α, a temperatury topnienia i wrzenia - do parametrów fazy β.

Temperatura topnienia tytanu (w stopniach) wynosi 1668 +/-5 C;
Temperatura wrzenia sięga 3227 C.

Spalanie tytanu jest omówione w tym filmie:

Cechy mechaniczne

Tytan jest około 2 razy mocniejszy niż żelazo i 6 razy mocniejszy niż aluminium, co czyni go tak cennym materiałem konstrukcyjnym. Wykładniki odnoszą się do właściwości fazy α.

Wytrzymałość substancji na rozciąganie wynosi 300-450 MPa. Wskaźnik można zwiększyć do 2000 MPa, dodając kilka pierwiastków, a także stosując specjalną obróbkę - hartowanie i starzenie.

Interesujące jest to, że tytan zachowuje wysoką wytrzymałość właściwą nawet w najniższych temperaturach. Ponadto wraz ze spadkiem temperatury wzrasta wytrzymałość na zginanie: przy +20 C wskaźnik wynosi 700 MPa, a przy -196 - 1100 MPa.

Elastyczność metalu jest stosunkowo niska, co jest istotną wadą substancji. Moduł sprężystości przy normalne warunki 110,25 GPa. Ponadto tytan charakteryzuje się anizotropią: elastyczność w różnych kierunkach osiąga różne wartości.
Twardość substancji w skali HB wynosi 103. Ponadto jest to wskaźnik średni. W zależności od czystości metalu i rodzaju zanieczyszczeń twardość może być wyższa.
Warunkowa granica plastyczności wynosi 250–380 MPa. Im wyższy ten wskaźnik, tym lepiej produkty substancji wytrzymują obciążenia i tym bardziej są odporne na zużycie. Indeks tytanu przewyższa indeks aluminium 18 razy.

W porównaniu z innymi metalami o tej samej sieci, metal ma bardzo przyzwoitą ciągliwość i kowalność.

Pojemność cieplna

Metal charakteryzuje się niską przewodnością cieplną, dlatego w odpowiednich obszarach - na przykład nie stosuje się produkcji termoelektrod.

Jego przewodność cieplna wynosi 16,76 l, W / (m × deg). To 4 razy mniej niż żelazo i 12 razy mniej niż żelazo.
Ale współczynnik rozszerzalności cieplnej tytanu jest pomijalny w normalnej temperaturze i wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.
Pojemność cieplna metalu wynosi 0,523 kJ/(kg K).

Parametry elektryczne

Jak to często bywa, niska przewodność cieplna prowadzi do niskiej przewodności elektrycznej.

Rezystywność elektryczna metalu jest bardzo wysoka – 42,1·10 -6 om·cm w normalnych warunkach. Jeśli przyjmiemy, że przewodność srebra wynosi 100%, to przewodność tytanu wyniesie 3,8%.
Tytan jest paramagnesem, to znaczy nie da się go namagnesować w polu, jak żelazo, ale też wypchnąć z pola, bo nie będzie. Właściwość ta maleje liniowo wraz ze spadkiem temperatury, ale po przekroczeniu minimum nieco wzrasta. Właściwa podatność magnetyczna wynosi 3,2 10 -6 G -1 . Należy zauważyć, że podatność, a także sprężystość tworzą anizotropię i zmieniają się w zależności od kierunku.

W temperaturze 3,8 K tytan staje się nadprzewodnikiem.

Odporność na korozję

W normalnych warunkach tytan ma bardzo wysokie właściwości antykorozyjne. W powietrzu pokryta jest warstwą tlenku tytanu o grubości 5–15 mikronów, co zapewnia doskonałą obojętność chemiczną. Metal nie koroduje w powietrzu, powietrzu morskim, wodzie morskiej, mokrym chlorze, wodzie chlorowej i wielu innych rozwiązaniach technologicznych i odczynnikach, co czyni go niezastąpionym w przemyśle chemicznym, papierniczym, naftowym.

Wraz ze wzrostem temperatury lub silnym szlifowaniem metalu obraz zmienia się dramatycznie. Metal reaguje z prawie wszystkimi gazami tworzącymi atmosferę, a w stanie ciekłym również je pochłania.

Bezpieczeństwo

Tytan jest jednym z najbardziej obojętnych biologicznie metali. W medycynie wykorzystywana jest do produkcji protez, ponieważ jest odporna na korozję, lekka i trwała.

Dwutlenek tytanu nie jest tak bezpieczny, choć jest stosowany znacznie częściej – np. w przemyśle kosmetycznym i spożywczym. Według niektórych doniesień - UCLA, badań profesora patologii Roberta Shistle'a, nanocząsteczki dwutlenku tytanu wpływają na aparat genetyczny i mogą przyczyniać się do rozwoju raka. Co więcej, substancja nie przenika przez skórę, więc stosowanie filtrów przeciwsłonecznych, które zawierają dwutlenek, nie stanowi zagrożenia, ale substancja, która dostanie się do organizmu - z barwnikami spożywczymi, suplementami biologicznymi, może być niebezpieczna.

Tytan to wyjątkowo mocny, twardy i lekki metal o bardzo ciekawych właściwościach chemicznych i fizycznych. To połączenie jest tak cenne, że nawet trudności z wytopem i rafinacją tytanu nie powstrzymują producentów.

W tym filmie dowiesz się, jak odróżnić tytan od stali:

Sekcja 1. Historia i występowanie tytanu w przyrodzie.

Tytan — to jest element podgrupy bocznej czwartej grupy, czwarty okres układu okresowego pierwiastków chemicznych D. I. Dmitrija Iwanowicza Mendelejewa, o liczbie atomowej 22. Prosta substancja tytan(Numer CAS: 7440-32-6) - jasny srebrzystobiały. Występuje w dwóch odmianach krystalicznych: α-Ti z heksagonalną gęsto upakowaną siatką, β-Ti z sześciennym upakowaniem skupionym wokół ciała, temperatura przemiany polimorficznej α↔β wynosi 883 °C. Temperatura topnienia 1660±20 °C.

Historia i obecność w naturze tytanu

Tytan został nazwany na cześć starożytnych greckich postaci Tytanów. Niemiecki chemik Martin Klaproth nazwał go w ten sposób ze swoich osobistych powodów, w przeciwieństwie do Francuzów, którzy próbowali nadawać nazwy zgodne z właściwościami chemicznymi pierwiastka, ale ponieważ właściwości pierwiastka były wówczas nieznane, taką nazwę wybrany.

Tytan to dziesiąty pierwiastek pod względem jego ilości na naszej planecie. Ilość tytanu w skorupie ziemskiej wynosi 0,57% wagowo i 0,001 miligrama na 1 litr wody morskiej. Złoża tytanu zlokalizowane są na terenie: Republiki Południowej Afryki, Ukrainy, Federacji Rosyjskiej, Kazachstanu, Japonii, Australii, Indii, Cejlonu, Brazylii i Korei Południowej.

Zgodnie z właściwościami fizycznymi tytan jest jasnosrebrzysty metal ponadto charakteryzuje się dużą lepkością podczas obróbki i ma skłonność do przyklejania się do narzędzia skrawającego, dlatego stosuje się specjalne smary lub natryski, aby wyeliminować ten efekt. W temperaturze pokojowej pokryty jest przezroczystą warstwą tlenku TiO2, dzięki czemu jest odporny na korozję w większości agresywnych środowisk, z wyjątkiem alkaliów. Pył tytanowy ma zdolność wybuchu o temperaturze zapłonu 400 °C. Wióry tytanowe są łatwopalne.

Za odkrywcę tytanu uważa się 28-letniego angielskiego mnicha Williama Gregora. W 1790 roku, prowadząc badania mineralogiczne w swojej parafii, zwrócił uwagę na występowanie i niezwykłe właściwości czarnego piasku w dolinie Menaken w południowo-zachodniej Brytanii i zaczął go badać. W piasek ksiądz odkrył ziarna czarnego, błyszczącego minerału, przyciągane przez zwykły magnes. Otrzymany w 1925 roku przez Van Arkela i de Boera metodą jodkową najczystszy tytan okazał się plastyczny i technologiczny metal o wielu cennych właściwościach, które przyciągnęły uwagę szerokiego grona projektantów i inżynierów. W 1940 roku Croll zaproponował termiczną metodę magnezowo-termiczną ekstrakcji tytanu z rud, która do dziś jest najważniejsza. W 1947 wyprodukowano pierwsze 45 kg komercyjnie czystego tytanu.

W układzie okresowym pierwiastków Mendelejew Dmitrij Iwanowicz tytan ma numer seryjny 22. Masa atomowa tytanu naturalnego, obliczona na podstawie wyników badań jego izotopów, wynosi 47,926. Tak więc jądro obojętnego atomu tytanu zawiera 22 protony. Liczba neutronów, czyli obojętnych, nienaładowanych cząstek, jest inna: częściej 26, ale może wahać się od 24 do 28. Dlatego liczba izotopów tytanu jest inna. W sumie znanych jest obecnie 13 izotopów pierwiastka nr 22. Naturalny tytan składa się z mieszaniny pięciu stabilnych izotopów, najszerzej reprezentowany jest tytan-48, jego udział w rudach naturalnych wynosi 73,99%. Tytan i inne pierwiastki podgrupy IVB mają bardzo podobne właściwości do pierwiastków podgrupy IIIB (grupa skandowa), chociaż różnią się od tych ostatnich zdolnością do wykazywania dużej wartościowości. Podobieństwo tytanu do skandu, itru, a także pierwiastków z podgrupy VB - wanadu i niobu, wyraża się również w tym, że tytan często występuje w naturalnych minerałach wraz z tymi pierwiastkami. Z jednowartościowymi halogenami (fluor, brom, chlor i jod) może tworzyć związki di-tri- i tetra, z siarką i pierwiastkami z jej grupy (selen, tellur) - mono- i disiarczki, z tlenem - tlenki, dwutlenki i trójtlenki .

Tytan tworzy również związki z wodorem (wodorki), azotem (azotki), węglem (węgliki), fosforem (fosforki), arsenem (arsydy), a także związki z wieloma metalami - związki międzymetaliczne. Tytan tworzy nie tylko proste, ale także liczne związki złożone, wiele jego związków z substancjami organicznymi jest znanych. Jak widać z listy związków, w których może uczestniczyć tytan, jest on bardzo aktywny chemicznie. A jednocześnie tytan jest jednym z nielicznych metali o wyjątkowo wysokiej odporności na korozję: praktycznie wiecznie utrzymuje się w powietrzu, w zimnej i wrzącej wodzie, jest bardzo odporny w wodzie morskiej, w roztworach wielu soli nieorganicznych i organicznych. kwasy. Pod względem odporności na korozję w wodzie morskiej przewyższa wszystkie metale, z wyjątkiem szlachetnych - złota, platyny itp., większości gatunków stali nierdzewnej, niklu, miedzi i innych stopów. W wodzie, w wielu agresywnych środowiskach, czysty tytan nie podlega korozji. Odporny na korozję tytanową i erozyjną, która powstaje w wyniku połączenia oddziaływań chemicznych i mechanicznych. Pod tym względem nie ustępuje najlepszym gatunkom stali nierdzewnych, stopów na bazie miedzi i innych materiałów konstrukcyjnych. Tytan jest również odporny na korozję zmęczeniową, która często objawia się naruszeniem integralności i wytrzymałości metalu (pęknięcia, miejscowe ogniska korozji itp.). Zachowanie tytanu w wielu agresywnych środowiskach, takich jak azot, chlorowodór, siarka, „aqua regia” oraz inne kwasy i zasady, jest dla tego metalu zaskakujące i godne podziwu.

Tytan jest metalem lekkim, jego gęstość w 0°C wynosi tylko 4,517 g/cm8, a w 100°C 4,506 g/cm3. Tytan należy do grupy metali o ciężarze właściwym poniżej 5 g/cm3. Obejmuje to wszystkie metale alkaliczne (sód, kad, lit, rubid, cez) o ciężarze właściwym 0,9-1,5 g/cm3, magnez (1,7 g/cm3), (2,7 g/cm3) itd. Tytan to ponad 1,5 razy cięższy aluminium i w tym oczywiście z nim przegrywa, ale z drugiej strony jest 1,5 razy lżejsze od żelaza (7,8 g/cm3). Jednak zajmując pozycję pośrednią pod względem gęstości właściwej między aluminium a żelazo, tytan wielokrotnie przewyższa je swoimi właściwościami mechanicznymi.). Tytan ma znaczną twardość: jest 12 razy twardszy niż aluminium, 4 razy gruczoł oraz kuprum. Inną ważną cechą metalu jest jego granica plastyczności. Im jest wyższy, tym lepiej części wykonane z tego metalu wytrzymują obciążenia eksploatacyjne. Granica plastyczności tytanu jest prawie 18 razy wyższa niż aluminium. Specyficzną wytrzymałość stopów tytanu można zwiększyć 1,5-2 razy. Jej wysokie właściwości mechaniczne dobrze zachowują się w temperaturach do kilkuset stopni. Czysty tytan nadaje się do wszelkiego rodzaju prac w gorących i zimnych warunkach: może być kuty jako żelazo, wyciągnąć z niego, a nawet zrobić drut, zwinąć go w arkusze, taśmy, w folię o grubości do 0,01 mm.

W przeciwieństwie do większości metali, tytan ma znaczną oporność elektryczną: jeśli przewodność elektryczna srebra przyjmie się jako 100, to przewodność elektryczna kuprum równy 94, aluminium - 60, żelazo i platyna-15, podczas gdy tytan to tylko 3,8. Tytan jest metalem paramagnetycznym, nie jest namagnesowany jak w polu magnetycznym, ale nie jest z niego wypychany. Jego podatność magnetyczna jest bardzo słaba, właściwość ta może być wykorzystana w budownictwie. Tytan ma stosunkowo niską przewodność cieplną, tylko 22,07 W/(mK), czyli około 3 razy mniejszą od przewodności cieplnej żelaza, 7 razy magnezu, 17-20 razy aluminium i miedzi. W związku z tym współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej tytanu jest niższy niż innych materiałów konstrukcyjnych: w temperaturze 20 C jest 1,5 razy niższy niż w przypadku żelaza, 2 - dla miedzi i prawie 3 - dla aluminium. Tak więc tytan jest słabym przewodnikiem elektryczności i ciepła.

Odkrycia TiO2 dokonali niemal jednocześnie i niezależnie Anglik W. Gregor i niemiecki chemik M.G. Klaproth. W. Gregor, badając skład gruczołu magnetycznego piasek(Creed, Kornwalia, Anglia, 1791), wyizolował nową „ziemię” (tlenek) z nieznanego metalu, który nazwał menaken. W 1795 r. niemiecki chemik Klaproth odkrył w minerał rutyl nowy pierwiastek i nazwał go tytanem. Dwa lata później Klaproth ustalił, że tlenki rutylu i menakenii są tlenkami tego samego pierwiastka, za którym pozostała nazwa „tytan” zaproponowana przez Klaprotha. Po 10 latach odkrycie tytanu miało miejsce po raz trzeci. Francuski naukowiec L. Vauquelin odkrył tytan w anatazie i udowodnił, że rutyl i anataz są identycznymi tlenkami tytanu.

Odkrycia TiO2 dokonali niemal jednocześnie i niezależnie Anglik W. Gregor i niemiecki chemik M.G. Klaproth. W. Gregor, badając skład magnetycznego piasku żelazistego (Creed, Cornwall, Anglia, 1791), wyizolował nową „ziemię” (tlenek) z nieznanego metalu, który nazwał menaken. W 1795 r. niemiecki chemik Klaproth odkrył w minerał rutyl nowy pierwiastek i nazwał go tytanem. Dwa lata później Klaproth ustalił, że rutyl i groźna ziemia są tlenkami tego samego pierwiastka, za którym pozostała nazwa „tytan” zaproponowana przez Klaprotha. Po 10 latach odkrycie tytanu miało miejsce po raz trzeci. Francuski naukowiec L. Vauquelin odkrył tytan w anatazie i udowodnił, że rutyl i anataz są identycznymi tlenkami tytanu.

Tytan jest dziesiątym najbogatszym gatunkiem w przyrodzie. Zawartość w skorupie ziemskiej wynosi 0,57% masy, w wodzie morskiej 0,001 mg / l. W skałach ultrazasadowych 300 g/t, w skałach zasadowych 9 kg/t, w skałach kwaśnych 2,3 kg/t, w iłach i łupkach 4,5 kg/t. W skorupie ziemskiej tytan jest prawie zawsze czterowartościowy i występuje tylko w związkach tlenu. Nie występuje w postaci wolnej. Tytan w warunkach wietrzenia i opadów atmosferycznych wykazuje powinowactwo geochemiczne do Al2O3. Koncentruje się w boksytach skorupy wietrzeniowej oraz w morskich osadach ilastych. Przenoszenie tytanu odbywa się w postaci mechanicznych fragmentów minerałów oraz w postaci koloidów. W niektórych glinach gromadzi się do 30% wagowo TiO2. Minerały tytanu są odporne na warunki atmosferyczne i tworzą duże stężenia w placerach. Znanych jest ponad 100 minerałów zawierających tytan. Najważniejsze z nich to: rutyl TiO2, ilmenit FeTiO3, tytanomagnetyt FeTiO3 + Fe3O4, perowskit CaTiO3, tytanit CaTiSiO5. Istnieją rudy tytanu pierwotne – ilmenit-tytanomagnetyt oraz aluwialne – rutyl-ilmenit-cyrkon.

Główne rudy: ilmenit (FeTiO3), rutyl (TiO2), tytanit (CaTiSiO5).

W 2002 roku 90% wydobytego tytanu wykorzystano do produkcji dwutlenku tytanu TiO2. Światowa produkcja dwutlenku tytanu wyniosła 4,5 miliona ton rocznie. Sprawdzone rezerwy dwutlenku tytanu (bez Federacja Rosyjska) wynoszą około 800 milionów ton. Według US Geological Survey w 2006 r., w przeliczeniu na dwutlenek tytanu i z wyłączeniem Federacja Rosyjska, rezerwy rud ilmenitu wynoszą 603-673 mln ton, a rutylu - 49,7-52,7 mln t. Tak więc przy obecnym tempie produkcji udowodnione światowe rezerwy tytanu (z wyłączeniem Federacji Rosyjskiej) potrwają ponad 150 lat.

Rosja ma drugie co do wielkości rezerwy tytanu na świecie po Chinach. Baza mineralno-surowcowa tytanu w Federacji Rosyjskiej składa się z 20 złóż (w tym 11 pierwotnych i 9 lokacyjnych), dość równomiernie rozproszonych w całym kraju. Największy ze zbadanych złóż (Jaregskoje) znajduje się 25 km od miasta Uchta (Republika Komi). Zasoby złoża szacowane są na 2 mld ton rudy o średniej zawartości dwutlenku tytanu ok. 10%.

Największy na świecie producent tytanu organizacja rosyjska„VSMPO-AVISMA”.

Z reguły materiałem wyjściowym do produkcji tytanu i jego związków jest dwutlenek tytanu ze stosunkowo niewielką ilością zanieczyszczeń. W szczególności może to być koncentrat rutylowy uzyskany podczas wzbogacania rud tytanu. Zasoby rutylu na świecie są jednak bardzo ograniczone i coraz częściej stosowany jest tzw. W celu uzyskania żużla tytanowego koncentrat ilmenitu jest redukowany w elektrycznym piecu łukowym, podczas gdy żelazo jest rozdzielane na fazę metaliczną (), a niezredukowane tlenki tytanu i zanieczyszczenia tworzą fazę żużla. Bogaty żużel przetwarzany jest metodą chlorkową lub kwasem siarkowym.

W czystej postaci i w postaci stopów

Tytanowy pomnik Gagarina na Leninsky Prospekt w Moskwie

metal jest stosowany w: chemicznym przemysł(reaktory, rurociągi, pompy, armatura rurociągowa), wojskowe przemysł(kamizelki kuloodporne, pancerze i zapory ogniowe w lotnictwie, kadłuby okrętów podwodnych), procesy przemysłowe (odsalanie, procesy przemysł celulozowo-papierniczy), przemysł motoryzacyjny, rolniczy, spożywczy, biżuteria do piercingu, przemysł medyczny (protezy, osteoprotezy), instrumenty dentystyczne i endodontyczne, implanty dentystyczne, artykuły sportowe, artykuły jubilerskie (Alexander Khomov), telefony komórkowe, stopy lekkie itp. Jest to najważniejszy materiał konstrukcyjny w przemyśle lotniczym, rakietowym i stoczniowym.

Tytan jest dodatkiem stopowym w wielu stopach stale i większość specjalnych stopów.

Nitinol (nikiel-tytan) to stop z pamięcią kształtu stosowany w medycynie i technologii.

Aluminiki tytanu są bardzo odporne na utlenianie i żaroodporne, co z kolei przesądziło o ich zastosowaniu w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym jako materiałów konstrukcyjnych.

Tytan jest jednym z najczęściej stosowanych materiałów getterowych stosowanych w pompach wysokopróżniowych.

Biały dwutlenek tytanu (TiO2) stosowany jest w farbach (np. biel tytanowa) oraz w produkcji papieru i tworzyw sztucznych. Dodatek do żywności E171.

Związki tytanoorganiczne (np. tetrabutoksytytan) są stosowane jako katalizator i utwardzacz w przemyśle chemicznym i farbiarskim.

Nieorganiczne związki tytanu są stosowane w przemyśle chemicznym, elektronicznym, włókien szklanych jako dodatki lub powłoki.

Węglik tytanu, dwuborek tytanu, węgloazotek tytanu są ważnymi składnikami supertwardych materiałów do obróbki metali.

Azotek tytanu jest używany do powlekania narzędzi, kopuł kościelnych oraz do produkcji biżuterii, ponieważ. ma kolor podobny do .

Tytanian baru BaTiO3, tytanian ołowiu PbTiO3 i szereg innych tytanianów to ferroelektryki.

Istnieje wiele stopów tytanu z różnymi metalami. Pierwiastki stopowe dzielą się na trzy grupy w zależności od ich wpływu na temperaturę przemian polimorficznych: stabilizatory beta, stabilizatory alfa i utwardzacze neutralne. Te pierwsze obniżają temperaturę przemiany, drugie podwyższają, a te drugie nie wpływają na nią, ale prowadzą do przesycenia osnowy. Przykłady stabilizatorów alfa: tlen, węgiel, azot. Beta stabilizatory: molibden, wanad, żelazo, chrom, Ni. Utwardzacze neutralne: cyrkon, silikon. Z kolei beta-stabilizatory dzielą się na beta-izomorficzne i beta-eutektoidalne. Najpopularniejszym stopem tytanu jest stop Ti-6Al-4V (VT6 w klasyfikacji rosyjskiej).

W 2005 solidny korporacja tytanowa opublikowała następujący szacunek zużycia tytanu na świecie:

13% - papier;

7% - inżynieria mechaniczna.

15-25 USD za kilogram, w zależności od czystości.

O czystości i gatunku szorstkiego tytanu (gąbki tytanowej) decyduje zazwyczaj jego twardość, która zależy od zawartości zanieczyszczeń. Najpopularniejsze marki to TG100 i TG110.

Segment rynku dóbr konsumpcyjnych jest obecnie najszybciej rozwijającym się segmentem rynku tytanu. Podczas gdy 10 lat temu ten segment stanowił zaledwie 1-2 rynku tytanu, dziś urósł do 8-10 rynku. Ogólnie rzecz biorąc, konsumpcja tytanu w przemyśle dóbr konsumpcyjnych wzrosła około dwukrotnie szybciej niż cały rynek tytanu. Stosowanie tytanu w sporcie trwa najdłużej i ma największy udział w wykorzystaniu tytanu w produktach konsumenckich. Powód popularności tytanu w sprzęcie sportowym jest prosty - pozwala uzyskać stosunek masy do wytrzymałości lepszy niż jakikolwiek inny metal. Zastosowanie tytanu w rowerach rozpoczęło się około 25-30 lat temu i było pierwszym zastosowaniem tytanu w sprzęcie sportowym. Stosowane są głównie rury ze stopu Ti3Al-2,5V ASTM Grade 9. Inne części wykonane ze stopów tytanu to hamulce, koła zębate i sprężyny gniazd. Stosowanie tytanu w produkcji kijów golfowych po raz pierwszy rozpoczęło się pod koniec lat 80. i na początku lat 90. przez producentów kijów w Japonii. Przed 1994-1995 takie zastosowanie tytanu było praktycznie nieznane w Stanach Zjednoczonych i Europie. To się zmieniło, gdy Callaway wprowadził na rynek tytanowy sztyft Ruger, zwany Great Big Bertha. Ze względu na oczywiste korzyści i przemyślany marketing Callaway, tytanowe sztyfty stały się natychmiastowym hitem. W krótkim czasie kije tytanowe przeszły z ekskluzywnego i drogiego asortymentu niewielkiej grupy spekulantów do powszechnie używanego przez większość golfistów, a jednocześnie nadal są droższe niż kije stalowe. Chciałbym przytoczyć główne, moim zdaniem, trendy w rozwoju rynku golfowego, który w ciągu 4-5 lat przeszedł od high-tech do masowej produkcji, podążając ścieżką innych branż o wysokich kosztach pracy, takich jak wraz z produkcją odzieży, zabawek i elektroniki użytkowej rozpoczęła się produkcja kijów golfowych kraje przy najtańszej sile roboczej najpierw do Tajwanu, potem do Chin, a teraz budowane są fabryki w krajach o jeszcze tańszej sile roboczej, takich jak Wietnam i Tajlandia, tytan jest zdecydowanie używany dla kierowców, gdzie jego doskonałe właściwości dają wyraźną przewagę i uzasadniają wyższą Cena £. Tytan nie znalazł jednak jeszcze zbyt szerokiego zastosowania w kolejnych kijach, ponieważ znacznemu wzrostowi kosztów nie towarzyszy odpowiednia poprawa w grze.Obecnie sterowniki są produkowane głównie z kutym czołem uderzającym, kutym lub odlewanym blatem oraz Odlane dno.W ostatnim czasie model Professional Golf ROA pozwolił na podwyższenie górnej granicy tzw. W tym celu konieczne jest zmniejszenie grubości powierzchni uderzenia i zastosowanie do niej mocniejszych stopów, takich jak SP700, 15-3-3-3 i VT-23. Teraz skupmy się na wykorzystaniu tytanu i jego stopów w innym sprzęcie sportowym. Rury do rowerów wyścigowych i inne części są wykonane ze stopu ASTM Grade 9 Ti3Al-2,5V. Zaskakująco duża ilość blachy tytanowej jest wykorzystywana do produkcji noży do nurkowania z akwalungiem. Większość producentów używa stopu Ti6Al-4V, ale ten stop nie zapewnia trwałości ostrza jak inne mocniejsze stopy. Niektórzy producenci przestawiają się na stosowanie stopu BT23.

Wielu interesuje nieco tajemniczy i nie do końca poznany tytan – metal, którego właściwości są nieco niejednoznaczne. Metal jest jednocześnie najsilniejszy i najbardziej kruchy.

Najmocniejszy i najbardziej kruchy metal

Zostało odkryte przez dwóch naukowców w różnicy 6 lat - Anglika W. Gregora i Niemca M. Klaprotha. Imię tytana kojarzy się z jednej strony z mitycznymi tytanami, nadprzyrodzonymi i nieustraszonymi, z drugiej z Tytanią, królową wróżek.
Jest to jeden z najpowszechniejszych materiałów w przyrodzie, ale proces otrzymywania czystego metalu jest szczególnie trudny.

22 pierwiastek chemiczny Tablica D. Mendelejewa Tytan (Ti) należy do czwartej grupy czwartego okresu.

Kolor tytanu jest srebrzystobiały z wyraźnym połyskiem. Jego pasemka mienią się wszystkimi kolorami tęczy.

Jest jednym z metali ogniotrwałych. Topi się w temperaturze +1660°C (±20°). Tytan jest paramagnetyczny: nie jest namagnesowany w polu magnetycznym i nie jest z niego wypychany.
Metal charakteryzuje się niską gęstością i dużą wytrzymałością. Ale osobliwość tego materiału polega na tym, że nawet minimalne zanieczyszczenia innych pierwiastków chemicznych radykalnie zmieniają jego właściwości. W obecności nieznacznej frakcji innych metali tytan traci swoją odporność na ciepło, a minimalna ilość substancji niemetalicznych w jego składzie powoduje, że stop jest kruchy.
Ta cecha decyduje o obecności 2 rodzajów materiału: czystego i technicznego.

Czysty tytan jest używany tam, gdzie wymagana jest bardzo lekka substancja, która może wytrzymać duże obciążenia i bardzo wysokie zakresy temperatur.
Materiał techniczny stosowany jest tam, gdzie ceni się takie parametry jak lekkość, wytrzymałość i odporność na korozję.

Substancja ma właściwość anizotropii. Oznacza to, że metal może zmienić swoje właściwości fizyczne w zależności od przyłożonej siły. Tę cechę należy wziąć pod uwagę przy planowaniu wykorzystania materiału.

Tytan traci swoją wytrzymałość przy najmniejszej obecności w nim zanieczyszczeń innych metali.

Przeprowadzone badania właściwości tytanu w normalnych warunkach potwierdzają jego bezwładność. Substancja nie reaguje na pierwiastki w otaczającej atmosferze.
Zmiana parametrów zaczyna się, gdy temperatura wzrasta do +400°C i więcej. Tytan reaguje z tlenem, może się zapalić w azocie, pochłania gazy.
Właściwości te utrudniają uzyskanie czystej substancji i jej stopów. Produkcja tytanu oparta jest na wykorzystaniu drogiego sprzętu próżniowego.

Tytan i konkurencja z innymi metalami

Metal ten jest stale porównywany ze stopami aluminium i żelaza. Wiele właściwości chemicznych tytanu jest znacznie lepszych niż u konkurentów:

Pod względem wytrzymałości mechanicznej tytan przewyższa żelazo 2 razy, a aluminium 6 razy. Jego wytrzymałość rośnie wraz ze spadkiem temperatury, czego nie obserwuje się u konkurentów.
Właściwości antykorozyjne tytanu są znacznie wyższe niż innych metali.
W temperaturze otoczenia metal jest całkowicie obojętny. Ale gdy temperatura wzrośnie powyżej +200°C, substancja zaczyna absorbować wodór, zmieniając swoje właściwości.
W wyższych temperaturach tytan reaguje z innymi pierwiastkami chemicznymi. Posiada wysoką wytrzymałość właściwą, która jest 2 razy wyższa niż właściwości najlepszych stopów żelaza.
Właściwości antykorozyjne tytanu znacznie przewyższają właściwości aluminium i stali nierdzewnej.
Substancja jest słabym przewodnikiem elektryczności. Tytan ma rezystywność 5 razy większą niż żelazo, 20 razy większą niż aluminium i 10 razy większą niż magnez.
Tytan charakteryzuje się niską przewodnością cieplną, wynika to z niskiego współczynnika rozszerzalności cieplnej. To 3 razy mniej niż żelaza i 12 razy mniej niż aluminium.

Jak pozyskuje się tytan?

Materiał zajmuje 10. miejsce pod względem dystrybucji w przyrodzie. Istnieje około 70 minerałów zawierających tytan w postaci kwasu tytanowego lub jego dwutlenku. Najczęstsze z nich i zawierające wysoki procent pochodnych metali:

ilmenit;
rutyl;
anataz;
perowskit;
Brookite.

Główne złoża rud tytanu znajdują się w USA, Wielkiej Brytanii, Japonii, duże depozyty są otwarte w Rosji, Ukrainie, Kanadzie, Francji, Hiszpanii, Belgii.

Wydobycie tytanu to kosztowny i pracochłonny proces

Pozyskiwanie z nich metalu jest bardzo drogie. Naukowcy opracowali 4 sposoby wytwarzania tytanu, z których każdy działa i jest skutecznie wykorzystywany w przemyśle:

Metoda magnezowa. Wyekstrahowane surowce zawierające zanieczyszczenia tytanowe są przetwarzane i otrzymywany jest dwutlenek tytanu. Substancja ta jest poddawana chlorowaniu w kopalnianych lub solnych chloratorach o podwyższonej reżim temperaturowy. Proces jest bardzo powolny i prowadzony w obecności katalizatora węglowego. W tym przypadku stały dwutlenek jest przekształcany w substancję gazową - czterochlorek tytanu. Powstały materiał jest redukowany przez magnez lub sód. Powstały podczas reakcji stop poddawany jest nagrzewaniu w urządzeniu próżniowym do ultrawysokich temperatur. W wyniku reakcji następuje odparowanie magnezu i jego związków z chlorem. Pod koniec procesu uzyskuje się materiał przypominający gąbkę. Jest topiony i uzyskuje się wysokiej jakości tytan.
Metoda wodorkowo-wapniowa. Ruda jest poddawana Reakcja chemiczna i zdobądź wodorek tytanu. Kolejnym etapem jest rozdzielenie substancji na składniki. Podczas ogrzewania w instalacjach próżniowych uwalniane są tytan i wodór. Pod koniec procesu uzyskuje się tlenek wapnia, który jest przemywany słabymi kwasami. Dwie pierwsze metody dotyczą produkcji przemysłowej. Umożliwiają uzyskanie czystego tytanu w możliwie najkrótszym czasie przy stosunkowo niskich kosztach.
metoda elektrolizy. Związki tytanu poddawane są działaniu wysokiego prądu. W zależności od surowca, związki dzielą się na składniki: chlor, tlen i tytan.
Metoda jodkowa lub rafinacja. Pozyskiwany z minerałów dwutlenek tytanu jest oblewany oparami jodu. W wyniku reakcji powstaje jodek tytanu, który jest podgrzewany do wysokiej temperatury - + 1300 ... + 1400 ° C i działa na nią wstrząs elektryczny. Jednocześnie komponenty są izolowane od materiału źródłowego: jodu i tytanu. Metal otrzymany tą metodą nie zawiera zanieczyszczeń i dodatków.

Obszary zastosowania

Zastosowanie tytanu zależy od stopnia jego oczyszczenia z zanieczyszczeń. Obecność nawet niewielkiej ilości innych pierwiastków chemicznych w składzie stopu tytanu radykalnie zmienia jego właściwości fizyczne i mechaniczne.

Tytan z pewną ilością zanieczyszczeń nazywany jest technicznym. Charakteryzuje się wysokimi wskaźnikami odporności na korozję, jest lekkim i bardzo wytrzymałym materiałem. Jego zastosowanie zależy od tych i innych wskaźników.

W przemyśle chemicznym tytan i jego stopy wykorzystywane są do produkcji wymienników ciepła, rur o różnych średnicach, kształtek, obudów i części do pomp o różnym przeznaczeniu. Substancja jest niezastąpiona w miejscach, gdzie wymagana jest wysoka wytrzymałość i odporność na działanie kwasów.
W transporcie tytan jest używany do produkcji części i zespołów rowerów, samochodów, wagonów kolejowych i pociągów. Zastosowanie materiału zmniejsza wagę taboru i samochodów, sprawia, że części rowerowe są lżejsze i mocniejsze.
Tytan jest ważny w departamencie marynarki wojennej. Z niego powstają części i elementy kadłubów okrętów podwodnych, śmigieł do łodzi i śmigłowców.
W branży budowlanej stosowany jest stop cynkowo-tytanowy. Znajduje zastosowanie jako materiał wykończeniowy elewacji i dachów. Ten bardzo wytrzymały stop ma ważną właściwość: można z niego wykonać detale architektoniczne o najbardziej fantastycznej konfiguracji. Może przybrać dowolną formę.
W ostatniej dekadzie tytan był szeroko stosowany w przemyśle naftowym. Jej stopy są wykorzystywane do produkcji urządzeń do ultragłębokiego wiercenia. Materiał wykorzystywany jest do produkcji urządzeń do wydobycia ropy i gazu na półkach morskich.

Tytan ma bardzo szerokie zastosowanie.

Czysty tytan ma swoje zastosowanie. Jest potrzebny tam, gdzie wymagana jest odporność na wysokie temperatury, a jednocześnie musi być zachowana wytrzymałość metalu.

Jest stosowany w :

przemysł lotniczy i kosmiczny do produkcji części poszycia, kadłubów, elementów złącznych, podwozi;
medycyna protetyczna oraz produkcja zastawek serca i innych urządzeń;
technika pracy w obszarze kriogenicznym (tutaj wykorzystują właściwość tytanu - wraz ze spadkiem temperatury wzrasta wytrzymałość metalu i nie traci się jego plastyczności).

W ujęciu procentowym wykorzystanie tytanu do produkcji różnych materiałów wygląda tak:

60% wykorzystuje się do produkcji farby;
plastik zużywa 20%;
13% jest wykorzystywane w produkcji papieru;
inżynieria mechaniczna zużywa 7% powstałego tytanu i jego stopów.

Surowce i proces otrzymywania tytanu są drogie, koszty jego produkcji rekompensuje i opłaca żywotność produktów z tej substancji, jej zdolność do niezmienności wyglądu przez cały okres eksploatacji.

TYTAN I JEGO STOPY

Tytan należy do grupy metali ogniotrwałych, jego temperatura topnienia wynosi 1668°C. Tytan ma dwie alotropowe modyfikacje α i β. Modyfikacja α jest niskotemperaturowa i istnieje po podgrzaniu do 882,5°C, ma sześciokątną siatkę. W temperaturze 882,5°C modyfikacja α przekształca się w modyfikację β, która ma sześcienną siatkę skoncentrowaną na ciele. Wraz z przejściem α-tytanu do β-tytanu objętość metalu nieco spada, a przewodność elektryczna gwałtownie wzrasta.

Główne zalety tytanu to gęstość (4,5 g/cm3), wysoka odporność na korozję oraz wysoka wytrzymałość mechaniczna. Pomimo tego, że tytan jest bardzo aktywny chemicznie i łatwo reaguje z dużą liczbą pierwiastków, posiada wysoką odporność na korozję dzięki ochronnemu działaniu silnej i gęstej powłoki tlenkowej utworzonej na jego powierzchni. W większości środowisk korozyjnych tytan i jego stopy mają wyższą odporność niż stale kwasoodporne i aluminium.

Dzięki wprowadzeniu pierwiastków stopowych możliwe jest uzyskanie stopów o wysokiej wytrzymałości mechanicznej. Głównymi pierwiastkami stopowymi są Al, Sn, Mn, Cr, Mo, V. Pierwiastki stopowe wpływają na stabilność alotropowych modyfikacji tytanu. Ze względu na wpływ pierwiastków stopowych na przemiany alotropowe, stopy tytanu klasyfikuje się według ich struktury w następujący sposób:

1) stopy a-tytanu, których struktura składa się z fazy α (na przykład stop VT5-1);

2) α + ß - stopy, w których strukturze występują obie fazy (VTZ-1, VT6);

3) ß - stopy, których struktura składa się z mechanicznie stabilnej ß - fazy (VT15); dwufazowe (α + ß)-stopy i ß-stopy, w przeciwieństwie do α-stopów, są wzmacniane przez obróbkę cieplną.

Stopy tytanu mają nie tylko wyższą wytrzymałość mechaniczną, ale także większą odporność na korozję niż czysty tytan. Tytan i jego stopy dobrze nadają się do obróbki ciśnieniowej na gorąco i na zimno, są dobrze spawane w środowisku obojętnym, ale mają niskie właściwości przeciwcierne iw porównaniu ze stalą są mniej obrabiane przez cięcie.

Stopy tytanu znajdują szerokie zastosowanie w technice lotniczej i rakietowej, w przemyśle chemicznym, metalurgii metali nieżelaznych i innych gałęziach przemysłu, w których o zastosowaniu stopów tytanu decydują ich cenne właściwości antykorozyjne. Tak więc tytanowe wymienniki ciepła pracujące w kwasie azotowym mają 60-krotnie mniejszą szybkość korozji niż podobne wymienniki ciepła ze stali nierdzewnej. Tytan jest używany do produkcji urządzeń dla przemysłu chlorowego, śmigieł itp.

Tytan (Ti) (Tytan) - pierwiastek chemiczny o numerze seryjnym 22 w układzie okresowym pierwiastków D.I. Mendelejew, masa atomowa 47,88, jasny srebrzystobiały metal. Gęstość 4, 51 g/s m³, tpl.=1668+ (-)5°С, tbp.=3260°С.

Pod względem gęstości i właściwej pojemności cieplnej tytan zajmuje pozycję pośrednią między dwoma głównymi metalami konstrukcyjnymi: aluminium i żelazem. Warto również zauważyć, że jego wytrzymałość mechaniczna jest około dwukrotnie większa od czystego żelaza i prawie sześciokrotnie większa od aluminium. Tytan może jednak aktywnie absorbować tlen, azot i wodór, co znacznie zmniejsza właściwości plastyczne metalu. Z węglem tytan tworzy ogniotrwałe węgliki o wysokiej twardości.

Tytan ma niską przewodność cieplną, która jest 13 razy mniejsza niż przewodność cieplna aluminium i 4 razy mniejsza niż żelazo. Współczynnik rozszerzalności cieplnej w temperaturze pokojowej jest stosunkowo niewielki, wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.

Moduły sprężystości tytanu są małe i wykazują znaczną anizotropię. Wraz ze wzrostem temperatury do 350°C moduły sprężystości maleją niemal liniowo. Mała wartość modułów sprężystości tytanu jest jego istotną wadą, ponieważ w niektórych przypadkach w celu uzyskania dostatecznie sztywnych konstrukcji konieczne jest zastosowanie dużych przekrojów wyrobów w porównaniu do tych, które wynikają z warunków wytrzymałościowych.

Tytan ma dość dużą oporność elektryczną, która w zależności od zawartości zanieczyszczeń waha się od 42·10-8 do 80·10-6 Ohm·cm. W temperaturach poniżej 0,45 K staje się nadprzewodnikiem.

Tytan to metal paramagnetyczny. W substancjach paramagnetycznych podatność magnetyczna zwykle maleje po podgrzaniu. Wyjątkiem od tej reguły jest tytan - jego podatność znacznie wzrasta wraz z temperaturą.

W przypadku handlowych gatunków tytanu VT-00 i VT1-0 gęstość wynosi około 4,32 g/s m³. Tytan i stopy tytanu łączą w sobie lekkość, wytrzymałość, wysoką odporność na korozję, niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, możliwość pracy w szerokim zakresie temperatur (od -290°C do 600°C).

Metal ma szereg przydatnych właściwości, które czynią go jednym z głównych materiałów w niektórych gałęziach przemysłu. Tytan walcowany znajduje zastosowanie w budowie rakiet i samolotów, przemyśle chemicznym, stoczniowym, maszynowym

Na przykład blacha tytanowa i pręt tytanowy są wykorzystywane do tworzenia kadłubów atomowych okrętów podwodnych;
rury tytanowe są stosowane w przemyśle chemicznym ze względu na ich wysokie właściwości antykorozyjne i obojętność chemiczną na odczynniki;
Drut tytanowy jest używany jako drut wypełniający do tworzenia ram, form, korpusów ze strategicznych stopów tytanu.

drut tytanowy często stosowany w branży medycznej, w szczególności w stomatologii. Użyteczne właściwości walcowanych wyrobów tytanowych to wysoka wytrzymałość mechaniczna, odporność na korozję (odporność w wielu środowiskach aktywnych chemicznie), odporność na ciepło (t pl = 1668 ° C), a także niska gęstość (4,505 g/cm 3). W tej tabeli można zobaczyć główne właściwości fizyczne i chemiczne tytanu. Ale tytan ma też swoje wady. Jedną z głównych wad jest wysoki koszt produkcji. Topienie tytanu można przeprowadzić tylko w próżni lub w środowisku gazu obojętnego, ponieważ. metal ten aktywnie oddziałuje (szczególnie w stanie ciekłym) ze wszystkimi gazami tworzącymi atmosferę. Ponadto wyroby z tytanu mają słabe właściwości przeciwcierne, dużą podatność na kruchość wodorową i korozję solną, słabą skrawalność i spawalność.

Podstawą do produkcji tytanu technicznego i jego stopów jest gąbka tytanowa otrzymywana metodą magnezowo-termiczną. Gąbka tytanowa jest porowatą szarą substancją o gęstości nasypowej 1,5-2,0 g/cm3 i bardzo wysokiej lepkości.

W zależności od zawartości zanieczyszczeń tytan techniczny dzieli się na kilka gatunków: GR1 (najczystszy tytan), GR2 (bardziej zanieczyszczony).

Stopy tytanu

Stopy tytanu odgrywają ważną rolę w technice lotniczej, gdzie celem jest uzyskanie jak najlżejszego projektu w połączeniu z wymaganą wytrzymałością. Tytan jest lekki w porównaniu do innych metali, ale jednocześnie może pracować w wysokich temperaturach (patrz rys. 2). Stopy tytanu są używane do produkcji poszycia, elementów mocujących, zespołu napędowego, części podwozia i różnych jednostek. Materiały te są również wykorzystywane do budowy samolotów silników odrzutowych. Pozwala to zmniejszyć ich wagę o 10-25%. Stopy tytanu są używane do produkcji tarcz i łopatek sprężarek, części wlotu powietrza i łopatek kierujących oraz elementów złącznych.

Tytan i jego stopy są również wykorzystywane w nauce rakietowej. W związku z krótkotrwałą eksploatacją silników i szybkim przechodzeniem gęstych warstw atmosfery, problemy wytrzymałości zmęczeniowej, wytrzymałości statycznej i do pewnego stopnia pełzania są usuwane w nauce rakietowej.

Tytan techniczny nie nadaje się do zastosowań lotniczych ze względu na niewystarczająco wysoką odporność cieplną, ale ze względu na wyjątkowo wysoką odporność na korozję w niektórych przypadkach jest niezbędny w przemyśle chemicznym i stoczniowym. Stosuje się go więc do produkcji sprężarek i pomp do pompowania tak agresywnych mediów jak kwas siarkowy i solny oraz ich sole, rurociągi, zawory, autoklawy, różne zbiorniki, filtry itp. Tylko tytan ma odporność na korozję w mediach takich jak wilgotny chlor, wodne i kwaśne roztwory chloru, dlatego urządzenia dla przemysłu chlorowego wykonane są z tego metalu. Tytan służy do wytwarzania wymienników ciepła, które działają w środowiskach korozyjnych, np. w kwasie azotowym (nie dymiącym). W przemyśle stoczniowym tytan jest używany do produkcji śrub napędowych, poszycia statków, okrętów podwodnych, torped itp. Pociski nie przyklejają się do tytanu i jego stopów, co znacznie zwiększa wytrzymałość naczynia podczas jego ruchu.

Stopy tytanu są obiecujące w wielu innych zastosowaniach, ale ich wykorzystanie w technologii jest ograniczone wysokimi kosztami i niedoborem tytanu.

Obecnie znana jest dość duża różnorodność stopów tytanu, różniących się składem chemicznym, właściwościami mechanicznymi i technologicznymi. Najczęściej stosowanymi pierwiastkami stopowymi w stopach tytanu są aluminium, wanad, molibden, mangan, chrom, krzem, cyna, cyrkon i żelazo.

Stop tytanu VT5 zawiera oprócz tytanu 5% aluminium. Ma wyższe właściwości wytrzymałościowe w porównaniu do tytanu, ale jego produkcyjność jest niska. Stop jest kuty, walcowany, tłoczony i dobrze spawany.

Z tytanu (stopu) VT5 otrzymuje się pręty tytanowe, drut tytanowy i rury tytanowe. Znajduje zastosowanie w produkcji części pracujących w temperaturach do 400 ° C.

Stop tytanu VT5-1 oprócz 5% aluminium zawiera 2-3% cyny. Cyna poprawia jej właściwości technologiczne. Stop tytanu VT5-1 służy do wytwarzania wszelkiego rodzaju półproduktów otrzymywanych metodą obróbki ciśnieniowej: blach tytanowych, odkuwek, wytłoczek, profili, rur tytanowych oraz drutu tytanowego. Przeznaczony jest do wytwarzania produktów pracujących w szerokim zakresie temperatur: od kriogenicznych do 450 °C.

Stopy tytanu OT4 i OT4-1 oprócz tytanu zawierają aluminium i mangan. Charakteryzują się wysoką plastycznością technologiczną (są dobrze odkształcane w stanie gorącym i zimnym) i są dobrze spawane przy wszystkich rodzajach spawania. Tytan tych gatunków przeznaczony jest głównie do produkcji blach, taśm i taśm tytanowych, a także prętów tytanowych, odkuwek, profili i rur tytanowych. Ze stopów tytanu OT4 i OT4-1 części wykonywane są metodą spawania, tłoczenia i gięcia, eksploatowane do temperatury 350°C. Stopy te mają wady: 1) stosunkowo niską wytrzymałość i odporność na ciepło; 2) większa skłonność do kruchości wodorowej. W stopie PT3V mangan został zastąpiony przez wanad.

Stop tytanu VT20 został opracowany jako mocniejszy stop blachy w porównaniu do VT5-1. Utwardzanie stopu VT20 wynika z jego stopowania, oprócz aluminium, z cyrkonem oraz niewielkimi ilościami molibdenu i wanadu. Plastyczność technologiczna stopu VT20 jest niska ze względu na wysoką zawartość aluminium. Titanium BT20 charakteryzuje się wysoką odpornością na ciepło. Dobrze spawa, wytrzymałość złącza spawanego jest równa wytrzymałości metalu nieszlachetnego. Stop przeznaczony jest do produkcji wyrobów, które działają przez długi czas w temperaturach do 500°C.

Stop tytanu VT3-1 należy do układu Ti - Al - Cr - Mo - Fe - Si. Zwykle poddawana jest wyżarzaniu izotermicznemu. Takie wyżarzanie zapewnia najwyższą stabilność termiczną i maksymalną ciągliwość. Alloy VT3-1 jest jednym z najlepiej opanowanych w produkcji stopów. Przeznaczony jest do pracy ciągłej w temperaturze 400 - 450 °C; jest to stop żaroodporny o dość wysokiej wytrzymałości długoterminowej. Z niej dostarczane są tytanowe pręty, profile, płyty, odkuwki, wytłoczki.

Tytan i jego stopy

Tytan topi się w temperaturze 1660°C, alotropowe, szkodliwe zanieczyszczenia N, C, O, H. Powłoka TiO2 chroni tytan przed utlenianiem, korozją w dowolnej wodzie, niektórymi kwasami. Jest topiony, wylewany, spawany w środowisku argonu i poddawany OMD. Blachy, rury, profile i druty wykonane są z tytanu. Jego stopy z Fe, Al, Mn, Cr, Sn, V, Si, Ga, Ge, La, Nb, Ta, Zr, W, Mo, Co, Si mają zwiększoną wytrzymałość, odporność na ciepło, odporność na korozję. leczony.

Stopy tytanu są odkształcane, odlewane, wykonywane z proszków, utwardzane, odpuszczane, dobrze obrabiane.

Obrobione plastycznie stopy tytanu:

− ά – stopy: VT5, VT-5-1, OT-4;

− ά – stopy β: VT-6, VT14, VT8; BT15

Stopy odlewnicze: VT5L, VT6L, VT14L, VT3-1L

Sproszkowane stopy tytanu otrzymywane są z proszków przez prasowanie, są mocne i ciągliwe.

Stopy tytanu wykorzystywane są do produkcji poszycia samolotów, statków morskich, łodzi podwodnych, pocisków rakiet, silników, części turbin, sprężarek, śmigieł, butli do gazów skroplonych, pojemników na chemikalia i wielu innych produktów. Stopy tytanu można poddawać wyżarzaniu, hartowaniu, starzeniu i obróbce na zimno. Wyżarzanie stopów α odbywa się w temperaturze 800 - 850 0С, a stopów α + β - w temperaturze 750 -800 0С. Wyżarzanie próżniowe umożliwia zmniejszenie zawartości wodoru, co prowadzi do wzrostu udarności, zmniejszenia uszkodzeń i pęknięć.

Przy wysokim stężeniu pierwiastka stopowego i stwardnieniu pojawia się martenzytyczna faza α׀׀ - o rombowej sieci i ω - faza o strukturze heksagonalnej. W procesie starzenia hartowanych stopów twardnieją one na skutek rozkładu faz α׀׀ i β. Obrobione plastycznie stopy tytanu są dobrze przetwarzane pod ciśnieniem w stanie gorącym, spawane i mają wysoką odporność na korozję.

Cechami charakterystycznymi tytanu są niska gęstość 4,51 kg/dm3, wysoka wytrzymałość, która utrzymuje się do 6000C oraz odporność na korozję. Określają zakres jego stosowania. Stopy tytanu łączą wysoką wytrzymałość (σВ= 800-1500 MPa) z dobrą ciągliwością (δ= 12-25%), stosunkowo dobrą odpornością cieplną do 600-7000С, wysoką odpornością na korozję w wielu agresywnych mediach z wyjątkiem HCL, HF. Stopy α-tytanu nie starzeją się i są stosowane w instalacjach kriogenicznych do temperatur helu (-2720C). Jedną z wad stopów tytanu jest ich słaba skrawalność przez narzędzia skrawające.

Tytan. Wynalezienie tytanu. Tytan i jego stopy.

Za odkrywcę tytanu uważa się 28-letniego angielskiego mnicha Williama Gregora. W 1790 roku, prowadząc badania mineralogiczne w swojej parafii, zwrócił uwagę na występowanie i niezwykłe właściwości czarnego piasku w dolinie Menaken w południowo-zachodniej Anglii i zaczął go badać. W piasku ksiądz znalazł ziarna czarnego, błyszczącego minerału, przyciągniętego zwykłym magnesem. Otrzymywany w 1925 roku przez Van Arkela i de Boera metodą jodkową najczystszy tytan okazał się plastycznym i technologicznym metalem o wielu cennych właściwościach, który przyciągnął uwagę szerokiego grona projektantów i inżynierów. W 1940 roku Croll zaproponował termiczną metodę magnezowo-termiczną ekstrakcji tytanu z rud, która do dziś jest najważniejsza. W 1947 wyprodukowano pierwsze 45 kg komercyjnie czystego tytanu.

Tytan tworzy również związki z wodorem (wodorki), azotem (azotki), węglem (węgliki), fosforem (fosforki), arsenem (arsydy), a także związki z wieloma metalami - związki międzymetaliczne. Tytan tworzy nie tylko proste, ale także liczne związki złożone, wiele jego związków z substancjami organicznymi jest znanych. Jak widać z listy związków, w których może uczestniczyć tytan, jest on bardzo aktywny chemicznie. A jednocześnie tytan jest jednym z nielicznych metali o wyjątkowo wysokiej odporności na korozję: praktycznie wiecznie utrzymuje się w powietrzu, w zimnej i wrzącej wodzie, jest bardzo odporny w wodzie morskiej, w roztworach wielu soli nieorganicznych i organicznych. kwasy. Pod względem odporności na korozję w wodzie morskiej przewyższa wszystkie metale, z wyjątkiem szlachetnych - złota, platyny itp., większości gatunków stali nierdzewnej, niklu, miedzi i innych stopów. W wodzie, w wielu agresywnych środowiskach, czysty tytan nie podlega korozji. Odporny na korozję tytanu i erozję wynikającą z połączenia chemicznych i mechanicznych oddziaływań na metal. Pod tym względem nie ustępuje najlepszym gatunkom stali nierdzewnych, stopów na bazie miedzi i innych materiałów konstrukcyjnych. Tytan jest również odporny na korozję zmęczeniową, która często objawia się naruszeniem integralności i wytrzymałości metalu (pęknięcia, miejscowe ogniska korozji itp.). Zachowanie tytanu w wielu agresywnych środowiskach, takich jak azot, chlorowodór, siarka, „aqua regia” oraz inne kwasy i zasady, jest dla tego metalu zaskakujące i godne podziwu.

Tytan jest metalem lekkim, jego gęstość w 0°C wynosi tylko 4,517 g/cm8, a w 100°C 4,506 g/cm3. Tytan należy do grupy metali o ciężarze właściwym poniżej 5 g/cm3. Obejmuje to wszystkie metale alkaliczne (sód, kad, lit, rubid, cez) o ciężarze właściwym 0,9-1,5 g/cm3, magnez (1,7 g/cm3), aluminium (2,7 g/cm3) itd. Tytan to więcej niż 1,5 razy cięższy od aluminium iw tym oczywiście traci z nim, ale jest 1,5 razy lżejszy od żelaza (7,8 g/cm3). Jednak zajmując pozycję pośrednią między aluminium i żelazem pod względem gęstości właściwej, tytan wielokrotnie przewyższa je swoimi właściwościami mechanicznymi.). Tytan ma znaczną twardość: jest 12 razy twardszy niż aluminium, 4 razy twardszy niż żelazo i miedź. Inną ważną cechą metalu jest jego granica plastyczności. Im jest wyższy, tym lepiej części wykonane z tego metalu wytrzymują obciążenia eksploatacyjne. Granica plastyczności tytanu jest prawie 18 razy wyższa niż aluminium. Specyficzną wytrzymałość stopów tytanu można zwiększyć o współczynnik 1,5-2. Jej wysokie właściwości mechaniczne dobrze zachowują się w temperaturach do kilkuset stopni. Czysty tytan nadaje się do wszystkich rodzajów obróbki w stanie gorącym i zimnym: może być kuty jak żelazo, ciągniony, a nawet przerabiany na drut, zwijany w arkusze, taśmy i folie o grubości do 0,01 mm.

Obecnie stopy tytanu znajdują szerokie zastosowanie w technice lotniczej. Stopy tytanu po raz pierwszy zastosowano na skalę przemysłową do budowy samolotów silników odrzutowych. Zastosowanie tytanu w konstrukcji silników odrzutowych umożliwia zmniejszenie ich masy o 10...25%. W szczególności tarcze i łopatki sprężarek, części wlotu powietrza, łopatki kierujące i elementy złączne są wykonane ze stopów tytanu. Stopy tytanu są niezbędne w samolotach naddźwiękowych. Wzrost prędkości lotu samolotów doprowadził do wzrostu temperatury poszycia, w wyniku czego stopy aluminium nie spełniają już wymagań stawianych przez technikę lotniczą przy prędkościach naddźwiękowych. Temperatura skóry w tym przypadku sięga 246...316 °C. W tych warunkach stopy tytanu okazały się najbardziej akceptowalnym materiałem. W latach 70. znacznie wzrosło zastosowanie stopów tytanu do budowy płatowca samolotów cywilnych. W średniodystansowym samolocie TU-204 łączna masa części wykonanych ze stopów tytanu wynosi 2570 kg. Zastosowanie tytanu w śmigłowcach stopniowo się rozszerza, głównie na części układu wirnika głównego, napęd i układ sterowania. Ważne miejsce w nauce rakietowej zajmują stopy tytanu.
Ze względu na wysoką odporność na korozję w wodzie morskiej tytan i jego stopy są wykorzystywane w przemyśle stoczniowym do produkcji śrub napędowych, poszycia okrętów, okrętów podwodnych, torped itp. Pociski nie przyklejają się do tytanu i jego stopów, co znacznie zwiększa wytrzymałość naczynia podczas jego ruchu. Stopniowo rozszerzają się obszary zastosowań tytanu. Tytan i jego stopy wykorzystywane są w przemyśle chemicznym, petrochemicznym, papierniczym, spożywczym, metalurgii metali nieżelaznych, energetyce, elektronice, technice jądrowej, galwanotechnice, w produkcji broni, do produkcji płyt pancernych, narzędzi chirurgicznych, implanty chirurgiczne, instalacje do odsalania, części do samochodów wyścigowych, sprzęt sportowy (kije golfowe, sprzęt wspinaczkowy), części do zegarków, a nawet biżuteria. Azotowanie tytanu prowadzi do powstania na jego powierzchni złotego filmu, który nie ustępuje pięknemu prawdziwemu złotemu.

Tytan i jego stopy posiadają wysoką odporność na korozję w atm. warunki, woda słodka i morska, roztwory większości chlorków, podchlorynów, dwutlenku chloru i wiele innych. sole mineralne to-t zarówno w normalnych, jak i podwyższonych temperaturach. Tytan i jego stopy mają również wysoką odporność na korozję w kwaśnych utleniaczach. środowiska (azotowe i chromowe do - ty, itp.) oraz w roztworze zasad. W kwasach nieutleniających (siarkowy, chlorowodorowy) tytan ma zadowalające działanie. odporność na korozję w normalnej temp-pax i koncentracja do-t do 8-10%. Wraz ze wzrostem temperatury, stężenia to-t i alkaliów szybkość korozji tytanu gwałtownie wzrasta. W przypadku kwasu siarkowego obserwuje się dwie maksymalne szybkości korozji, odpowiadające stężeniom 40 i 75%. W 40% kwasie siarkowym proces korozji przebiega z wydzieleniem wodoru, ten rodzaj kwasu charakteryzuje się najwyższą przewodnością elektryczną i maksymalnym stężeniem jonów wodorowych. W 75% roztworze procesowi korozji towarzyszy redukcja kwasu siarkowego do H3S i wolnej siarki, a przy wysokich stężeniach (80-90%) uwalnia się SO2 i wolna siarka. W kwasie fosforowym tytan jest stosunkowo bardziej odporny i zachowuje wysoką odporność korozyjną do 30% roztworu, wraz ze wzrostem stężenia zwiększa się szybkość korozji. Dodatki utleniaczy (K2Cr207; HNOs; Fe + + +; Cu + +) znacznie zmniejszają szybkość korozji tytanu i jego stopów w kwasach solnym i siarkowym.

Tytan: α- tytan- sześciokątny, β- tytan- sześcienny...