titanium qotishmalari. Sanoat va qurilishda titan metallidan foydalanish

19.10.2019

Titanning fizik va kimyoviy xossalari, titanni olish

Titanni sof shaklda va qotishmalar shaklida qo'llash, titanni birikmalar shaklida qo'llash, titanning fiziologik ta'siri.

1-bo'lim. Titanning tarixi va tabiatda paydo bo'lishi.

Titan -Bu toʻrtinchi guruhning ikkilamchi kichik guruhi elementi, D. I. Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy tizimining toʻrtinchi davri, atom raqami 22. Oddiy modda titan (CAS raqami: 7440-32-6) och kumush-oq. metall. U ikkita kristall modifikatsiyada mavjud: olti burchakli yaqin qadoqlangan panjara bilan a-Ti, kubik tana markazli o'ramli b-Ti, a↔b polimorf o'zgarishining harorati 883 °C. Erish nuqtasi 1660±20 °C.

Titanning tarixi va tabiatda mavjudligi

Titan qadimgi yunon qahramonlari Titanlar sharafiga nomlangan. Nemis kimyogari Martin Klaprot buni shaxsiy sabablarga ko'ra shunday nomlagan, frantsuzlardan farqli o'laroq, elementning kimyoviy xususiyatlariga mos ravishda nom berishga harakat qilgan, ammo o'shandan beri elementning xususiyatlari noma'lum edi, bunday nom tanlangan.

Titan sayyoramizda uning soni bo'yicha 10-elementdir. Yer qobig'idagi titan miqdori og'irlik bo'yicha 0,57% va 1 litr dengiz suviga 0,001 milligrammni tashkil qiladi. Titan konlari Janubiy Afrika Respublikasi, Ukraina, Rossiya, Qozog'iston, Yaponiya, Avstraliya, Hindiston, Seylon, Braziliya va Janubiy Koreyada joylashgan.

Jismoniy xususiyatlarga ko'ra, titan engil kumush rangli metalldir, bundan tashqari, u ishlov berish jarayonida yuqori yopishqoqlik bilan ajralib turadi va kesish asbobiga yopishib olishga moyil bo'ladi, shuning uchun bu ta'sirni bartaraf etish uchun maxsus moylash materiallari yoki püskürtme ishlatiladi. Xona haroratida u TiO2 oksidining shaffof plyonkasi bilan qoplangan, buning natijasida ishqorlar bundan mustasno, eng agressiv muhitda korroziyaga chidamli. Titan changi portlash qobiliyatiga ega, porlash nuqtasi 400 ° C. Titan talaşlari yonuvchan.

Sof titan yoki uning qotishmalarini ishlab chiqarish uchun ko'p hollarda titanium dioksidi oz miqdordagi birikmalar bilan ishlatiladi. Masalan, titan rudalarini boyitish natijasida olingan rutil konsentrati. Ammo rutilning zahiralari juda kichik va shu bilan bog'liq holda ilmenit kontsentratlarini qayta ishlash jarayonida olingan sintetik rutil yoki titan shlaklari ishlatiladi.

Titanning kashfiyotchisi 28 yoshli ingliz rohib Uilyam Gregor hisoblanadi. 1790 yilda o'z cherkovida mineralogik tadqiqotlar olib borar ekan, u Angliyaning janubi-g'arbiy qismidagi Menaken vodiysida qora qumning tarqalishi va g'ayrioddiy xususiyatlariga e'tibor qaratdi va uni o'rganishga kirishdi. Qumda ruhoniy oddiy magnit tomonidan tortilgan qora porloq mineralning donalarini topdi. 1925 yilda Van Arkel va de Bur tomonidan yodid usulida olingan eng sof titan egiluvchan va texnologik metall bo'lib chiqdi. qimmatli xususiyatlar, bu keng doiradagi dizaynerlar va muhandislarning e'tiborini tortdi. 1940 yilda Kroll rudalardan titanni olishning magniy-termik usulini taklif qildi, bu hozirgi vaqtda ham asosiy hisoblanadi. 1947 yilda birinchi 45 kg tijorat sof titan ishlab chiqarildi.

Mendeleyevning davriy elementlar tizimida titan 22 seriya raqamiga ega. Tabiiy titanning izotoplarini o'rganish natijalari bo'yicha hisoblangan atom massasi 47,926 ni tashkil qiladi. Shunday qilib, neytral titan atomining yadrosida 22 proton mavjud. Neytronlarning soni, ya'ni neytral zaryadsiz zarralar har xil: ko'pincha 26 ta, lekin 24 dan 28 gacha o'zgarishi mumkin. Shuning uchun titanium izotoplarining soni har xil. Hammasi bo'lib 22-sonli elementning 13 ta izotopi hozirda ma'lum.Tabiiy titan beshta barqaror izotop aralashmasidan iborat bo'lib, titanium-48 eng ko'p ifodalanadi, uning tabiiy rudalardagi ulushi 73,99% ni tashkil qiladi. Titan va IVB kichik guruhining boshqa elementlari xossalari bo'yicha IIIB kichik guruhi (skandiy guruhi) elementlariga juda o'xshash, ammo ular ikkinchisidan katta valentlikni namoyon qilish qobiliyati bilan farq qiladi. Titanning skandiy, itriy, shuningdek, VB kichik guruhining elementlari - vanadiy va niobiy bilan o'xshashligi, shuningdek, titanning ko'pincha ushbu elementlar bilan birga tabiiy minerallarda mavjudligida ifodalanadi. Bir valentli galogenlar (ftor, brom, xlor va yod) bilan u di-tri- va tetra birikmalar hosil qilishi mumkin, oltingugurt va uning guruhining elementlari (selen, tellur) - mono- va disulfidlar, kislorod bilan - oksidlar, dioksidlar va trioksidlar. .

Titan shuningdek, vodorod (gidridlar), azot (nitridlar), uglerod (karbidlar), fosfor (fosfitlar), mishyak (arsidlar) bilan birikmalar, shuningdek, ko'plab metallar bilan birikmalar - intermetall birikmalar hosil qiladi. Titan nafaqat oddiy, balki ko'plab murakkab birikmalarni ham hosil qiladi, uning ko'pgina birikmalari bilan organik moddalar. Titan ishtirok etishi mumkin bo'lgan birikmalar ro'yxatidan ko'rinib turibdiki, u kimyoviy jihatdan juda faol. Shu bilan birga, titan juda yuqori korroziyaga chidamliligi bo'lgan kam sonli metallardan biridir: u havo atmosferasida, sovuq va qaynoq suvda amalda abadiydir va juda chidamli. dengiz suvi, ko'plab tuzlar, noorganik va organik kislotalarning eritmalarida. Dengiz suvida korroziyaga chidamliligi bo'yicha u barcha metallardan ustun turadi, olijanob metallar - oltin, platina va boshqalar, zanglamaydigan po'lat, nikel, mis va boshqa qotishmalarning ko'p turlaridan tashqari. Suvda, ko'plab agressiv muhitda, sof titan korroziyaga duchor bo'lmaydi. Metallga kimyoviy va mexanik ta'sirlarning kombinatsiyasi natijasida titanium va eroziya korroziyasiga qarshi turadi. Shu nuqtai nazardan, u zanglamaydigan po'latlar, mis asosidagi qotishmalar va boshqa strukturaviy materiallarning eng yaxshi navlaridan kam emas. Titan, shuningdek, charchoq korroziyasiga yaxshi qarshilik ko'rsatadi, bu ko'pincha metallning yaxlitligi va mustahkamligi (yorilish, mahalliy korroziya markazlari va boshqalar) buzilishi shaklida namoyon bo'ladi. Azot, xlorid, oltingugurt, "aqua regia" va boshqa kislotalar va ishqorlar kabi ko'plab agressiv muhitda titanning xatti-harakati ushbu metall uchun hayratlanarli va hayratlanarli.

Titan juda chidamli metalldir. Uzoq vaqt davomida u 1800 ° C da eriydi, deb ishonishgan, ammo 50-yillarning o'rtalarida. Ingliz olimlari Diardorf va Hayes sof elementar titanning erish nuqtasini o'rnatdilar. U 1668 ± 3 ° S ni tashkil etdi. O'zining refrakterligi bo'yicha titan faqat volfram, tantal, niobiy, reniy, molibden, platinoidlar, tsirkoniy kabi metallardan past va asosiy strukturaviy metallar orasida u birinchi o'rinda turadi. Titanning metall sifatidagi eng muhim xususiyati uning o'ziga xos fizik-kimyoviy xossalari: past zichlik, yuqori quvvat, qattiqlik va boshqalar. Asosiysi, bu xususiyatlar yuqori haroratlarda sezilarli darajada o'zgarmaydi.

Titan engil metall bo'lib, uning zichligi 0 ° C da atigi 4,517 g / sm8, 100 ° S da 4,506 g / sm3 ni tashkil qiladi. Titan solishtirma ogʻirligi 5 g/sm3 dan kam boʻlgan metallar guruhiga kiradi. Bunga hammasi kiradi ishqoriy metallar(natriy, kadiy, litiy, rubidiy, seziy) solishtirma og'irligi 0,9-1,5 g / sm3, magniy (1,7 g / sm3), alyuminiy (2,7 g / sm3) va boshqalar alyuminiydan 1,5 baravar og'irroq titan, va bunda, albatta, unga yutqazadi, lekin u temirdan 1,5 baravar engilroq (7,8 g / sm3). Biroq, olish solishtirma og'irlik alyuminiy va temir o'rtasidagi oraliq joy, titan o'zining mexanik xususiyatlarida ulardan ko'p marta ustundir.). Titan sezilarli qattiqlikka ega: u alyuminiydan 12 barobar, temir va misdan 4 baravar qattiqroq. Metallning yana bir muhim xususiyati uning oquvchanligidir. U qanchalik baland bo'lsa, ushbu metalldan tayyorlangan qismlar operatsion yuklarga qanchalik yaxshi qarshilik ko'rsatadi. Titanning oquvchanligi alyuminiynikidan deyarli 18 baravar yuqori. Titan qotishmalarining o'ziga xos kuchini 1,5-2 marta oshirish mumkin. Uning yuqori mexanik xususiyatlari bir necha yuz darajagacha bo'lgan haroratlarda yaxshi saqlanadi. Sof titan issiq va sovuq holatda ishlov berishning barcha turlari uchun javob beradi: uni temir kabi zarb qilish, chizish va hatto sim qilish, qalinligi 0,01 mm gacha bo'lgan choyshablar, lentalar va plyonkalarga o'rash mumkin.

Aksariyat metallardan farqli o'laroq, titan sezilarli elektr qarshiligiga ega: agar kumushning elektr o'tkazuvchanligi 100 ga teng bo'lsa, misning elektr o'tkazuvchanligi 94 ga, alyuminiy 60 ga, temir va platina -15 ga, titan esa atigi 3,8 ga teng. Titan paramagnit metall bo'lib, u magnit maydondagi temir kabi magnitlanmaydi, lekin mis kabi undan tashqariga chiqarilmaydi. Uning magnit sezuvchanligi juda zaif, bu xususiyat qurilishda ishlatilishi mumkin. Titan nisbatan past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, faqat 22,07 Vt / (mK), bu temirning issiqlik o'tkazuvchanligidan taxminan 3 baravar, magniydan 7 baravar, alyuminiy va misdan 17-20 baravar past. Shunga ko'ra, titanning chiziqli termal kengayish koeffitsienti boshqa strukturaviy materiallarga qaraganda past: 20 S da temirdan 1,5 baravar past, mis uchun 2 va alyuminiy uchun deyarli 3 barobar. Shunday qilib, titan elektr va issiqlikni yomon o'tkazuvchidir.

Dengiz suvida korroziyaga chidamliligi yuqori bo'lganligi sababli titan va uning qotishmalari kemasozlikda pervanellar, kema qoplamalari, suv osti kemalari, torpedalar va boshqalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Chig'anoqlar titan va uning qotishmalariga yopishmaydi, bu esa idishning harakatlanishida uning qarshiligini keskin oshiradi. Asta-sekin titanni qo'llash sohalari kengayib bormoqda. Titan va uning qotishmalari kimyo, neft-kimyo, sellyuloza-qog'oz va oziq-ovqat sanoati, rangli metallurgiya, energetika, elektronika, yadro texnologiyasi, elektrokaplama, qurol-yarog' ishlab chiqarishda, zirhli plitalar, jarrohlik asboblari, jarrohlik implantlari, tuzsizlantirish zavodlari, poyga avtomobili qismlari, sport anjomlari (golf klublari, toqqa chiqish uchun uskunalar), soat qismlari va hatto zargarlik buyumlari. Titanni nitridlash uning yuzasida go'zalligi bo'yicha haqiqiy oltindan kam bo'lmagan oltin plyonka hosil bo'lishiga olib keladi.

TiO2 ning kashfiyoti deyarli bir vaqtda va mustaqil ravishda ingliz V. Gregor va nemis kimyogari M. G. Klaprot tomonidan amalga oshirildi. V. Gregor magnit temirli qum tarkibini o'rganar ekan (Krid, Kornuoll, Angliya, 1791), noma'lum metallning yangi "yer" (oksid) ni ajratib oldi va uni menaken deb ataydi. 1795 yilda nemis kimyogari Klaprot rutil mineralida yangi elementni topdi va uni titan deb nomladi. Ikki yil o'tgach, Klaprot rutil va xavfli er bir xil elementning oksidlari ekanligini aniqladi va uning ortida Klaprot tomonidan taklif qilingan "titan" nomi saqlanib qoldi. 10 yildan so'ng titanning kashfiyoti uchinchi marta sodir bo'ldi. Fransuz olimi L.Voklen anataza tarkibida titanni ochdi va rutil va anataza bir xil titan oksidi ekanligini isbotladi.

Metall titanning birinchi namunasi 1825 yilda J. Ya. Berzelius tomonidan olingan. Titanning yuqori kimyoviy faolligi va uni tozalashning murakkabligi tufayli gollandiyalik A. van Arkel va I. de Bur 1925 yilda titanium yodid TiI4 bug'ining termal parchalanishi orqali sof Ti namunasini oldi.

Titan tabiatda eng ko'p bo'lgan 10-o'rinni egallaydi. Yer qobig'idagi tarkib massa bo'yicha 0,57%, dengiz suvida 0,001 mg / l. Ultra asosli jinslarda 300 g/t, asosli jinslarda 9 kg/t, kislotali jinslarda 2,3 kg/t, gil va slanetslarda 4,5 kg/t. Yer qobig'ida titan deyarli har doim tetravalent bo'lib, faqat kislorod birikmalarida mavjud. Erkin shaklda bo'lmaydi. Titan ob-havo va yog'ingarchilik sharoitida Al2O3 uchun geokimyoviy yaqinlikka ega. U nurash qobig'ining boksitlarida va dengiz gilli cho'kindilarida to'plangan. Titanni o'tkazish minerallarning mexanik bo'laklari shaklida va kolloidlar shaklida amalga oshiriladi. Ba'zi gillarda og'irligi bo'yicha 30% gacha TiO2 to'planadi. Titan minerallari ob-havoga chidamli bo'lib, plasserlarda katta konsentratsiyalarni hosil qiladi. Titanni o'z ichiga olgan 100 dan ortiq minerallar ma'lum. Ulardan eng muhimlari: rutil TiO2, ilmenit FeTiO3, titanomagnetit FeTiO3 + Fe3O4, perovskit CaTiO3, titanit CaTiSiO5. Birlamchi titan rudalari - ilmenit-titanomagnetit va placer - rutil-ilmenit-tsirkon mavjud.

Asosiy rudalar: ilmenit (FeTiO3), rutil (TiO2), titanit (CaTiSiO5).

2002 yilda qazib olingan titanning 90% titan dioksidi TiO2 ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. Titan dioksidining jahon ishlab chiqarishi yiliga 4,5 million tonnani tashkil etdi. Titan dioksidining tasdiqlangan zahiralari (Rossiyasiz) taxminan 800 million tonnani tashkil etadi.2006 yil uchun, AQSh Geologik xizmati ma'lumotlariga ko'ra, titan dioksidi bo'yicha va Rossiyani hisobga olmaganda, ilmenit rudalarining zaxiralari 603-673 million tonnani, rutilni tashkil qiladi. - 49,7- 52,7 million tonna Shunday qilib, ishlab chiqarishning hozirgi sur'atida titanning jahonda tasdiqlangan zahiralari (Rossiyadan tashqari) 150 yildan ortiq vaqtga etarli bo'ladi.

Rossiya titan zaxiralari bo'yicha dunyoda Xitoydan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Rossiyada titanning mineral-xomashyo bazasi butun mamlakat bo'ylab teng ravishda tarqalgan 20 ta kondan (shundan 11 tasi asosiy va 9 tasi allyuvial) iborat. O'rganilgan konlarning eng kattasi (Yaregskoye) Uxta shahridan (Komi Respublikasi) 25 km uzoqlikda joylashgan. Konning zahiralari taxminan 10% titan dioksidining o'rtacha miqdori bo'lgan 2 milliard tonna rudaga baholanadi.

Dunyodagi eng yirik titan ishlab chiqaruvchisi - Rossiya kompaniyasi"VSMPO-AVISMA".

Qoidaga ko'ra, titanium va uning birikmalarini ishlab chiqarish uchun boshlang'ich material nisbatan kichik miqdordagi aralashmalarga ega titanium dioksididir. Xususan, titan rudalarini boyitish jarayonida olingan rutil kontsentrati bo'lishi mumkin. Biroq, dunyodagi rutil zaxiralari juda cheklangan va ilmenit kontsentratlarini qayta ishlash jarayonida olingan sintetik rutil yoki titan shlaklari ko'proq qo'llaniladi. Titan shlakini olish uchun ilmenit konsentrati elektr kamon pechida qaytariladi, temir esa metall fazaga (quyma temir) ajraladi va kamaytirilmagan titan oksidi va aralashmalar shlak fazasini hosil qiladi. Boy cüruf xlorid yoki sulfat kislota usuli bilan qayta ishlanadi.

Sof shaklda va qotishmalar shaklida

Moskvadagi Leninskiy prospektidagi Gagaringa titan haykali

Metall quyidagilarda qo'llaniladi: kimyo sanoati (reaktorlar, quvurlar, nasoslar, quvur liniyasi armaturalari), harbiy sanoat (o'q o'tkazmaydigan jiletlar, aviatsiyadagi zirh va o't o'chirish to'siqlari, suv osti kemalari korpuslari), sanoat jarayonlari(sho'r tozalash zavodlari, sellyuloza-qog'oz jarayonlari), avtomobilsozlik, qishloq xo'jaligi sanoati, oziq-ovqat sanoati, pirsing zargarlik buyumlari, tibbiyot sanoati (protezlar, osteoprotezlar), stomatologik va endodontik asboblar, stomatologik implantlar, sport buyumlari, zargarlik buyumlari (Aleksandr Xomov), mobil telefonlar, engil qotishmalar va boshqalar. Eng muhimi strukturaviy material samolyot, raketa va kemasozlikda.

Titan quyish grafit qoliplarida vakuumli pechlarda amalga oshiriladi. Vakuumli investitsion quyish ham qo'llaniladi. Texnologik qiyinchiliklar tufayli u badiiy kastingda cheklangan darajada qo'llaniladi. Dunyodagi birinchi monumental quyma titan haykali bu Moskvadagi Yuriy Gagarin nomidagi maydonda o'rnatilgan haykaldir.

Titan ko'plab qotishma po'latlarda va ko'pgina maxsus qotishmalarda qotishma qo'shimcha hisoblanadi.

Nitinol (nikel-titanium) tibbiyot va texnologiyada ishlatiladigan shakl xotirasi qotishmasidir.

Titan aluminidlari oksidlanishga juda chidamli va issiqlikka chidamli bo'lib, bu o'z navbatida aviatsiya va avtomobil sanoatida konstruktiv materiallar sifatida foydalanishni aniqladi.

Titanium yuqori vakuumli nasoslarda ishlatiladigan eng keng tarqalgan oluvchi materiallardan biridir.

Oq titan dioksidi (TiO2) bo'yoqlarda (masalan, titanium oq), shuningdek qog'oz va plastmassa ishlab chiqarishda ishlatiladi. Oziq-ovqat qo'shimchasi E171.

Organotitan birikmalari (masalan, tetrabutoksititan) kimyo va bo'yoq sanoatida katalizator va qattiqlashtiruvchi sifatida ishlatiladi.

Noorganik titan birikmalari kimyoviy, elektron, shisha tolali sanoatda qo'shimchalar yoki qoplamalar sifatida ishlatiladi.

Titan karbid, titanium diborid, titanium karbonitrid metallni qayta ishlash uchun o'ta qattiq materiallarning muhim tarkibiy qismlaridir.

Titan nitridi asboblarni, cherkov gumbazlarini qoplash va zargarlik buyumlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, chunki. oltinga o'xshash rangga ega.

Bariy titanati BaTiO3, qo'rg'oshin titanati PbTiO3 va boshqa bir qator titanatlar ferroelektriklardir.

Turli metallar bilan ko'plab titanium qotishmalari mavjud. Qotishma elementlari polimorf o'zgarish haroratiga ta'siriga qarab uch guruhga bo'linadi: beta stabilizatorlar, alfa stabilizatorlar va neytral sertleştiriciler. Birinchisi transformatsiya haroratini pasaytiradi, ikkinchisi uni oshiradi, ikkinchisi esa unga ta'sir qilmaydi, lekin matritsaning eritma qattiqlashishiga olib keladi. Alfa stabilizatorlariga misollar: alyuminiy, kislorod, uglerod, azot. Beta stabilizatorlari: molibden, vanadiy, temir, xrom, nikel. Neytral sertleştiriciler: zirkonyum, qalay, kremniy. Beta-stabilizatorlar, o'z navbatida, beta-izomorf va beta-evtekoid hosil qiluvchilarga bo'linadi. Eng keng tarqalgan titanium qotishmasi Ti-6Al-4V qotishmasi (rus tasnifida - VT6).

60% - bo'yoq;

20% - plastmassa;

13% - qog'oz;

7% - mashinasozlik.

Tozaligiga qarab kilogrammi 15-25 dollar.

Qo'pol titanning (titan shimgichning) tozaligi va darajasi odatda uning qattiqligi bilan belgilanadi, bu aralashmalarning tarkibiga bog'liq. Eng keng tarqalgan brendlar TG100 va TG110.

Ferrotitanning narxi (kamida 70% titan) 22.12.2010 holatiga ko'ra kilogramm uchun 6,82 dollarni tashkil qiladi. 01.01.2010 da narx bir kilogramm uchun 5,00 dollar darajasida edi.

Rossiyada 2012 yil boshida titan narxi 1200-1500 rubl / kg edi.

Afzalliklari:

past zichlik (4500 kg / m3) ishlatiladigan materialning massasini kamaytirishga yordam beradi;

yuqori mexanik kuch. Ta'kidlash joizki, at ko'tarilgan haroratlar(250-500 °C) titanium qotishmalari yuqori quvvatli alyuminiy va magniy qotishmalariga nisbatan mustahkamlik jihatidan ustundir;

g'ayrioddiy yuqori korroziyaga chidamliligi, titanning metall massasiga mahkam bog'langan sirtda TiO2 oksidining ingichka (5-15 mikron) uzluksiz plyonkalarini hosil qilish qobiliyatiga bog'liq;

eng yaxshi titanium qotishmalarining o'ziga xos kuchi (kuch va zichlik nisbati) 30-35 yoki undan ko'pga etadi, bu qotishma po'latlarning o'ziga xos kuchidan deyarli ikki baravar ko'p.

Kamchiliklari:

yuqori ishlab chiqarish qiymati, titan temir, alyuminiy, mis, magniyga qaraganda ancha qimmat;

yuqori haroratlarda, ayniqsa suyuq holatda, atmosferani tashkil etuvchi barcha gazlar bilan faol o'zaro ta'sir qilish, buning natijasida titan va uning qotishmalari faqat vakuumda yoki muhitda eritilishi mumkin. inert gazlar;

titan chiqindilarini ishlab chiqarish bilan bog'liq qiyinchiliklar;

titanning ko'plab materiallarga yopishishi tufayli zaif antifriction xususiyatlari, titanium bilan bog'langan titan ishqalanish uchun ishlay olmaydi;

titan va uning ko'plab qotishmalarining vodorodning mo'rtlashishiga va tuzning korroziyasiga yuqori moyilligi;

ostenitik zanglamaydigan po'latlarga o'xshash zaif ishlov berish qobiliyati;

yuqori reaktivlik, yuqori haroratda don o'sishi tendentsiyasi va payvandlash siklidagi fazali o'zgarishlar titanni payvandlashda qiyinchiliklarga olib keladi.

Titanning asosiy qismi aviatsiya va raketa texnologiyasi va dengiz kemasozlik ehtiyojlariga sarflanadi. Titan (ferrotitanium) yuqori sifatli po'latlarga qotishma qo'shimchasi sifatida va deoksidlovchi sifatida ishlatiladi. Texnik titan agressiv muhitda ishlaydigan tanklar, kimyoviy reaktorlar, quvurlar, armatura, nasoslar, klapanlar va boshqa mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Yuqori haroratlarda ishlaydigan elektrovakuum qurilmalarining panjaralari va boshqa qismlari ixcham titandan tayyorlanadi.

Strukturaviy material sifatida foydalanish bo'yicha titan 4-o'rinda, faqat Al, Fe va Mg dan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Titan aluminidlari oksidlanishga juda chidamli va issiqlikka chidamli bo'lib, bu o'z navbatida aviatsiya va avtomobil sanoatida konstruktiv materiallar sifatida foydalanishni aniqladi. Titanning biologik xavfsizligi uni oziq-ovqat sanoati va rekonstruktiv jarrohlik uchun ajoyib materialga aylantiradi.

Titan va uning qotishmalari yuqori haroratlarda, korroziyaga chidamliligi, issiqlikka chidamliligi, solishtirma mustahkamligi, past zichligi va boshqa foydali xususiyatlarida saqlanadigan yuqori mexanik mustahkamligi tufayli mashinasozlikda keng qo'llaniladi. Titan va uning qotishmalarining yuqori narxi ko'p hollarda ularning ko'proq ishlashi bilan qoplanadi va ba'zi hollarda ular muayyan sharoitlarda ishlashga qodir bo'lgan asbob-uskunalar yoki tuzilmalarni ishlab chiqarish mumkin bo'lgan yagona materialdir.

Titan qotishmalari aviatsiya texnologiyasida muhim rol o'ynaydi, bu erda maqsad kerakli quvvat bilan birlashtirilgan eng engil dizaynni olishdir. Titan boshqa metallar bilan solishtirganda engil, lekin ayni paytda u yuqori haroratlarda ishlay oladi. Titan qotishmalari terini, mahkamlash qismlarini, quvvat to'plamini, shassi qismlarini va turli birliklarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Shuningdek, ushbu materiallar samolyot reaktiv dvigatellarini qurishda qo'llaniladi. Bu ularning vaznini 10-25% ga kamaytirish imkonini beradi. Titan qotishmalari kompressor disklari va pichoqlari, havo olish va yo'naltiruvchi qanot qismlari va mahkamlagichlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Titan va uning qotishmalari raketa fanida ham qo'llaniladi. Ni nazarida qisqa muddatli ish dvigatellar va raketa fanida atmosferaning zich qatlamlarining tez o'tishi, charchoq kuchi, statik chidamlilik va qisman sudralma muammolari asosan bartaraf etiladi.

Texnik titan etarli darajada yuqori issiqlikka chidamliligi tufayli aviatsiya uchun mos emas, lekin juda yuqori korroziyaga chidamliligi tufayli u ba'zi hollarda kimyo sanoati va kemasozlikda ajralmas hisoblanadi. Shunday qilib, u kompressorlar va oltingugurt kabi agressiv muhitni pompalash uchun nasoslar ishlab chiqarishda qo'llaniladi. xlorid kislotasi va ularning tuzlari, quvurlar, klapanlar, avtoklavlar, turli idishlar, filtrlar va boshqalar. Faqat titan ho'l xlor, suv va kabi muhitlarda korroziyaga chidamliligiga ega. kislota eritmalari xlor, shuning uchun xlor sanoati uchun uskunalar ushbu metalldan ishlab chiqariladi. Titan korroziy muhitda ishlaydigan issiqlik almashtirgichlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, masalan azot kislotasi(tutunli emas). Kemasozlikda titan pervanellarni ishlab chiqarish, kemalarni, suv osti kemalarini, torpedalar va boshqalarni qoplash uchun ishlatiladi. Chig'anoqlar titan va uning qotishmalariga yopishmaydi, bu esa idishning harakatlanishida uning qarshiligini keskin oshiradi.

Titan qotishmalari ko'plab boshqa ilovalarda foydalanish uchun istiqbolli, ammo ularning texnologiyada qo'llanilishi titanning yuqori narxi va tanqisligi bilan cheklanadi.

Titan birikmalari turli sohalarda ham keng qo'llaniladi. Titan karbid yuqori qattiqlikka ega va kesish asboblari va abraziv materiallarni ishlab chiqarishda ishlatiladi. Oq titan dioksidi (TiO2) bo'yoqlarda (masalan, titanium oq), shuningdek qog'oz va plastmassa ishlab chiqarishda ishlatiladi. Organotitan birikmalari (masalan, tetrabutoksititan) kimyo va bo'yoq sanoatida katalizator va qattiqlashtiruvchi sifatida ishlatiladi. Noorganik titan birikmalari qo'shimcha sifatida kimyo, elektron, shisha tolali sanoatda qo'llaniladi. Titan diborid o'ta qattiq metallga ishlov beradigan materiallarning muhim tarkibiy qismidir. Titan nitridi asboblarni qoplash uchun ishlatiladi.

Titan uchun mavjud yuqori narxlar bilan u asosan harbiy texnika ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, bu erda asosiy rol xarajat emas, balki texnik xususiyatlarga tegishli. Biroq, ma'lum foydalanish mavjud noyob xususiyatlar fuqarolik ehtiyojlari uchun titan. Titan narxining pasayishi va uni ishlab chiqarish o'sishi bilan bu metalldan harbiy va fuqarolik maqsadlarida foydalanish tobora kengayib boradi.

Aviatsiya. Titan va uning qotishmalarining past solishtirma og'irligi va yuqori mustahkamligi (ayniqsa, yuqori haroratlarda) ularni juda qimmatli aviatsiya materiallariga aylantiradi. Samolyot qurilishi va samolyot dvigatellarini ishlab chiqarish sohasida titan alyuminiy va zanglamaydigan po'latni tobora ko'proq almashtirmoqda. Harorat ko'tarilgach, alyuminiy tezda kuchini yo'qotadi. Boshqa tomondan, titan 430 ° C gacha bo'lgan haroratlarda mustahkamlik bo'yicha aniq ustunlikka ega va bu tartibning yuqori harorati yuqori tezliklar aerodinamik isitish tufayli. Aviatsiyada po'latni titan bilan almashtirishning afzalligi kuchni yo'qotmasdan og'irlikni kamaytirishdir. Yuqori haroratlarda ishlashning ortishi bilan og'irlikning umumiy kamayishi samolyotning foydali yukini, masofasini va manevr qobiliyatini oshirishga imkon beradi. Bu dvigatellarni ishlab chiqarishda, fyuzelyajlarni qurishda, terilar va hatto mahkamlagichlarni ishlab chiqarishda samolyot qurilishida titandan foydalanishni kengaytirishga qaratilgan sa'y-harakatlarni tushuntiradi.

Reaktiv dvigatellarni qurishda titan asosan kompressor pichoqlari, turbinali disklar va boshqa ko'plab shtamplangan qismlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Bu erda titan zanglamaydigan va issiqlik bilan ishlov berilgan qotishma po'latlarni almashtiradi. Dvigatelning bir kilogramm og'irligini tejash, fyuzelyajning engillashishi tufayli samolyotning umumiy og'irligidan 10 kilogrammgacha tejaydi. Kelajakda dvigatel yonish kameralari uchun korpuslar ishlab chiqarish uchun titan plitalaridan foydalanish rejalashtirilgan.

Samolyot qurilishida titan yuqori haroratlarda ishlaydigan fyuzelaj qismlari uchun keng qo'llaniladi. Titan plitasi barcha turdagi korpuslarni, kabellarning himoya qoplamalarini va snaryadlar uchun qo'llanmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Qotishma titan plitalaridan turli xil qattiqlashtiruvchi elementlar, fyuzelaj ramkalari, qovurg'alar va boshqalar tayyorlanadi.

Qopqoqlar, qopqoqlar, simi g'iloflari va o'q otish moslamalari qotishmagan titandan qilingan. Qotishma titan fyuzelaj ramkasi, ramkalar, quvurlar va yong'inga qarshi to'siqlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Titan F-86 va F-100 samolyotlarini qurishda tobora ko'proq foydalanilmoqda. Kelajakda titandan qo'nish moslamasi eshiklari, gidravlik quvurlar, egzoz quvurlari va nozullar, nayzalar, flaplar, katlama tirgaklari va boshqalar ishlab chiqariladi.

Titan zirh plitalari, pervanel pichoqlari va qobiq qutilarini tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin.

Hozirgi vaqtda titan teri uchun Duglas X-3, Republic F-84F, Curtiss-Wright J-65 va Boeing B-52 harbiy samolyotlarini qurishda qo'llaniladi.

Titan DC-7 fuqarolik samolyotlarini qurishda ham qo'llaniladi. Duglas kompaniyasi alyuminiy qotishmalari va zanglamaydigan po'latni titan bilan almashtirib, dvigatel yonilg'isi va yong'inga qarshi to'siqlarni ishlab chiqarishda samolyot konstruktsiyasining og'irligini 90 kg ga yaqin tejashga erishdi. Hozirgi vaqtda ushbu samolyotdagi titan qismlarining og'irligi 2% ni tashkil qiladi va bu ko'rsatkichni samolyotning umumiy og'irligining 20% ga oshirish kutilmoqda.

Titandan foydalanish vertolyotlarning og'irligini kamaytirishga imkon beradi. Titan plitasi pollar va eshiklar uchun ishlatiladi. Vertolyotning og'irligini sezilarli darajada kamaytirishga (taxminan 30 kg) qotishma po'latni uning rotorlari pichoqlarini qoplash uchun titanium bilan almashtirish orqali erishildi.

Harbiy-dengiz floti. Titan va uning qotishmalarining korroziyaga chidamliligi ularni dengizda juda qimmatli materialga aylantiradi. AQSh dengiz floti departamenti titanning tutun gazlari, bug ', neft va dengiz suvi ta'siriga qarshi korroziyaga chidamliligini keng qamrovli o'rganmoqda. Titanning yuqori o'ziga xos kuchi dengiz ishlarida deyarli bir xil ahamiyatga ega.

Metallning past o'ziga xos og'irligi korroziyaga chidamliligi bilan birgalikda kemalarning manevr qobiliyatini va masofasini oshiradi, shuningdek, moddiy qismni saqlash va uni ta'mirlash xarajatlarini kamaytiradi.

Titanning dengiz flotida qo'llanilishiga suv osti dizel dvigatellari uchun egzoz susturucuları, asboblar disklari, kondensatorlar va issiqlik almashinuvchilari uchun yupqa devorli quvurlar kiradi. Mutaxassislarning fikriga ko'ra, titan, boshqa hech qanday metall kabi, suv osti kemalarida egzoz susturucularının ishlash muddatini oshirishga qodir. Tuzli suv, benzin yoki moy ta'sirida bo'lgan o'lchov disklari uchun titanium yaxshi chidamlilikni ta'minlaydi. Issiqlik almashtirgich quvurlarini ishlab chiqarish uchun titandan foydalanish imkoniyati o'rganilmoqda, bu quvurlarni tashqi tomondan yuvadigan dengiz suvida korroziyaga chidamli bo'lishi va shu bilan birga ularning ichida oqayotgan chiqindi kondensat ta'siriga bardosh berishi kerak. Tutun gazlari va dengiz suvi ta'siriga chidamli bo'lishi kerak bo'lgan titandan antennalar va radar qurilmalari komponentlarini ishlab chiqarish imkoniyati ko'rib chiqilmoqda. Titan klapanlar, pervaneler, turbinalar va boshqalar kabi qismlarni ishlab chiqarish uchun ham ishlatilishi mumkin.

Artilleriya. Ko'rinishidan, titanning eng katta potentsial iste'molchisi artilleriya bo'lishi mumkin, bu erda hozirda turli prototiplar ustida intensiv tadqiqotlar olib borilmoqda. Biroq, bu sohada faqat alohida qismlar va titandan tayyorlangan qismlarni ishlab chiqarish standartlashtirilgan. Juda cheklangan foydalanish keng ko'lamli tadqiqotlar bilan artilleriyada titan uning yuqori narxi bilan izohlanadi.

Turli tafsilotlar o'rganildi artilleriya uskunalari an'anaviy materiallarni titan bilan almashtirish imkoniyati nuqtai nazaridan, titan narxini pasaytirish sharti bilan. Asosiy e'tibor og'irlikni kamaytirish zarur bo'lgan qismlarga qaratildi (qo'lda va havoda tashiladigan qismlar).

Po'lat o'rniga titandan tayyorlangan ohak taglik plitasi. Bunday almashtirish va ba'zi o'zgarishlardan so'ng, umumiy og'irligi 22 kg bo'lgan ikkita yarmidan yasalgan po'lat plitalar o'rniga 11 kg og'irlikdagi bitta qismni yaratish mumkin edi. Ushbu almashtirish tufayli xizmat ko'rsatuvchi xodimlar sonini uchdan ikkitaga qisqartirish mumkin. Olovni o'chirish moslamalarini ishlab chiqarish uchun titandan foydalanish imkoniyati ko'rib chiqilmoqda.

Titandan yasalgan qurol o'rnatgichlari, aravachalar xochlari va teskari tsilindrlar sinovdan o'tkazilmoqda. Keng dastur titanni boshqariladigan snaryadlar va raketalar ishlab chiqarishda olish mumkin.

Titan va uning qotishmalarining birinchi tadqiqotlari ulardan zirh plitalarini ishlab chiqarish imkoniyatini ko'rsatdi. Po'lat zirhlarni almashtirish (qalinligi 12,7 mm) titan zirh bir xil snaryad qarshiligi (qalinligi 16 mm) ushbu tadqiqotlarga ko'ra, vaznni 25% gacha tejash imkonini beradi.

Yuqori sifatli titanium qotishmalari po'lat plitalarni teng qalinlikdagi titan plitalari bilan almashtirish imkoniyatiga umid beradi, bu esa og'irlikni 44% gacha tejaydi. Sanoat ilovasi titan ko'proq manevrni ta'minlaydi, qurolning tashish va chidamliligini oshiradi. Havo transportining hozirgi rivojlanish darajasi engil zirhli avtomobillar va titandan yasalgan boshqa transport vositalarining afzalliklarini aniq ko'rsatmoqda. Artilleriya bo‘limi kelgusida piyoda askarlarni dubulg‘a, nayza, granata va titandan yasalgan qo‘lda o‘t o‘chirgichlar bilan jihozlash niyatida. Titan qotishmasi birinchi marta artilleriyada ba'zi avtomatik qurollarning pistonini ishlab chiqarish uchun ishlatilgan.

Transport. Zirhli materiallar ishlab chiqarishda titandan foydalanishning ko'pgina afzalliklari transport vositalariga ham tegishli.

Hozirgi vaqtda transport muhandislik korxonalari tomonidan iste'mol qilinadigan konstruktiv materiallarni titan bilan almashtirish yoqilg'i sarfini kamaytirishga, yuk ko'tarish qobiliyatini oshirishga, krank mexanizmlari qismlarining charchoq chegarasini oshirishga va hokazolarga olib kelishi kerak. temir yo'llar o'lik vaznni kamaytirish muhim ahamiyatga ega. Titandan foydalanish tufayli harakatlanuvchi tarkibning umumiy og'irligining sezilarli darajada kamayishi tortishni tejaydi, bo'yin va o'q qutilarining o'lchamlarini kamaytiradi.

Treylerlar uchun og'irlik ham muhimdir. Transport vositasi. Bu erda o'q va g'ildiraklar ishlab chiqarishda po'latni titan bilan almashtirish ham yuk ko'tarish qobiliyatini oshiradi.

Bu imkoniyatlarning barchasini titanning narxini bir funt titan yarim tayyor mahsulotlar uchun 15 dan 2-3 dollargacha pasaytirish orqali amalga oshirish mumkin edi.

Kimyo sanoati. Kimyo sanoati uchun uskunalar ishlab chiqarishda metallning korroziyaga chidamliligi katta ahamiyatga ega. Uskunaning og'irligini kamaytirish va kuchini oshirish ham muhim ahamiyatga ega. Mantiqan, titan undan kislotalar, ishqorlar va noorganik tuzlarni tashish uchun uskunalar ishlab chiqarishda bir qator afzalliklarni berishi mumkin deb taxmin qilish kerak. Titandan foydalanish uchun tanklar, ustunlar, filtrlar va barcha turdagi yuqori bosimli tsilindrlar kabi uskunalarni ishlab chiqarishda qo'shimcha imkoniyatlar ochilmoqda.

Titan quvurlaridan foydalanish laboratoriya avtoklavlari va issiqlik almashinuvchilaridagi isitish batareyalarining samaradorligini oshirishi mumkin. Gazlar va suyuqliklar uzoq vaqt davomida bosim ostida saqlanadigan silindrlarni ishlab chiqarish uchun titanning qo'llanilishi og'irroq shisha naycha o'rniga yonish mahsulotlarini mikrotahlil qilishda foydalanish bilan tasdiqlanadi (rasmning yuqori qismida ko'rsatilgan). Kichik devor qalinligi va past solishtirma og'irligi tufayli bu trubkani kichikroq, sezgirroq analitik tarozilarda tortish mumkin. Bu erda engillik va korroziyaga chidamlilik kombinatsiyasi kimyoviy tahlilning aniqligini oshiradi.

Boshqa ilovalar. Titandan oziq-ovqat, neft va elektrotexnika sanoatida, shuningdek, jarrohlik asboblarini ishlab chiqarishda va jarrohlikning o'zida foydalanish maqsadga muvofiqdir.

Oziq-ovqat tayyorlash uchun stollar, titandan tayyorlangan bug'lash stollari po'latdan yasalgan buyumlardan sifat jihatidan ustundir.

Neft va gazni burg'ulash sanoatida korroziyaga qarshi kurash katta ahamiyatga ega, shuning uchun titandan foydalanish korroziyaga uchragan uskunalar novdalarini kamroq almashtirish imkonini beradi. Katalitik ishlab chiqarishda va neft quvurlarini ishlab chiqarishda yuqori haroratlarda mexanik xususiyatlarni saqlaydigan va korroziyaga yaxshi qarshilik ko'rsatadigan titandan foydalanish maqsadga muvofiqdir.

Elektr sanoatida titanium o'zining yaxshi o'ziga xos kuchi, yuqori elektr qarshiligi va magnit bo'lmagan xususiyatlari tufayli kabellarni zirhlash uchun ishlatilishi mumkin.

Turli sohalarda titandan tayyorlangan u yoki bu shakldagi mahkamlagichlar qo'llanila boshlandi. Titandan foydalanishni yanada kengaytirish jarrohlik asboblarini ishlab chiqarish uchun, asosan, korroziyaga chidamliligi tufayli mumkin. Titan asboblari qayta-qayta qaynatilganda yoki avtoklavlanganda an'anaviy jarrohlik asboblaridan bu jihatdan ustundir.

Jarrohlik sohasida titan vitalium va zanglamaydigan po'latdan yaxshiroq ekanligini isbotladi. Tanadagi titanning mavjudligi juda maqbuldir. Suyaklarni mahkamlash uchun titandan yasalgan plastinka va vintlar bir necha oy davomida hayvonning tanasida bo'lib, suyak vintlar iplari va plastinkadagi teshikka o'sib chiqdi.

Titanning afzalligi, shuningdek, mushak to'qimalarining plastinkada hosil bo'lishidadir.

Dunyoda ishlab chiqarilgan titan mahsulotlarining taxminan yarmi odatda fuqarolik samolyotlari sanoatiga yuboriladi, ammo taniqli fojiali voqealardan keyin uning pasayishi ko'plab sanoat ishtirokchilarini titanium uchun yangi ilovalarni izlashga majbur qiladi. Ushbu material zamonaviy sharoitlarda titanning istiqbollariga bag'ishlangan xorijiy metallurgiya matbuotidagi nashrlar tanlovining birinchi qismini ifodalaydi. Amerikaning etakchi RT1 titan ishlab chiqaruvchilaridan birining ma'lumotlariga ko'ra, yiliga 50-60 ming tonnagacha bo'lgan global miqyosda titan ishlab chiqarishning umumiy hajmidan aerokosmik segment 40 tagacha iste'mol, sanoat va ilovalarni tashkil qiladi. hisob 34, va harbiy hudud 16 va taxminan 10 iste'mol mahsulotlari titan foydalanish uchun hisob. Titanning sanoatda qo'llanilishi kimyoviy jarayonlar, energetika, neft va gaz sanoati, tuzsizlantirish zavodlarini o'z ichiga oladi. Harbiy aviatsiyaga oid bo'lmagan ilovalar asosan artilleriya va jangovar transport vositalarida foydalanishni o'z ichiga oladi. Titandan sezilarli darajada foydalaniladigan tarmoqlar avtomobilsozlik, arxitektura va qurilish, sport buyumlari va zargarlik buyumlari hisoblanadi. Quymalardagi deyarli barcha titan AQSh, Yaponiya va MDHda ishlab chiqariladi - Evropa global hajmning atigi 3,6 qismini tashkil qiladi. Titan uchun mintaqaviy oxirgi foydalanish bozorlari juda farq qiladi - ko'pchilik asosiy misol Yaponiya noyobdir, u erda fuqarolik aerokosmik sektori atigi 2-3 tasini tashkil etadi, shu bilan birga kimyoviy zavodlarning jihozlari va konstruktiv elementlarida titanning umumiy iste'molining 30 tasini ishlatadi. Yaponiyadagi jami talabning taxminan 20 tasi atom energiyasi qattiq yonilg'i elektr stansiyalarida esa qolganlari arxitektura, tibbiyot va sport sohalarida. Qarama-qarshi rasm faqat AQSh va Evropada kuzatilmoqda katta ahamiyatga ega aerokosmik sektorda iste'molga ega - har bir mintaqa uchun mos ravishda 60-75 va 50-60. AQShda an'anaviy ravishda kuchli so'nggi bozorlar kimyoviy moddalar, tibbiy asbob-uskunalar, sanoat uskunalari bo'lsa, Evropada eng katta ulush neft va gaz sanoati va qurilish sanoatiga to'g'ri keladi. Aerokosmik sanoatga jiddiy bog'liqlik titanium sanoati uchun uzoq vaqtdan beri tashvish tug'dirdi, u titaniumning qo'llanilishini kengaytirishga harakat qilmoqda, ayniqsa global fuqaro aviatsiyasining hozirgi tanazzulida. AQSh Geologik xizmati ma'lumotlariga ko'ra, 2003 yilning birinchi choragida titan shimgichni importida sezilarli pasayish kuzatildi - atigi 1319 tonna, bu 2002 yilning shu davridagi 3431 tonnadan 62 ga kam. Aerokosmik sektor har doim titaniumning etakchi bozorlaridan biri bo'lib qoladi, ammo biz titan sanoatida qiyinchiliklarga duch kelishimiz va sanoatimiz aerokosmik sektorda rivojlanish va tanazzulga uchramasligiga ishonch hosil qilish uchun qo'limizdan kelganini qilishimiz kerak. Titan sanoatining ba'zi etakchi ishlab chiqaruvchilari mavjud bozorlarda o'sib borayotgan imkoniyatlarni ko'rishadi, ulardan biri dengiz osti uskunalari va materiallari bozoridir. RT1 sotuvlari va tarqatish bo'yicha menejeri Martin Prokoning so'zlariga ko'ra, titan 1980-yillarning boshidan beri elektr energiyasi ishlab chiqarish va suv osti dasturlarida uzoq vaqt davomida ishlatilgan, ammo faqat so'nggi besh yil ichida bu sohalar barqaror rivojlanib, tegishli o'sish sur'atlariga ega. bozor o'rni. Dengiz osti sektorida o'sish, birinchi navbatda, titanium eng mos material bo'lgan kattaroq chuqurlikdagi burg'ulash ishlari bilan bog'liq. Aytgancha, uning suv osti hayot aylanishi ellik yilni tashkil etadi, bu suv osti loyihalarining odatiy davomiyligiga to'g'ri keladi. Biz allaqachon titandan foydalanishning ko'payishi mumkin bo'lgan sohalarni sanab o'tdik. Howmet Ti-Cast savdo menejeri Bob Funnelning ta'kidlashicha, bozorning hozirgi holati yuk mashinalari turbokompressorlari, raketalar va nasoslar uchun aylanadigan qismlar kabi yangi sohalarda o'sish imkoniyatlari sifatida qaralishi mumkin.

Davom etayotgan loyihalarimizdan biri 155 mm kalibrli BAE Butitzer XM777 yengil artilleriya tizimlarini ishlab chiqishdir. Nyumet 28 ta konstruktiv titandan 17 tasini har bir qurol o'rnatish moslamasi uchun yetkazib beradi, 2004 yil avgust oyida AQSh dengiz piyodalari korpusiga yetkazib beriladi. Qurolning umumiy og'irligi taxminan 4,44 tonna bo'lgan 9,800 funt sterling bo'lgan titan uning dizaynida taxminan 1,18 tonna titanning 2,600 funtini tashkil qiladi - ko'p miqdordagi quymalarga ega 6A14U qotishmasi ishlatiladi, deydi o't o'chirish tizimlari rahbari Frenk Xrster. BAE Sy81et8. Ushbu XM777 tizimi og'irligi taxminan 17 000 funt va taxminan 7,71 tonna bo'lgan joriy M198 Newitzer tizimini almashtirish uchun mo'ljallangan. Ommaviy ishlab chiqarish 2006 yildan 2010 yilgacha rejalashtirilgan - dastlab AQSh, Buyuk Britaniya va Italiyaga etkazib berish rejalashtirilgan, ammo NATOga a'zo mamlakatlarga etkazib berish dasturini kengaytirish mumkin. Taymtlik Jon Barber bunga misollar keltiradi harbiy texnika, dizaynida katta hajmdagi titan ishlatilgan, Abramé tanki va jangovar mashina Bredli. Oxirgi ikki yil davomida qurol va mudofaa tizimlarida titandan foydalanishni faollashtirish bo'yicha NATO, AQSh va Buyuk Britaniya o'rtasida qo'shma dastur amalga oshirilmoqda. Bir necha bor ta'kidlanganidek, titan avtomobilsozlikda foydalanish uchun juda mos keladi, ammo bu yo'nalishning ulushi juda kam - iste'mol qilinadigan titanning umumiy hajmidan taxminan 1 yoki yiliga 500 tonna, italyan ma'lumotlariga ko'ra. Poggipolini kompaniyasi, titan komponentlari va Formula-1 va poyga mototsikllari uchun ehtiyot qismlar ishlab chiqaruvchisi. Ushbu kompaniyaning tadqiqot va ishlanmalar bo'limi boshlig'i Daniele Stoppolinining fikricha, ushbu bozor segmentida titanga bo'lgan talab 500 tonna darajasida, bu materialdan klapanlar, buloqlar, egzoz tizimlari, transmissiya qurilishida ommaviy foydalanish bilan. vallar, murvatlar yiliga deyarli 16 000 tonnagacha ko'tarilishi mumkin edi. Uning qo'shimcha qilishicha, uning kompaniyasi ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish uchun titan murvatlarini avtomatlashtirilgan ishlab chiqarishni endigina rivojlantirishni boshlagan. Uning fikriga ko'ra, titandan foydalanish avtomobilsozlik sanoatida sezilarli darajada kengaymaydigan cheklovchi omillar talabning oldindan aytib bo'lmaydiganligi va xom ashyo etkazib berishning noaniqligidir. Shu bilan birga, avtomobil sanoatida titan uchun katta potentsial joy saqlanib qolmoqda, bu esa spiralli buloqlar va chiqindi gaz tizimlari uchun optimal og'irlik va quvvat xususiyatlarini birlashtiradi. Afsuski, Amerika bozorida titanning ushbu tizimlarda keng qo'llanilishi faqat Chevrolet Corvette Z06 yarim sport modeli bilan ajralib turadi, u hech qanday tarzda ommaviy avtomobil deb da'vo qila olmaydi. Biroq, yonilg'i tejamkorligi va korroziyaga chidamliligining doimiy qiyinchiliklari tufayli bu sohada titanning istiqbollari saqlanib qolmoqda. Aerokosmik va harbiy bo'lmagan ilovalar bozorlarida tasdiqlash uchun yaqinda uning nomidan UNITI qo'shma korxonasi yaratildi, birlik so'zi o'ynaladi - birlik va Ti - davriy jadvaldagi titanning dunyoning bir qismi sifatida belgilanishi. yetakchi titan ishlab chiqaruvchilari - American Allegheny Technologies va rus VSMPO-Avisma. Bu bozorlar ataylab chiqarib tashlandi, dedi yangi kompaniya prezidenti Karl Moulton, chunki biz yangi kompaniyani titan qismlari va agregatlaridan, birinchi navbatda, neft-kimyo va elektr energiyasi ishlab chiqarishdan foydalanadigan tarmoqlar uchun yetakchi yetkazib beruvchiga aylantirish niyatidamiz. Bundan tashqari, biz sho'rsizlantirish qurilmalari, transport vositalari, iste'mol tovarlari va elektronika sohalarini faol bozorga chiqarish niyatidamiz. O'ylaymanki, bizning ishlab chiqarish quvvatlarimiz bir-birini yaxshi to'ldiradi - VSMPO yakuniy mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ajoyib imkoniyatlarga ega, Allegheny sovuq va issiq titan prokatlarini ishlab chiqarishda ajoyib an'analarga ega. UNITI ning titanium mahsulotlarining global bozoridagi ulushi 45 million funt sterling, taxminan 20,411 tonna bo'lishi kutilmoqda. Tibbiy asbob-uskunalar bozorini barqaror rivojlanayotgan bozor deb hisoblash mumkin - British Titanium International Group ma'lumotlariga ko'ra, butun dunyo bo'ylab turli implantlar va protezlardagi titanning yillik miqdori taxminan 1000 tonnani tashkil etadi va bu ko'rsatkich oshadi, chunki jarrohlik aralashuvi imkoniyatlari kengayadi. baxtsiz hodisalar yoki jarohatlardan keyin inson bo'g'imlari. Moslashuvchanlik, kuch, yengillikning aniq afzalliklaridan tashqari, titan inson organizmidagi to'qimalar va suyuqliklarga korroziya yo'qligi sababli biologik ma'noda tanaga juda mos keladi. Stomatologiyada protez va implantlardan foydalanish ham osmonga ko'tarildi - so'nggi o'n yil ichida uch marta, Amerika stomatologiya assotsiatsiyasiga ko'ra, asosan titaniumning xususiyatlariga bog'liq. Titandan arxitekturada foydalanish 25 yildan ko'proq vaqtga to'g'ri kelgan bo'lsa-da, uning bu sohada keng qo'llanilishi faqat 2013 yilda boshlangan. o'tgan yillar. 2006 yilda yakunlanishi rejalashtirilgan BAAdagi Abu-Dabi aeroportining kengaytirilishi taxminan 680 tonna titandan 1,5 million funtgacha sarflanadi. Titandan foydalangan holda juda ko'p turli xil arxitektura va qurilish loyihalarini nafaqat rivojlangan AQSh, Kanada, Buyuk Britaniya, Germaniya, Shveytsariya, Belgiya, Singapurda, balki Misr va Peruda ham amalga oshirish rejalashtirilgan.

Iste'mol tovarlari bozori segmenti hozirda titan bozorining eng tez rivojlanayotgan segmentidir. 10 yil oldin bu segment titanium bozorining atigi 1-2 qismini tashkil etgan bo'lsa, bugungi kunda u bozorning 8-10 qismiga o'sdi. Umuman olganda, iste'mol tovarlari sanoatida titan iste'moli butun titan bozoridan taxminan ikki baravar ko'p o'sdi. Sportda titandan foydalanish eng uzoq muddatli va iste'mol mahsulotlarida titanning eng katta ulushidir. Titanning sport anjomlaridagi mashhurligining sababi oddiy - bu boshqa har qanday metalldan ustun bo'lgan og'irlik va kuch nisbatini olish imkonini beradi. Velosipedlarda titandan foydalanish taxminan 25-30 yil oldin boshlangan va sport anjomlarida titandan birinchi foydalanish edi. Ti3Al-2,5V ASTM 9-darajali qotishma quvurlari asosan ishlatiladi.Titan qotishmalaridan tayyorlangan boshqa qismlarga tormoz, tishli tishli va o'tiradigan kamon kiradi. Golf klublarini ishlab chiqarishda titandan foydalanish birinchi marta 80-yillarning oxiri va 90-yillarning boshlarida Yaponiyadagi klub ishlab chiqaruvchilari tomonidan boshlangan. 1994-1995 yillargacha titanning ushbu qo'llanilishi AQSh va Evropada deyarli noma'lum edi. Callaway o'zining Ruger Titanium titanium tayoqchasini taqdim etganida, bu o'zgardi, Buyuk Katta Berta. Callaway kompaniyasining aniq afzalliklari va puxta o'ylangan marketingi tufayli titan klublari bir zumda hitga aylandi. Qisqa vaqt ichida titan klublari golfchilarning kichik guruhining eksklyuziv va qimmatbaho jihozlaridan ko'pchilik golfchilar tomonidan keng qo'llanilishiga o'tdi va shu bilan birga po'lat klublardan qimmatroq. Men golf bozorining asosiy, mening fikrimcha, rivojlanish tendentsiyalarini keltirmoqchiman, u 4-5 yil qisqa vaqt ichida yuqori texnologiyali ishlab chiqarishdan ommaviy ishlab chiqarishga o'tib, yuqori mehnatga ega bo'lgan boshqa tarmoqlar yo'lidan o'tdi. kiyim-kechak, o'yinchoqlar va maishiy elektronika ishlab chiqarish kabi xarajatlar, golf klublari ishlab chiqarish eng arzon ishchi kuchiga ega mamlakatlarga birinchi bo'lib Tayvanga, keyin Xitoyga ketdi va endi fabrikalar Vetnam kabi arzonroq ishchi kuchiga ega mamlakatlarda qurilmoqda. va Tailandda titanium, albatta, haydovchilar uchun ishlatiladi, bu erda uning yuqori sifatlari aniq ustunlik beradi va yuqori narxni oqlaydi. Biroq, titan keyingi klublarda hali juda keng qo'llanilmagan, chunki xarajatlarning sezilarli o'sishi o'yinning mos ravishda yaxshilanishi bilan qo'llab-quvvatlanmaydi.Hozirgi vaqtda haydovchilar asosan zarb qilingan zarba yuzasi, zarb qilingan yoki quyma ustki va ustki qismi bilan ishlab chiqariladi. quyma pastki.Yaqinda Professional Golf Assotsiatsiyasi ROA qaytarilish omili deb ataladigan yuqori chegarani oshirishga ruxsat berdi, shu sababli barcha klub ishlab chiqaruvchilari zarba yuzasining bahor xususiyatlarini oshirishga harakat qilishadi. Buning uchun zarba yuzasining qalinligini kamaytirish va buning uchun SP700, 15-3-3-3 va VT-23 kabi kuchliroq qotishmalardan foydalanish kerak. Endi titan va uning qotishmalaridan boshqa sport anjomlarida foydalanishga to'xtalib o'tamiz. Poyga velosipedi quvurlari va boshqa qismlari ASTM 9-sinf Ti3Al-2.5V qotishmasidan tayyorlangan. Sho'ng'in pichoqlarini ishlab chiqarishda hayratlanarli darajada katta miqdordagi titanium qatlam ishlatiladi. Ko'pgina ishlab chiqaruvchilar Ti6Al-4V qotishmasidan foydalanadilar, ammo bu qotishma boshqa kuchli qotishmalar kabi pichoqning chekka chidamliligini ta'minlamaydi. Ba'zi ishlab chiqaruvchilar BT23 qotishmasidan foydalanishga o'tishmoqda.

Titan skuba pichoqlarining chakana narxi taxminan 70-80 dollarni tashkil qiladi. Quyma titan taqalari po'lat bilan solishtirganda og'irlikni sezilarli darajada kamaytirishni ta'minlaydi, shu bilan birga zarur quvvatni ta'minlaydi. Afsuski, titandan bunday foydalanish amalga oshmadi, chunki titan taqalari uchqunlanib, otlarni qo'rqitdi. Birinchi muvaffaqiyatsiz tajribalardan keyin titan taqalaridan foydalanishga ko'pchilik rozi bo'ladi. Kaliforniyaning Nyuport-Bich shahrida joylashgan Titanium Beach, Kaliforniya Nyuport-Bich, Ti6Al-4V qotishma skeyt pichoqlarini ishlab chiqdi. Afsuski, bu erda yana muammo pichoqlar chetining chidamliligidir. Menimcha, agar ishlab chiqaruvchilar 15-3-3-3 yoki BT-23 kabi kuchliroq qotishmalardan foydalansa, bu mahsulot yashash imkoniyatiga ega. Titan alpinizm va piyoda sayr qilishda juda keng qo'llaniladi, alpinistlar va sayyohlar ryukzaklarida olib yuradigan deyarli barcha buyumlar uchun shishalar, chakana 20-30 dollarlik chashkalar, chakana savdo uchun 50 dollarga yaqin pazandalik to'plamlari, 1 va 2-darajali titandan tayyorlangan ovqat idishlari. Boshqa misollar toqqa chiqish va piyoda yurish uskunalari - bu ixcham pechkalar, tokchalar va chodirlar, muz boltalari va muz vintlari. Qurol ishlab chiqaruvchilari yaqinda sport otishmalari uchun ham, huquqni muhofaza qilish organlari uchun ham titanli to'pponcha ishlab chiqarishni boshladilar.

Maishiy elektronika - bu titan uchun juda yangi va tez rivojlanayotgan bozor. Ko'pgina hollarda, iste'molchi elektronikasida titandan foydalanish nafaqat uning ajoyib xususiyatlari, balki mahsulotlarning jozibali ko'rinishi bilan ham bog'liq. Tijoriy jihatdan sof 1-darajali titan noutbuklar, mobil telefonlar, plazma tekis ekranli televizorlar va boshqa elektron jihozlar uchun korpuslar tayyorlash uchun ishlatiladi. Dinamik qurilishida titandan foydalanish yaxshi akustik xususiyatlarni ta'minlaydi, chunki titan po'latdan engilroq bo'lib, akustik sezgirlikni oshiradi. Bozorga birinchi marta yapon ishlab chiqaruvchilari tomonidan taqdim etilgan titan soatlari hozirda eng arzon va tan olingan iste'molchi titan mahsulotlaridan biri hisoblanadi. An'anaviy va taqiladigan zargarlik buyumlarini ishlab chiqarishda titanning jahon iste'moli bir necha o'nlab tonnalarda o'lchanadi. Borgan sari titanni topishingiz mumkin nikoh uzuklari, va, albatta, tanada zargarlik buyumlarini kiygan odamlar shunchaki titandan foydalanishga majburdirlar. Titanium dengiz mahkamlagichlari va armatura ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi, bu erda yuqori korroziyaga chidamlilik va kuchning kombinatsiyasi juda muhimdir. Los-Anjelesda joylashgan Atlas Ti VTZ-1 qotishmasida ushbu mahsulotlarning keng assortimentini ishlab chiqaradi. Asboblar ishlab chiqarishda titandan foydalanish birinchi marta Sovet Ittifoqida 80-yillarning boshlarida boshlangan, o'shanda hukumat ko'rsatmasiga binoan ishchilar mehnatini engillashtirish uchun engil va qulay asboblar ishlab chiqarilgan. Sovet titan ishlab chiqarish giganti Verxne-Saldinskoye metallni qayta ishlash ishlab chiqarish birlashmasi o'sha paytda titandan belkuraklar, mixlar, o'rnatishlar, lyuklar va kalitlarni ishlab chiqargan.

Keyinchalik yapon va amerika asbob ishlab chiqaruvchilari o'z mahsulotlarida titandan foydalanishni boshladilar. Yaqinda VSMPO Boeing bilan titan plitalarini yetkazib berish bo'yicha shartnoma imzoladi. Ushbu shartnoma, shubhasiz, Rossiyada titan ishlab chiqarishni rivojlantirishga juda foydali ta'sir ko'rsatdi. Titan ko'p yillar davomida tibbiyotda keng qo'llanilgan. Afzalliklar - kuch, korroziyaga chidamlilik va eng muhimi, ba'zi odamlar zanglamaydigan po'latlarning zarur komponenti bo'lgan nikelga allergiyaga ega, hech kim titanga alerjisi yo'q. Amaldagi qotishmalar savdo sifatida sof titan va Ti6-4Eli. Titan jarrohlik asboblari, ichki va tashqi protezlarni, shu jumladan yurak qopqog'i kabi muhim protezlarni ishlab chiqarishda ishlatiladi. Qo'ltiq tayoqchalari va aravachalari titandan qilingan. San'atda titandan foydalanish 1967 yilda, Moskvada birinchi titan yodgorligi o'rnatilgandan boshlangan.

Ayni paytda deyarli barcha qit'alarda ko'plab titan yodgorliklari va binolari, shu jumladan Bilbaoda me'mor Frank Gehri tomonidan qurilgan Guggenxaym muzeyi kabi mashhur yodgorliklar barpo etilgan. Material o'zining rangi bilan san'at ahli orasida juda mashhur, tashqi ko'rinish, kuch va korroziyaga qarshilik. Shu sabablarga ko'ra titan esdalik sovg'alari va zargarlik buyumlari uchun galantereyada qo'llaniladi, u erda kumush va hatto oltin kabi qimmatbaho metallar bilan muvaffaqiyatli raqobatlashadi. . RTi'dan Martin Prokoning so'zlariga ko'ra, AQShda titanium shimgichning o'rtacha narxi bir funt uchun 3,80, Rossiyada esa bir funt uchun 3,20. Bundan tashqari, metallning narxi tijorat aerokosmik sanoatining tsiklikligiga juda bog'liq. Agar titan ishlab chiqarish va qayta ishlash, chiqindilarni qayta ishlash va eritish texnologiyalari xarajatlarini kamaytirish yo'llari topilsa, ko'plab loyihalarning rivojlanishi keskin tezlashishi mumkin, dedi Germaniyaning Deutshe Titan kompaniyasining boshqaruvchi direktori Markus Xolz. British Titanium, titanium mahsulotining kengayishi yuqori ishlab chiqarish xarajatlari bilan to'xtatilayotganiga rozi bo'ladi va titanni ommaviy ishlab chiqarishdan oldin ko'plab yaxshilanishlarni amalga oshirish kerak. zamonaviy texnologiyalar.

Ushbu yo'nalishdagi qadamlardan biri metall titan va qotishmalarni ishlab chiqarish uchun yangi elektrolitik jarayon bo'lgan FFC deb ataladigan jarayonni ishlab chiqish bo'lib, uning narxi sezilarli darajada past bo'ladi. Daniele Stoppolinining so'zlariga ko'ra, titan sanoatidagi umumiy strategiya har bir yangi bozor uchun eng mos qotishmalarni, ishlab chiqarish texnologiyasini ishlab chiqishni va titaniumni qo'llashni talab qiladi.

Manbalar

Vikipediya - Bepul entsiklopediya, Vikipediya

metotech.ru - Metotexnika

housetop.com - Uy tepasi

atomsteel.com - Atom texnologiyasi

domremstroy.ru - DomRemStroy

- davrning 4-guruhining 4-elementi. O'tish metall ham asosiy, ham kislotali xususiyatlarni namoyish etadi, tabiatda juda keng tarqalgan - 10-o'rin. Milliy iqtisodiyot uchun eng qiziq narsa - bu yuqori metall qattiqligi va yengilligining kombinatsiyasi, bu uni samolyot sanoati uchun ajralmas elementga aylantiradi. Ushbu maqola sizga titanium metallining markalanishi, qotishma va boshqa xususiyatlari haqida gapirib beradi, bu haqda umumiy tavsif va qiziqarli faktlarni beradi.

Tashqi ko'rinishida metall po'latga o'xshaydi, ammo uning mexanik xususiyatlari yuqoriroq. Shu bilan birga, titan kam og'irligi bilan ajralib turadi - molekulyar og'irligi 22. Elementning jismoniy xususiyatlari juda yaxshi o'rganilgan, ammo ular metallning tozaligiga kuchli bog'liq bo'lib, bu sezilarli og'ishlarga olib keladi.

Bundan tashqari, uning o'ziga xos kimyoviy xususiyatlari muhim ahamiyatga ega. Titan gidroksidi, nitrat kislotaga chidamli va shu bilan birga quruq halogenlar bilan, yuqori haroratlarda esa kislorod va azot bilan kuchli ta'sir o'tkazadi. Bundan ham yomoni, u faol sirt mavjud bo'lsa, xona haroratida ham vodorodni o'zlashtira boshlaydi. Va eritmada u kislorod va vodorodni shunchalik intensiv ravishda o'zlashtiradiki, eritish vakuumda amalga oshirilishi kerak.

Jismoniy xususiyatlarni belgilovchi yana bir muhim xususiyat - bu davlatning 2 fazasining mavjudligi.

Past harorat- a-Ti olti burchakli yaqin qadoqlangan panjaraga ega, moddaning zichligi 4,55 g / kub. sm (20 C da).
yuqori harorat- b-Ti tanaga yo'naltirilgan kubik panjara bilan tavsiflanadi, faza zichligi mos ravishda kamroq - 4,32 g / kub. qarang (900C da).

Fazali o'tish harorati - 883 S.

Oddiy sharoitlarda metall himoya oksidi plyonkasi bilan qoplangan. U yo'q bo'lganda, titan hisoblanadi katta xavf. Shunday qilib, titanium chang portlashi mumkin, bunday chaqnashning harorati 400C. Titan chiplari yong'inga xavfli materialdir va maxsus muhitda saqlanadi.

Quyidagi videoda titanning tuzilishi va xususiyatlari haqida so'z boradi:

Titanning xossalari va xususiyatlari

Titan mavjud bo'lganlar orasida eng kuchli hisoblanadi texnik materiallar, shuning uchun olishning murakkabligi va yuqori xavfsizlik talablariga qaramay, u juda keng qo'llaniladi. Elementning jismoniy xususiyatlari juda g'ayrioddiy, lekin ko'p jihatdan tozaligiga bog'liq. Shunday qilib, sof titan va qotishmalar raketa va samolyot sanoatida faol qo'llaniladi, texnik titan esa yaroqsiz, chunki u aralashmalar tufayli yuqori haroratlarda kuchini yo'qotadi.

metall zichligi

Moddaning zichligi harorat va fazaga qarab o'zgaradi.

0 dan erish nuqtasigacha bo'lgan haroratda u 4,51 dan 4,26 g / kubgacha kamayadi. sm, va fazaga o'tish paytida siz uni 0,15% ga oshirasiz va keyin yana kamayasiz.
Suyuq metallning zichligi 4,12 g / kub. sm, keyin esa harorat oshishi bilan kamayadi.

Erish va qaynash nuqtalari

Fazali o'tish metallning barcha xususiyatlarini a- va b-fazalar ko'rsatishi mumkin bo'lgan sifatlarga ajratadi. Shunday qilib, 883 C gacha bo'lgan zichlik a-fazaning sifatlariga, erish va qaynash nuqtalari esa b-fazaning parametrlariga tegishli.

Titanning erish nuqtasi (gradusda) 1668+/-5 S;
Qaynash nuqtasi 3227 S ga etadi.

Titanning yonishi ushbu videoda muhokama qilinadi:

Mexanik xususiyatlar

Titan temirdan taxminan 2 baravar va alyuminiydan 6 baravar kuchliroqdir, bu esa uni shunday qimmatli strukturaviy materialga aylantiradi. Ko'rsatkichlar a-fazaning xususiyatlarini bildiradi.

Moddaning kuchlanish kuchi 300-450 MPa. Ba'zi elementlarni qo'shish, shuningdek, maxsus ishlov berish - qattiqlashish va qarish yo'li bilan indikatorni 2000 MPa ga oshirish mumkin.

Qizig'i shundaki, titan eng past haroratlarda ham yuqori o'ziga xos kuchni saqlab qoladi. Bundan tashqari, harorat pasayganda, egilish kuchi oshadi: +20 C da indikator 700 MPa, -196 da - 1100 MPa.

Metallning elastikligi nisbatan past, bu moddaning sezilarli kamchiliklari. Elastiklik moduli da normal sharoitlar 110,25 GPa. Bundan tashqari, titan anizotropiya bilan tavsiflanadi: turli yo'nalishlarda elastiklik turli qiymatlarga etadi.
HB shkalasi bo'yicha moddaning qattiqligi 103. Bundan tashqari, bu ko'rsatkich o'rtacha hisoblanadi. Metallning tozaligiga va aralashmalarning tabiatiga qarab, qattiqlik yuqori bo'lishi mumkin.
Shartli oqish quvvati 250-380 MPa. Bu ko'rsatkich qanchalik yuqori bo'lsa, moddaning mahsulotlari yuklarga shunchalik yaxshi bardosh beradi va ular aşınmaya qarshilik ko'rsatadi. Titan ko'rsatkichi alyuminiydan 18 baravar ko'p.

Xuddi shu panjaraga ega bo'lgan boshqa metallar bilan solishtirganda, metall juda yaxshi egiluvchanlik va egiluvchanlikka ega.

Issiqlik quvvati

Metall past issiqlik o'tkazuvchanligi bilan ajralib turadi, shuning uchun tegishli sohalarda - masalan, termoelektrodlarni ishlab chiqarish ishlatilmaydi.

Uning issiqlik o'tkazuvchanligi 16,76 l, Vt / (m × deg). Bu temirdan 4 baravar va temirdan 12 baravar kam.
Ammo titanning termal kengayish koeffitsienti normal haroratda ahamiyatsiz va harorat oshishi bilan ortadi.
Metallning issiqlik quvvati 0,523 kJ/(kg K) ga teng.

Elektr xususiyatlari

Ko'pincha bo'lgani kabi, past issiqlik o'tkazuvchanligi past elektr o'tkazuvchanligiga olib keladi.

Metallning elektr qarshiligi juda yuqori - normal sharoitda 42,1 · 10 -6 ohm · sm. Agar kumushning o'tkazuvchanligini 100% deb hisoblasak, titanning o'tkazuvchanligi 3,8% bo'ladi.
Titan paramagnitdir, ya'ni uni temir kabi maydonda magnitlash mumkin emas, balki uni maydondan tashqariga chiqarib yuborish mumkin emas. Bu xususiyat haroratning pasayishi bilan chiziqli ravishda kamayadi, lekin minimaldan o'tib, biroz ortadi. Maxsus magnit sezuvchanlik 3,2 10 -6 G -1 ga teng. Shuni ta'kidlash kerakki, sezuvchanlik, shuningdek, elastiklik anizotropiyani hosil qiladi va yo'nalishga qarab o'zgaradi.

3,8 K haroratda titan supero'tkazgichga aylanadi.

Korroziyaga qarshilik

Oddiy sharoitlarda titan juda yuqori korroziyaga qarshi xususiyatlarga ega. Havoda u 5-15 mikron qalinlikdagi titan oksidi qatlami bilan qoplangan, bu ajoyib kimyoviy inertlikni ta'minlaydi. Metall havoda, dengiz havosida, dengiz suvida, nam xlorda, xlorli suvda va boshqa ko'plab texnologik eritmalar va reagentlarda korroziyaga uchramaydi, bu materialni kimyo, qog'oz, neft sanoatida ajralmas qiladi.

Haroratning oshishi yoki metallning kuchli silliqlashi bilan rasm keskin o'zgaradi. Metall atmosferani tashkil etuvchi deyarli barcha gazlar bilan reaksiyaga kirishadi va suyuq holatda ham ularni o'zlashtiradi.

Xavfsizlik

Titan biologik jihatdan eng inert metallardan biridir. Tibbiyotda u korroziyaga chidamli, engil va bardoshli bo'lgani uchun protezlar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Titan dioksidi unchalik xavfsiz emas, garchi u tez-tez ishlatilsa - masalan, kosmetika va oziq-ovqat sanoatida. Ba'zi ma'lumotlarga ko'ra - UCLA, patologiya professori Robert Shistlning tadqiqotlari, titanium dioksid nanozarralari genetik apparatga ta'sir qiladi va saraton rivojlanishiga hissa qo'shishi mumkin. Bundan tashqari, modda teriga kirmaydi, shuning uchun dioksidni o'z ichiga olgan quyosh kremlaridan foydalanish xavf tug'dirmaydi, ammo tanaga kiradigan modda - oziq-ovqat bo'yoqlari, biologik qo'shimchalar bilan xavfli bo'lishi mumkin.

Titan juda qiziqarli kimyoviy va fizik xususiyatlarga ega noyob kuchli, qattiq va engil metalldir. Bu kombinatsiya shunchalik qimmatliki, hatto titanni eritish va tozalash bilan bog'liq qiyinchiliklar ham ishlab chiqaruvchilarni to'xtatmaydi.

Ushbu video sizga titanni po'latdan qanday ajratish kerakligini aytadi:

1-bo'lim. Titanning tarixi va tabiatda paydo bo'lishi.

Titan — Bu toʻrtinchi guruh yon kichik guruhi elementi, D. I. Dmitriy Ivanovich Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy tizimining toʻrtinchi davri, atom raqami 22. Oddiy modda. titan(CAS raqami: 7440-32-6) - och kumushrang oq. U ikkita kristall modifikatsiyada mavjud: olti burchakli yaqin qadoqlangan panjara bilan a-Ti, kubik tana markazli o'ramli b-Ti, a↔b polimorf o'zgarishining harorati 883 °C. Erish nuqtasi 1660±20 °C.

Titanning tarixi va tabiatda mavjudligi

Titan sayyoramizda uning soni bo'yicha 10-elementdir. Yer qobig'idagi titan miqdori og'irlik bo'yicha 0,57% va 1 litr dengiz suviga 0,001 milligrammni tashkil qiladi. Titan konlari Janubiy Afrika Respublikasi, Ukraina, Rossiya Federatsiyasi, Qozog'iston, Yaponiya, Avstraliya, Hindiston, Seylon, Braziliya va Janubiy Koreyada joylashgan.

Jismoniy xususiyatlariga ko'ra, titan ochiq kumush rangga ega metall, bundan tashqari, ishlov berish jarayonida yuqori viskozite bilan ajralib turadi va chiqib ketish asbobiga yopishib olishga moyil bo'ladi, shuning uchun bu ta'sirni bartaraf etish uchun maxsus moylash materiallari yoki püskürtme ishlatiladi. Xona haroratida u TiO2 oksidining shaffof plyonkasi bilan qoplangan, buning natijasida ishqorlar bundan mustasno, eng agressiv muhitda korroziyaga chidamli. Titan changi portlash qobiliyatiga ega, porlash nuqtasi 400 ° C. Titan talaşlari yonuvchan.

Titanning kashfiyotchisi 28 yoshli ingliz rohib Uilyam Gregor hisoblanadi. 1790 yilda u o'z cherkovida mineralogik tadqiqotlar olib borar ekan, u Britaniyaning janubi-g'arbiy qismidagi Menaken vodiysida qora qumning tarqalishi va g'ayrioddiy xususiyatlariga e'tibor qaratdi va uni o'rganishga kirishdi. DA qum ruhoniy oddiy magnit tomonidan tortilgan qora porloq mineralning donalarini topdi. 1925 yilda Van Arkel va de Bur tomonidan yodid usulida olingan eng sof titan egiluvchan va texnologik bo'lib chiqdi. metall keng doiradagi dizaynerlar va muhandislarning e'tiborini tortgan ko'plab qimmatbaho xususiyatlar bilan. 1940 yilda Kroll rudalardan titanni olishning magniy-termik usulini taklif qildi, bu hozirgi vaqtda ham asosiy hisoblanadi. 1947 yilda birinchi 45 kg tijorat sof titan ishlab chiqarildi.

Elementlarning davriy sistemasida Mendeleev Dmitriy Ivanovich titan 22 seriya raqamiga ega. Tabiiy titanning izotoplarini o'rganish natijalari bo'yicha hisoblangan atom massasi 47,926 ni tashkil qiladi. Shunday qilib, neytral titan atomining yadrosida 22 proton mavjud. Neytronlarning soni, ya'ni neytral zaryadsiz zarralar har xil: ko'pincha 26 ta, lekin 24 dan 28 gacha o'zgarishi mumkin. Shuning uchun titanium izotoplarining soni har xil. Hammasi bo'lib 22-sonli elementning 13 ta izotopi hozirda ma'lum.Tabiiy titan beshta barqaror izotop aralashmasidan iborat bo'lib, titanium-48 eng ko'p ifodalanadi, uning tabiiy rudalardagi ulushi 73,99% ni tashkil qiladi. Titan va IVB kichik guruhining boshqa elementlari xossalari bo'yicha IIIB kichik guruhi (skandiy guruhi) elementlariga juda o'xshash, ammo ular ikkinchisidan katta valentlikni namoyon qilish qobiliyati bilan farq qiladi. Titanning skandiy, itriy, shuningdek, VB kichik guruhining elementlari - vanadiy va niobiy bilan o'xshashligi, shuningdek, titanning ko'pincha ushbu elementlar bilan birga tabiiy minerallarda mavjudligida ifodalanadi. Bir valentli galogenlar (ftor, brom, xlor va yod) bilan u di-tri- va tetra birikmalar hosil qilishi mumkin, oltingugurt va uning guruhining elementlari (selen, tellur) - mono- va disulfidlar, kislorod bilan - oksidlar, dioksidlar va trioksidlar. .

Titan shuningdek, vodorod (gidridlar), azot (nitridlar), uglerod (karbidlar), fosfor (fosfitlar), mishyak (arsidlar) bilan birikmalar, shuningdek, ko'plab metallar bilan birikmalar - intermetall birikmalar hosil qiladi. Titan nafaqat oddiy, balki ko'plab murakkab birikmalar hosil qiladi, uning organik moddalar bilan ko'plab birikmalari ma'lum. Titan ishtirok etishi mumkin bo'lgan birikmalar ro'yxatidan ko'rinib turibdiki, u kimyoviy jihatdan juda faol. Shu bilan birga, titan korroziyaga chidamliligi juda yuqori bo'lgan kam sonli metallardan biridir: u havoda, sovuq va qaynoq suvda amalda abadiydir, dengiz suvida, noorganik va organik tuzlarning ko'p eritmalarida juda chidamli. kislotalar. Dengiz suvida korroziyaga chidamliligi bo'yicha u barcha metallardan ustun turadi, olijanob metallar - oltin, platina va boshqalar, zanglamaydigan po'lat, nikel, mis va boshqa qotishmalarning ko'p turlaridan tashqari. Suvda, ko'plab agressiv muhitda, sof titan korroziyaga duchor bo'lmaydi. Kimyoviy va mexanik ta'sirlarning kombinatsiyasi natijasida yuzaga keladigan titan va eroziya korroziyasiga qarshi turadi. Shu nuqtai nazardan, u zanglamaydigan po'latdan, kuprum asosidagi qotishmalardan va boshqa konstruktiv materiallarning eng yaxshi navlaridan kam emas. Titan, shuningdek, charchoq korroziyasiga yaxshi qarshilik ko'rsatadi, bu ko'pincha metallning yaxlitligi va mustahkamligi (yorilish, mahalliy korroziya markazlari va boshqalar) buzilishi shaklida namoyon bo'ladi. Azot, xlorid, oltingugurt, "aqua regia" va boshqa kislotalar va ishqorlar kabi ko'plab agressiv muhitda titanning xatti-harakati ushbu metall uchun hayratlanarli va hayratlanarli.

Titan engil metall bo'lib, uning zichligi 0 ° C da atigi 4,517 g / sm8, 100 ° S da 4,506 g / sm3 ni tashkil qiladi. Titan solishtirma ogʻirligi 5 g/sm3 dan kam boʻlgan metallar guruhiga kiradi. Bu o'ziga xos og'irligi 0,9-1,5 g / sm3, magniy (1,7 g / sm3), (2,7 g / sm3) va hokazo barcha ishqoriy metallar (natriy, kadiy, litiy, rubidiy, seziy) o'z ichiga oladi .Titan ko'proq. 1,5 baravar og'irroq alyuminiy, va bunda, albatta, unga yutqazadi, lekin boshqa tomondan, u temirdan (7,8 g / sm3) 1,5 baravar engilroqdir. Biroq, orasidagi o'ziga xos zichlik bo'yicha oraliq pozitsiyani egallash alyuminiy va temir, titan mexanik xususiyatlari bo'yicha ulardan ko'p marta ustundir.). Titan sezilarli qattiqlikka ega: alyuminiydan 12 baravar qattiqroq, 4 marta bez va kupa. Metallning yana bir muhim xususiyati uning oquvchanligidir. U qanchalik baland bo'lsa, ushbu metalldan tayyorlangan qismlar operatsion yuklarga qanchalik yaxshi qarshilik ko'rsatadi. Titanning oquvchanligi alyuminiynikidan deyarli 18 baravar yuqori. Titan qotishmalarining o'ziga xos kuchini 1,5-2 barobar oshirish mumkin. Uning yuqori mexanik xususiyatlari bir necha yuz darajagacha bo'lgan haroratlarda yaxshi saqlanadi. Sof titan issiq va sovuq sharoitda barcha turdagi ishlar uchun javob beradi: uni zarb qilish mumkin temir, torting va hatto undan sim hosil qiling, uni choyshabga, lentalarga, qalinligi 0,01 mm gacha bo'lgan folga soling.

Aksariyat metallardan farqli o'laroq, titan sezilarli elektr qarshiligiga ega: agar kumushning elektr o'tkazuvchanligi 100 ga teng bo'lsa, u holda elektr o'tkazuvchanligi kupa 94 ga teng, alyuminiy - 60, temir va platina-15, titan esa atigi 3,8. Titan paramagnit metall bo'lib, u magnit maydondagi kabi magnitlanmaydi, lekin undan tashqariga chiqarilmaydi. Uning magnit sezuvchanligi juda zaif, bu xususiyat qurilishda ishlatilishi mumkin. Titan nisbatan past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, atigi 22,07 Vt / (mK), bu temirning issiqlik o'tkazuvchanligidan taxminan 3 barobar, magniydan 7 marta, alyuminiy va kupdan 17-20 baravar past. Shunga ko'ra, titanning chiziqli termal kengayish koeffitsienti boshqa strukturaviy materiallarga qaraganda past: 20 S da temirdan 1,5 baravar past, 2 - kup uchun va deyarli 3 - alyuminiy uchun. Shunday qilib, titan elektr va issiqlikni yomon o'tkazuvchidir.

TiO2 ning kashfiyoti deyarli bir vaqtda va mustaqil ravishda ingliz V. Gregor va nemis kimyogari M. G. Klaprot tomonidan amalga oshirildi. V. Gregor, magnit bezning tarkibini o'rganish qum(Kred, Kornuoll, Angliya, 1791) noma'lum metallning yangi "er" (oksid) ni ajratib oldi va uni menaken deb ataydi. 1795 yilda nemis kimyogari Klaprot kashf etdi mineral rutil yangi elementni yaratdi va uni titan deb atadi. Ikki yil o'tgach, Klaprot rutil va menakenik oksidlar bir xil elementning oksidlari ekanligini aniqladi, ularning ortida Klaprot tomonidan taklif qilingan "titan" nomi saqlanib qoldi. 10 yildan so'ng titanning kashfiyoti uchinchi marta sodir bo'ldi. Fransuz olimi L.Voklen anataza tarkibida titanni ochdi va rutil va anataza bir xil titan oksidi ekanligini isbotladi.

TiO2 ning kashfiyoti deyarli bir vaqtda va mustaqil ravishda ingliz V. Gregor va nemis kimyogari M. G. Klaprot tomonidan amalga oshirildi. V. Gregor magnit temirli qum tarkibini o'rganar ekan (Krid, Kornuoll, Angliya, 1791), noma'lum metallning yangi "yer" (oksid) ni ajratib oldi va uni menaken deb ataydi. 1795 yilda nemis kimyogari Klaprot kashf etdi mineral rutil yangi elementni yaratdi va uni titan deb atadi. Ikki yil o'tgach, Klaprot rutil va xavfli er bir xil elementning oksidlari ekanligini aniqladi va uning ortida Klaprot tomonidan taklif qilingan "titan" nomi saqlanib qoldi. 10 yildan so'ng titanning kashfiyoti uchinchi marta sodir bo'ldi. Fransuz olimi L.Voklen anataza tarkibida titanni ochdi va rutil va anataza bir xil titan oksidi ekanligini isbotladi.

Asosiy rudalar: ilmenit (FeTiO3), rutil (TiO2), titanit (CaTiSiO5).

2002 yilda qazib olingan titanning 90% titan dioksidi TiO2 ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. Titan dioksidining jahon ishlab chiqarishi yiliga 4,5 million tonnani tashkil etdi. Titan dioksidining tasdiqlangan zahiralari (siz Rossiya Federatsiyasi) taxminan 800 million tonnani tashkil etadi.2006 yil uchun, AQSh Geologik xizmati ma'lumotlariga ko'ra, titan dioksidi bo'yicha va undan tashqari Rossiya Federatsiyasi, ilmenit rudalarining zahiralari 603-673 million tonna, rutil esa 49,7-52,7 million tonnani tashkil etadi.Shunday qilib, titanning dunyodagi tasdiqlangan zaxiralarini ishlab chiqarishning hozirgi tezligida (Rossiya Federatsiyasidan tashqari) 150 yildan ortiq davom etadi.

Rossiya titan zaxiralari bo'yicha dunyoda Xitoydan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Rossiya Federatsiyasida titanning mineral-xomashyo bazasi butun mamlakat bo'ylab teng ravishda tarqalgan 20 ta kondan (shundan 11 tasi asosiy va 9 tasi allyuvial) iborat. O'rganilgan konlarning eng kattasi (Yaregskoye) Uxta shahridan (Komi Respublikasi) 25 km uzoqlikda joylashgan. Konning zahiralari taxminan 10% titan dioksidining o'rtacha miqdori bo'lgan 2 milliard tonna rudaga baholanadi.

Dunyodagi eng yirik titan ishlab chiqaruvchisi Rossiya tashkiloti"VSMPO-AVISMA".

Qoidaga ko'ra, titanium va uning birikmalarini ishlab chiqarish uchun boshlang'ich material nisbatan kichik miqdordagi aralashmalarga ega titanium dioksididir. Xususan, titan rudalarini boyitish jarayonida olingan rutil kontsentrati bo'lishi mumkin. Biroq, dunyodagi rutil zaxiralari juda cheklangan va ilmenit kontsentratlarini qayta ishlash jarayonida olingan sintetik rutil yoki titan shlaklari ko'proq qo'llaniladi. Titan shlakini olish uchun ilmenit konsentrati elektr kamon pechida qaytariladi, temir esa metall fazaga () bo'linadi va kamaytirilmagan titanium oksidi va aralashmalar shlak fazasini hosil qiladi. Boy cüruf xlorid yoki sulfat kislota usuli bilan qayta ishlanadi.

Sof shaklda va qotishmalar shaklida

Moskvadagi Leninskiy prospektidagi Gagaringa titan haykali

metall qo'llaniladi: kimyoviy sanoat(reaktorlar, quvurlar, nasoslar, quvur liniyasi armaturalari), harbiy sanoat(aviatsiyadagi zirhlar, zirhlar va o't o'chirish to'siqlari, suv osti kemalari korpuslari), sanoat jarayonlari (shuzsizlantirish zavodlari, jarayonlar sellyuloza va qog'oz), avtomobil sanoati, qishloq xo'jaligi, oziq-ovqat sanoati, zargarlik buyumlari, tibbiyot sanoati (protezlar, osteoprotezlar), stomatologiya va endodontik asboblar, stomatologik implantlar, sport buyumlari, zargarlik buyumlari (Aleksandr Xomov), mobil telefonlar, engil qotishmalar va boshqalar. Samolyot, raketa va kemasozlikda eng muhim konstruktiv materialdir.

Titan ko'p qotishmalarda qotishma qo'shimcha hisoblanadi po'latlar va eng maxsus qotishmalar.

Nitinol (nikel-titanium) tibbiyot va texnologiyada ishlatiladigan shakl xotirasi qotishmasidir.

Titan aluminidlari oksidlanishga juda chidamli va issiqlikka chidamli bo'lib, bu o'z navbatida aviatsiya va avtomobil sanoatida konstruktiv materiallar sifatida foydalanishni aniqladi.

Titanium yuqori vakuumli nasoslarda ishlatiladigan eng keng tarqalgan oluvchi materiallardan biridir.

Oq titan dioksidi (TiO2) bo'yoqlarda (masalan, titanium oq), shuningdek qog'oz va plastmassa ishlab chiqarishda ishlatiladi. Oziq-ovqat qo'shimchasi E171.

Organotitan birikmalari (masalan, tetrabutoksititan) kimyo va bo'yoq sanoatida katalizator va qattiqlashtiruvchi sifatida ishlatiladi.

Noorganik titan birikmalari kimyoviy, elektron, shisha tolali sanoatda qo'shimchalar yoki qoplamalar sifatida ishlatiladi.

Titan karbid, titanium diborid, titanium karbonitrid metallni qayta ishlash uchun o'ta qattiq materiallarning muhim tarkibiy qismlaridir.

Titan nitridi asboblarni, cherkov gumbazlarini qoplash va zargarlik buyumlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, chunki. ga o'xshash rangga ega.

Bariy titanati BaTiO3, qoʻrgʻoshin titanati PbTiO3 va boshqa qator titanatlar ferroelektriklardir.

Turli metallar bilan ko'plab titanium qotishmalari mavjud. Qotishma elementlari polimorf o'zgarish haroratiga ta'siriga qarab uch guruhga bo'linadi: beta stabilizatorlar, alfa stabilizatorlar va neytral sertleştiriciler. Birinchisi transformatsiya haroratini pasaytiradi, ikkinchisi uni oshiradi, ikkinchisi esa unga ta'sir qilmaydi, lekin matritsaning eritma qattiqlashishiga olib keladi. Alfa stabilizatorlariga misollar: , kislorod, uglerod, azot. Beta stabilizatorlari: molibden, vanadiy, temir, xrom, Ni. Neytral sertleştiriciler: zirkonyum, kremniy. Beta-stabilizatorlar, o'z navbatida, beta-izomorf va beta-evtekoid hosil qiluvchilarga bo'linadi. Eng keng tarqalgan titanium qotishmasi Ti-6Al-4V qotishmasi (rus tasnifida VT6).

2005 yilda mustahkam titanium korporatsiyasi dunyoda titan iste'moli bo'yicha quyidagi hisob-kitoblarni e'lon qildi:

13% - qog'oz;

7% - mashinasozlik.

Tozaligiga qarab kilogrammi 15-25 dollar.

Qo'pol titanning (titan shimgichning) tozaligi va darajasi odatda uning qattiqligi bilan belgilanadi, bu aralashmalarning tarkibiga bog'liq. Eng keng tarqalgan brendlar TG100 va TG110.

Iste'mol tovarlari bozori segmenti hozirda titan bozorining eng tez rivojlanayotgan segmentidir. 10 yil oldin bu segment titanium bozorining atigi 1-2 qismini tashkil etgan bo'lsa, bugungi kunda u bozorning 8-10 qismiga o'sdi. Umuman olganda, iste'mol tovarlari sanoatida titan iste'moli butun titan bozoridan taxminan ikki baravar ko'p o'sdi. Sportda titandan foydalanish eng uzoq muddatli va iste'mol mahsulotlarida titanning eng katta ulushidir. Titanning sport anjomlaridagi mashhurligining sababi oddiy - bu boshqa har qanday metalldan ustun bo'lgan og'irlik va kuch nisbatini olish imkonini beradi. Velosipedlarda titandan foydalanish taxminan 25-30 yil oldin boshlangan va sport anjomlarida titandan birinchi foydalanish edi. Ti3Al-2,5V ASTM 9-darajali qotishma quvurlari asosan ishlatiladi.Titan qotishmalaridan tayyorlangan boshqa qismlarga tormoz, tishli tishli va o'tiradigan kamon kiradi. Golf klublarini ishlab chiqarishda titandan foydalanish birinchi marta 80-yillarning oxiri va 90-yillarning boshlarida Yaponiyadagi klub ishlab chiqaruvchilari tomonidan boshlangan. 1994-1995 yillargacha titanning ushbu qo'llanilishi AQSh va Evropada deyarli noma'lum edi. Callaway o'zining Ruger titan tayog'ini bozorga "Buyuk Katta Berta" deb ataganida, vaziyat o'zgardi. Callaway kompaniyasining aniq afzalliklari va puxta o'ylangan marketingi tufayli titan tayoqlari bir zumda hitga aylandi. Qisqa vaqt ichida titan klublari spekulyatorlarning kichik guruhining eksklyuziv va qimmat inventarlaridan ko'pchilik golfchilar tomonidan keng qo'llanilishiga o'tdi va shu bilan birga po'lat klublarga qaraganda qimmatroq. Men golf bozorining asosiy, mening fikrimcha, rivojlanish tendentsiyalarini keltirmoqchiman, u qisqa 4-5 yil ichida yuqori texnologiyali ishlab chiqarishdan ommaviy ishlab chiqarishga o'tib, mehnat xarajatlari yuqori bo'lgan boshqa tarmoqlar yo'lidan o'tdi. kiyim-kechak, o'yinchoqlar va maishiy elektronika ishlab chiqarish kabi golf klublari ishlab chiqarish boshlandi mamlakatlar eng arzon ishchi kuchi bilan avval Tayvanga, keyin esa Xitoyga va endi zavodlar Vetnam va Tailand kabi arzonroq ishchi kuchi bo'lgan mamlakatlarda qurilmoqda, titan, albatta, haydovchilar uchun ishlatiladi, bu erda uning yuqori sifatlari aniq ustunlik beradi va yuqoriroq ish haqini oqlaydi. narx. Biroq, titan keyingi klublarda hali juda keng qo'llanilmagan, chunki xarajatlarning sezilarli o'sishi o'yinning mos ravishda yaxshilanishi bilan mos kelmaydi.Hozirgi vaqtda haydovchilar asosan zarb qilingan yuz, zarb yoki quyma tepa va zarb bilan ishlab chiqariladi. quyma pastki.Yaqinda Professional Golf ROA qaytarilish faktorining yuqori chegarasini oshirishga imkon berdi, shu munosabat bilan barcha klub ishlab chiqaruvchilari zarba yuzasining bahor xususiyatlarini oshirishga harakat qilishadi. Buning uchun zarba yuzasining qalinligini kamaytirish va buning uchun SP700, 15-3-3-3 va VT-23 kabi kuchliroq qotishmalardan foydalanish kerak. Endi titan va uning qotishmalaridan boshqa sport anjomlarida foydalanishga to'xtalib o'tamiz. Poyga velosipedi quvurlari va boshqa qismlari ASTM 9-sinf Ti3Al-2.5V qotishmasidan tayyorlangan. Sho'ng'in pichoqlarini ishlab chiqarishda hayratlanarli darajada katta miqdordagi titanium qatlam ishlatiladi. Ko'pgina ishlab chiqaruvchilar Ti6Al-4V qotishmasidan foydalanadilar, ammo bu qotishma boshqa kuchli qotishmalar kabi pichoqning chekka chidamliligini ta'minlamaydi. Ba'zi ishlab chiqaruvchilar BT23 qotishmasidan foydalanishga o'tishmoqda.

Ko'pchilikni biroz sirli va to'liq tushunilmagan titan qiziqtiradi - xususiyatlari biroz noaniq bo'lgan metall. Metall ham eng kuchli, ham eng mo'rt.

Eng kuchli va eng mo'rt metall

Uni 6 yil farq bilan ikki olim - ingliz V. Gregor va nemis M. Klaprot kashf etgan. Titanning nomi, bir tomondan, g'ayritabiiy va qo'rqmas afsonaviy titanlar bilan, ikkinchi tomondan, peri malikasi Titaniya bilan bog'liq.
Bu tabiatdagi eng keng tarqalgan materiallardan biridir, ammo sof metallni olish jarayoni ayniqsa qiyin.

22 kimyoviy element D.Mendeleyev jadvali Titan (Ti) 4-davrning 4-guruhiga kiradi.

Titanning rangi kumushsimon oq rangda, yorqin yorqinligi bilan ajralib turadi. Uning diqqatga sazovor joylari kamalakning barcha ranglari bilan porlaydi.

Bu o'tga chidamli metallardan biridir. U +1660°C (±20°) da eriydi. Titan paramagnitdir: u magnit maydonda magnitlanmaydi va undan tashqariga chiqarilmaydi.
Metall past zichlik va yuqori quvvat bilan ajralib turadi. Ammo bu materialning o'ziga xos xususiyati shundaki, boshqa kimyoviy elementlarning minimal aralashmalari ham uning xususiyatlarini tubdan o'zgartiradi. Boshqa metallarning ahamiyatsiz qismi mavjud bo'lganda, titan issiqlikka chidamliligini yo'qotadi va uning tarkibidagi minimal metall bo'lmagan moddalar qotishmani mo'rt qiladi.
Bu xususiyat 2 turdagi materialning mavjudligini aniqlaydi: sof va texnik.

Sof titan og'ir yuklarga va o'ta yuqori harorat oralig'iga bardosh bera oladigan juda engil modda talab qilinadigan joylarda qo'llaniladi.
Texnik material engillik, kuch va korroziyaga chidamlilik kabi parametrlar baholanadigan joylarda qo'llaniladi.

Modda anizotropiya xususiyatiga ega. Bu metall o'zining jismoniy xususiyatlarini qo'llaniladigan kuchga qarab o'zgartirishi mumkinligini anglatadi. Materialdan foydalanishni rejalashtirishda bu xususiyatni hisobga olish kerak.

Titan tarkibida boshqa metallarning aralashmalari bo'lsa ham, o'z kuchini yo'qotadi.

Oddiy sharoitlarda titanning xususiyatlarini o'rganish uning inertligini tasdiqlaydi. Modda atrofdagi atmosferadagi elementlarga reaksiyaga kirishmaydi.
Parametrlarning o'zgarishi harorat +400 ° C va undan yuqori darajaga ko'tarilganda boshlanadi. Titan kislorod bilan reaksiyaga kirishadi, azotda yonishi mumkin, gazlarni yutadi.
Bu xususiyatlar sof modda va uning qotishmalarini olishni qiyinlashtiradi. Titan ishlab chiqarish qimmat vakuumli uskunalardan foydalanishga asoslangan.

Titan va boshqa metallar bilan raqobat

Bu metall doimo alyuminiy va temir qotishmalari bilan taqqoslanadi. Titanning ko'pgina kimyoviy xossalari raqobatchilarnikidan sezilarli darajada yaxshi:

Mexanik mustahkamligi bo'yicha titan temirdan 2 marta, alyuminiydan esa 6 marta oshib ketadi. Uning kuchi haroratning pasayishi bilan ortadi, bu raqobatchilarda kuzatilmaydi.
Titanning korroziyaga qarshi xususiyatlari boshqa metallarga qaraganda ancha yuqori.
Atrof-muhit haroratida metall mutlaqo inertdir. Ammo harorat +200 ° C dan oshganda, modda vodorodni o'zlashtira boshlaydi, uning xususiyatlarini o'zgartiradi.
Yuqori haroratlarda titanium boshqa kimyoviy elementlar bilan reaksiyaga kirishadi. U yuqori o'ziga xos kuchga ega, bu eng yaxshi temir qotishmalarining xususiyatlaridan 2 baravar yuqori.
Titanning korroziyaga qarshi xususiyatlari alyuminiy va zanglamaydigan po'latdan sezilarli darajada oshadi.
Ushbu modda elektr tokini yomon o'tkazuvchidir. Titan temirdan 5 baravar, alyuminiydan 20 marta va magniydan 10 baravar ko'p qarshilikka ega.
Titan past issiqlik o'tkazuvchanligi bilan ajralib turadi, bu past issiqlik kengayish koeffitsienti bilan bog'liq. U temirdan 3 baravar, alyuminiydan 12 baravar kam.

Titan qanday olinadi?

Material tabiatda tarqalishi bo'yicha 10-o'rinni egallaydi. Titan kislotasi yoki uning dioksidi shaklida titanni o'z ichiga olgan 70 ga yaqin mineral mavjud. Ularning eng keng tarqalgani va tarkibida yuqori foizli metall hosilalari mavjud:

ilmenit;
rutil;
anataza;
perovskit;
brukit.

Titan rudalarining asosiy konlari AQSh, Buyuk Britaniya, Yaponiya, yirik konlar ular Rossiya, Ukraina, Kanada, Fransiya, Ispaniya, Belgiyada ochiq.

Titan qazib olish qimmat va mehnat talab qiladigan jarayondir

Ulardan metall olish juda qimmat. Olimlar titan ishlab chiqarishning 4 ta usulini ishlab chiqdilar, ularning har biri sanoatda ishlaydi va samarali qo'llaniladi:

Magniy usuli. Titan aralashmalari bo'lgan qazib olingan xom ashyo qayta ishlanadi va titan dioksidi olinadi. Bu modda shaxta yoki tuz xloratorlarida ortib xlorlanadi harorat rejimi. Jarayon juda sekin va uglerod katalizatori ishtirokida amalga oshiriladi. Bunday holda, qattiq dioksid gazsimon moddaga - titanium tetrakloridga aylanadi. Olingan material magniy yoki natriy bilan kamayadi. Reaktsiya jarayonida hosil bo'lgan qotishma vakuum birligida juda yuqori haroratgacha qizdiriladi. Reaktsiya natijasida magniy va uning birikmalarining xlor bilan bug'lanishi sodir bo'ladi. Jarayon oxirida shimgichga o'xshash material olinadi. U eritiladi va yuqori sifatli titan olinadi.
Gidrid-kaltsiy usuli. Ruda bo'ysunadi kimyoviy reaksiya va titan gidrid oling. Keyingi bosqich - moddaning tarkibiy qismlarga bo'linishi. Vakuumli qurilmalarda isitish vaqtida titan va vodorod ajralib chiqadi. Jarayon oxirida kaltsiy oksidi olinadi, u zaif kislotalar bilan yuviladi. Birinchi ikkita usul sanoat ishlab chiqarishiga tegishli. Ular eng qisqa vaqt ichida nisbatan arzon narxlarda sof titan olish imkonini beradi.
elektroliz usuli. Titan birikmalari yuqori oqimga duchor bo'ladi. Xom ashyoga qarab, aralashmalar komponentlarga bo'linadi: xlor, kislorod va titan.
Yodid usuli yoki tozalash. Minerallardan olingan titan dioksidi yod bug'i bilan surtiladi. Reaktsiya natijasida titanium yodid hosil bo'lib, u yuqori haroratga - + 1300 ... + 1400 ° S ga qadar isitiladi va unga ta'sir qiladi. elektr toki urishi. Shu bilan birga, komponentlar manba materialidan ajratiladi: yod va titan. Ushbu usul bilan olingan metallda aralashmalar va qo'shimchalar yo'q.

Foydalanish sohalari

Titandan foydalanish uni iflosliklardan tozalash darajasiga bog'liq. Titan qotishmasi tarkibida hatto oz miqdordagi boshqa kimyoviy elementlarning mavjudligi uning fizik-mexanik xususiyatlarini tubdan o'zgartiradi.

Muayyan miqdordagi aralashmalar bo'lgan titan texnik deb ataladi. Korroziyaga chidamliligi yuqori, u engil va juda bardoshli materialdir. Uning qo'llanilishi ushbu va boshqa ko'rsatkichlarga bog'liq.

Kimyo sanoatida titan va uning qotishmalari issiqlik almashtirgichlar, turli diametrli quvurlar, armatura, korpuslar va turli maqsadlar uchun nasoslar qismlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Yuqori kuch va kislotalarga qarshilik talab qilinadigan joylarda modda ajralmas hisoblanadi.
Transportda titan velosipedlar, avtomobillar, temir yo'l vagonlari va poezdlarning qismlari va yig'malarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Materialdan foydalanish harakatlanuvchi tarkib va avtomobillarning og'irligini kamaytiradi, velosiped qismlarini engilroq va kuchliroq qiladi.
Titan muhim ahamiyatga ega dengiz bo'limida. Undan suv osti kemalari uchun korpus qismlari va elementlari, qayiqlar va vertolyotlar uchun pervanellar tayyorlanadi.
Qurilish sohasida sink-titan qotishmasi ishlatiladi. Fasad va tomlar uchun pardozlash materiali sifatida ishlatiladi. Bu juda kuchli qotishma muhim xususiyatga ega: u eng ajoyib konfiguratsiyaning me'moriy detallarini yaratish uchun ishlatilishi mumkin. U har qanday shaklda bo'lishi mumkin.
So'nggi o'n yillikda titan keng tarqalgan neft sanoatida. Uning qotishmalari ultra chuqur burg'ulash uchun uskunalar ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Material dengiz javonlarida neft va gaz qazib olish uchun uskunalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Titan juda keng qo'llanilishiga ega.

Sof titanning o'ziga xos xususiyatlari bor. Yuqori haroratga qarshilik talab qilinadigan va ayni paytda metallning mustahkamligini ta'minlash kerak bo'lgan joylarda kerak.

U qo'llaniladi :

teri qismlari, korpuslar, mahkamlagichlar, shassilarni ishlab chiqarish uchun samolyot va kosmik sanoati;
protezlash va yurak klapanlari va boshqa asboblarni ishlab chiqarish uchun dori vositalari;
kriyojenik sohada ishlash texnikasi (bu erda ular titanning xususiyatidan foydalanadilar - haroratning pasayishi bilan metallning mustahkamligi oshadi va uning plastikligi yo'qolmaydi).

Turli materiallarni ishlab chiqarish uchun titandan foydalanish foizlarda quyidagicha ko'rinadi:

60% bo'yoq ishlab chiqarish uchun ishlatiladi;
plastmassa 20% iste'mol qiladi;
13% qog'oz ishlab chiqarishda ishlatiladi;
mashinasozlik hosil bo'lgan titan va uning qotishmalarining 7% ni iste'mol qiladi.

Xom ashyo va titanni olish jarayoni qimmat, uni ishlab chiqarish xarajatlari ushbu moddadan mahsulotlarning xizmat qilish muddati, butun foydalanish davrida tashqi ko'rinishini o'zgartirmaslik qobiliyati bilan qoplanadi va to'lanadi.

TITANI VA UNING QILISHLARI

Titan o'tga chidamli metallar guruhiga kiradi, uning erish nuqtasi 1668 ° S. Titan ikkita allotropik modifikatsiyaga ega: a va ß. Modifikatsiya a past haroratli va 882,5 ° S ga qizdirilganda mavjud bo'lib, olti burchakli panjaraga ega. 882,5 ° S haroratda a-modifikatsiya ß-modifikatsiyasiga aylanadi, u tanaga markazlashtirilgan kubik panjaraga ega. A-titanning ß-titanga o'tishi bilan metallning hajmi biroz kamayadi va elektr o'tkazuvchanligi keskin ortadi.

Titanning asosiy afzalliklari zichlik (4,5 g / sm3), yuqori korroziyaga chidamliligi va yuqori mexanik kuchdir. Titan kimyoviy jihatdan juda faol va ko'p sonli elementlar bilan oson reaksiyaga kirishishiga qaramay, uning yuzasida hosil bo'lgan kuchli va zich oksidli plyonkaning himoya ta'siri tufayli u yuqori korroziyaga chidamliligiga ega. Ko'pgina korroziy muhitda titanium va uning qotishmalari kislotaga chidamli po'lat va alyuminiyga qaraganda yuqori qarshilikka ega.

Qotishtiruvchi elementlarning kiritilishi bilan yuqori mexanik kuchga ega bo'lgan qotishmalarni olish mumkin. Asosiy qotishma elementlari Al, Sn, Mn, Cr, Mo, V. Qotishma elementlari titanium allotropik modifikatsiyalarining barqarorligiga ta'sir qiladi. Allotropik o'zgarishlarga qotishma elementlarning ta'siriga ko'ra, titanium qotishmalari tuzilishiga ko'ra quyidagicha tasniflanadi:

1) tuzilishi a-fazadan iborat bo'lgan a-titan qotishmalari (masalan, VT5-1 qotishmasi);

2) a + ß - tuzilishida ikkala faza mavjud bo'lgan qotishmalar (VTZ-1, VT6);

3) ß - strukturasi mexanik barqaror ß - fazadan (VT15) iborat bo'lgan qotishmalar; ikki fazali (a + ß)-qotishmalar va ß-qotishmalar, a-qotishmalardan farqli o'laroq, issiqlik bilan ishlov berish orqali mustahkamlanadi.

Titan qotishmalari nafaqat yuqori mexanik kuchga ega, balki sof titandan ko'ra ko'proq korroziyaga chidamliligiga ega. Titan va uning qotishmalari bosim ostida issiq va sovuq ishlov berishga yaxshi mos keladi, inert muhitda yaxshi payvandlanadi, lekin past antifriction xususiyatlarga ega va po'lat bilan solishtirganda, kesish orqali kamroq ishlov beriladi.

Titan qotishmalari aviatsiya va raketa texnologiyasida, kimyo sanoatida, rangli metallurgiyada va titanium qotishmalaridan foydalanish qimmatli korroziyaga qarshi xususiyatlari bilan belgilanadigan boshqa sohalarda keng qo'llaniladi. Shunday qilib, nitrat kislotada ishlaydigan titaniumli issiqlik almashinuvchilari shunga o'xshash zanglamaydigan po'latdan yasalgan issiqlik almashtirgichlarga qaraganda 60 baravar past korroziyaga ega. Titan xlor sanoati uchun asbob-uskunalar, parvona va boshqalarni tayyorlash uchun ishlatiladi.

Titan (Ti) (Titanium) - D.I. elementlarning davriy tizimidagi seriya raqami 22 bo'lgan kimyoviy element. Mendeleev, atom og'irligi 47,88, engil kumush-oq metall. Zichlik 4, 51 g/s m³, tpl.=1668+ (-)5°S, tb.=3260°S.

Zichlik va o'ziga xos issiqlik sig'imi bo'yicha titanium ikkita asosiy strukturaviy metallar: alyuminiy va temir o'rtasida oraliq o'rinni egallaydi. Shuni ham ta'kidlash joizki, uning mexanik kuchi toza temirdan ikki baravar va alyuminiydan deyarli olti baravar ko'p. Ammo titan kislorod, azot va vodorodni faol ravishda o'zlashtirishi mumkin, bu metallning plastik xususiyatlarini keskin kamaytiradi. Uglerod bilan titan yuqori qattiqlikdagi refrakter karbidlarni hosil qiladi.

Titan past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, bu alyuminiyning issiqlik o'tkazuvchanligidan 13 marta va temirdan 4 baravar kam. Xona haroratida termal kengayish koeffitsienti nisbatan kichik, u harorat oshishi bilan ortadi.

Titanning elastik modullari kichik va sezilarli anizotropiyani namoyish etadi. Harorat 350 ° C gacha ko'tarilganda, elastik modullar deyarli chiziqli ravishda kamayadi. Titanning elastiklik modullarining kichik qiymati uning muhim kamchiligidir, chunki ba'zi hollarda, etarlicha qattiq tuzilmalarni olish uchun, mustahkamlik sharoitidan kelib chiqadigan mahsulotlarga nisbatan katta qismlardan foydalanish kerak.

Titan ancha yuqori elektr qarshiligiga ega, u aralashmalar tarkibiga qarab 42·10-8 dan 80·10-6 Ohm·sm gacha o'zgarib turadi. 0,45 K dan past haroratlarda u o'ta o'tkazgichga aylanadi.

Titan paramagnit metaldir. Paramagnit moddalarda magnit sezuvchanlik odatda qizdirilganda kamayadi. Titan bu qoidadan istisno - uning sezgirligi harorat bilan sezilarli darajada oshadi.

VT-00 va VT1-0 titanium markalari uchun zichlik taxminan 4,32 g/s m³ ni tashkil qiladi. Titan va titanium qotishmalari engillik, mustahkamlik, yuqori korroziyaga chidamlilik, past issiqlik kengayish koeffitsienti, keng harorat oralig'ida (-290 ° C dan 600 ° C gacha) ishlash qobiliyatini birlashtiradi.

Metall bir qator foydali xususiyatlarga ega bo'lib, uni ma'lum sohalarda asosiy materiallardan biriga aylantiradi. Prokat titan raketa va samolyotsozlikda, kimyo sanoatida, kemasozlikda, mashinasozlikda qo'llaniladi.

Masalan, yadro suv osti kemalarini yaratishda titan plitasi va titanium rod ishlatiladi;
titan quvurlari korroziyaga qarshi yuqori ko'rsatkichlari va reaktivlarga kimyoviy inertligi tufayli kimyo sanoatida qo'llaniladi;
Titan simi strategik titanium qotishmalarining ramkalari, qoliplari, korpuslarini yaratish uchun plomba simi sifatida ishlatiladi.

titan sim ko'pincha tibbiyot sanoatida, xususan stomatologiyada qo'llaniladi. Prokat titanium mahsulotlarining foydali xususiyatlari orasida yuqori mexanik kuch, korroziyaga chidamlilik (ko'plab kimyoviy faol muhitda chidamli), issiqlikka chidamlilik (tmelt = 1668 ° C), shuningdek past zichlik (4,505 g / sm 3) mavjud. Titanning asosiy fizik va kimyoviy xossalarini ushbu jadvalda ko'rish mumkin. Ammo titanning ham kamchiliklari bor. Asosiy kamchiliklardan biri ishlab chiqarishning yuqori narxidir. Titanni eritish faqat vakuum yoki inert gaz muhitida amalga oshirilishi mumkin, chunki. bu metall atmosferani tashkil etuvchi barcha gazlar bilan faol (ayniqsa suyuq holatda) o'zaro ta'sir qiladi. Bundan tashqari, titanium mahsulotlari zaif ishqalanishga qarshi xususiyatlarga ega, vodorodning mo'rtlashishiga va tuzning korroziyasiga yuqori sezuvchanlik, yomon ishlov berish va payvandlash qobiliyatiga ega.

Texnik titan va uning qotishmalarini ishlab chiqarish uchun asos magniy-termik usulda olingan titanium shimgichdir. Titanli shimgich - bu massa zichligi 1,5-2,0 g / sm 3 va juda yuqori yopishqoqlikka ega bo'lgan gözenekli kulrang modda.

Nopokliklar tarkibiga qarab, texnik titan bir nechta navlarga bo'linadi: GR1 (eng toza titan), GR2 (ko'proq ifloslangan).

Titan qotishmalari

Titan qotishmalari aviatsiya texnologiyasida muhim rol o'ynaydi, bu erda maqsad kerakli quvvat bilan birlashtirilgan eng engil dizaynni olishdir. Titan boshqa metallar bilan solishtirganda engil, lekin ayni paytda u yuqori haroratlarda ham ishlashi mumkin (2-rasmga qarang). Titan qotishmalari terini, mahkamlash qismlarini, quvvat to'plamini, shassi qismlarini va turli birliklarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Shuningdek, ushbu materiallar samolyot reaktiv dvigatellarini qurishda qo'llaniladi. Bu ularning vaznini 10-25% ga kamaytirish imkonini beradi. Titan qotishmalari kompressor disklari va pichoqlari, havo olish va yo'naltiruvchi qanot qismlari va mahkamlagichlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Titan va uning qotishmalari raketa fanida ham qo'llaniladi. Dvigatellarning qisqa muddatli ishlashi va raketa fanida zich atmosfera qatlamlarining tez o'tishini hisobga olgan holda, charchoq kuchi, statik chidamlilik va qisman sudralma muammolari asosan bartaraf etiladi.

Texnik titan etarli darajada yuqori issiqlikka chidamliligi tufayli aviatsiya uchun mos emas, lekin juda yuqori korroziyaga chidamliligi tufayli u ba'zi hollarda kimyo sanoati va kemasozlikda ajralmas hisoblanadi. Shunday qilib, kompressorlar va nasoslar ishlab chiqarishda sulfat va xlorid kislotasi va ularning tuzlari, quvurlari, klapanlar, avtoklavlar, turli idishlar, filtrlar kabi agressiv muhitlarni pompalash uchun ishlatiladi. Faqat titan ho'l xlor kabi muhitda korroziyaga chidamliligiga ega, xlorning suvli va kislotali eritmalari, shuning uchun xlor sanoati uchun uskunalar ushbu metalldan ishlab chiqariladi. Titan korroziy muhitda, masalan, nitrat kislotada (tumansiz) ishlaydigan issiqlik almashtirgichlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Kemasozlikda titan pervanellarni ishlab chiqarish, kemalarni, suv osti kemalarini, torpedalar va boshqalarni qoplash uchun ishlatiladi. Chig'anoqlar titan va uning qotishmalariga yopishmaydi, bu esa idishning harakatlanishida uning qarshiligini keskin oshiradi.

Titan qotishmalari ko'plab boshqa ilovalarda foydalanish uchun istiqbolli, ammo ularning texnologiyada qo'llanilishi titanning yuqori narxi va tanqisligi bilan cheklanadi.

Hozirgi vaqtda kimyoviy tarkibi, mexanik va texnologik xususiyatlari bilan ajralib turadigan titanium qotishmalarining juda ko'p turlari ma'lum. Titan qotishmalarida eng ko'p ishlatiladigan qotishma elementlar alyuminiy, vanadiy, molibden, marganets, xrom, kremniy, qalay, sirkoniy va temirdir.

Titan qotishmasi VT5 titanga qo'shimcha ravishda 5% alyuminiyni o'z ichiga oladi. Titanga nisbatan yuqori quvvatlilik xususiyatlariga ega, ammo ishlab chiqarish qobiliyati past. Qotishma zarb qilingan, o'ralgan, shtamplangan va yaxshi payvandlangan.

Titan (qotishma) VT5 dan titanium novdalar, titaniumli simlar va titanium quvurlari olinadi. 400 ° S gacha bo'lgan haroratda ishlaydigan qismlarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Titan qotishmasi VT5-1 5% alyuminiydan tashqari 2-3% qalayni o'z ichiga oladi. Kalay uning texnologik xususiyatlarini yaxshilaydi. Bosim bilan ishlov berish yo'li bilan olingan barcha turdagi yarim tayyor mahsulotlar VT5-1 titanium qotishmasidan tayyorlanadi: titan plitalari, plitalar, zarblar, shtamplar, profillar, titanium quvurlari va titaniumli simlar. U keng harorat oralig'ida ishlaydigan mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan: kriogendan 450 ° C gacha.

Titan qotishmalari OT4 va OT4-1, titandan tashqari, alyuminiy va marganetsni o'z ichiga oladi. Ular yuqori texnologik plastiklikka ega (ular issiq va sovuq holatlarda yaxshi deformatsiyalanadi) va barcha turdagi payvandlash bilan yaxshi payvandlanadi. Ushbu turdagi titan asosan titaniumli plitalar, chiziqlar va chiziqlar, shuningdek, titanium novdalar, zarblar, profillar va titanium quvurlarni ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan. OT4 va OT4-1 titanium qotishmalaridan qismlar payvandlash, shtamplash va bükme yordamida 350 ° S haroratgacha ishlaydi. Ushbu qotishmalarning kamchiliklari bor: 1) nisbatan past kuch va issiqlikka chidamlilik; 2) vodorodning mo'rtlashishiga ko'proq moyillik. PT3V qotishmasida marganets vanadiy bilan almashtiriladi.

VT20 titanium qotishmasi VT5-1 ga nisbatan kuchliroq qatlamli qotishma sifatida ishlab chiqilgan. VT20 qotishmasining qattiqlashishi uning alyuminiyga qo'shimcha ravishda tsirkonyum va oz miqdorda molibden va vanadiy bilan qotishmasi bilan bog'liq. VT20 qotishmasining texnologik plastikligi yuqori alyuminiy tarkibi tufayli past. Titanium BT20 yuqori issiqlikka chidamliligi bilan ajralib turadi. U yaxshi payvandlanadi, payvandlangan birikmaning mustahkamligi asosiy metallning kuchiga teng. Qotishma 500 ° S gacha bo'lgan haroratda uzoq vaqt ishlaydigan mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan.

Titanium qotishmasi VT3-1 Ti - Al - Cr - Mo - Fe - Si tizimiga tegishli. Odatda izotermik tavlanishga duchor bo'ladi. Bunday tavlanish eng yuqori termal barqarorlikni va maksimal egiluvchanlikni ta'minlaydi. Qotishma VT3-1 qotishma ishlab chiqarishda eng o'zlashtirilganlardan biridir. 400 - 450 ° S haroratda uzluksiz ishlash uchun mo'ljallangan; bu ancha yuqori uzoq muddatli quvvatga ega bo'lgan issiqlikka chidamli qotishma. Undan titan barlar, profillar, plitalar, zarblar, shtamplar beriladi.

Titan va uning qotishmalari

Titan 1660 ° S haroratda eriydi, allotropik, zararli aralashmalar N, C, O, H. TiO2 plyonkasi titanni oksidlanishdan, har qanday suvda korroziyadan, ba'zi kislotalardan himoya qiladi. U eritiladi, quyiladi, argon muhitida payvandlanadi va OMD ga o'tkaziladi. Plitalar, quvurlar, profillar va simlar titandan tayyorlanadi. Uning Fe, Al, Mn, Cr, Sn, V, Si, Ga, Ge, La, Nb, Ta, Zr, W, Mo, Co, Si bilan qotishmalari mustahkamligi, issiqlikka chidamliligi, korroziyaga chidamliligi oshgan.Titan qotishmalari issiqlikdir. davolangan.

Titan qotishmalari deformatsiyalanadi, quyiladi, kukunlardan tayyorlanadi, qattiqlashadi, qattiqlashadi, yaxshi ishlov beriladi.

Dovlangan titanium qotishmalari:

− f – qotishmalar: VT5, VT-5-1, OT-4;

− f – b qotishmalari: VT-6, VT14, VT8; BT15

Quyma qotishmalari: VT5L, VT6L, VT14L, VT3-1L

Kukunli titanium qotishmalari kukunlardan presslash yo'li bilan olinadi, ular mustahkam va egiluvchan.

Titan qotishmalaridan samolyotlar, dengiz kemalari, suv osti kemalari, raketalarning qobiqlari, dvigatellar, turbinalar qismlari, kompressorlar, pervaneler, suyultirilgan gazlar uchun silindrlar, kimyoviy moddalar uchun konteynerlar va boshqa ko'plab mahsulotlarning terisini tayyorlash uchun foydalaniladi. Titan qotishmalari tavlanish, söndürme, qarish va sovuq ishlov berishga duchor bo'lishi mumkin. a - qotishmalarni tavlash 800 - 850 0S, a + b - qotishmalarni - 750 -800 0S da amalga oshiriladi. Vakuumli tavlanish vodorod tarkibini kamaytirishga imkon beradi, bu zarba kuchining oshishiga, shikastlanish va yorilishning pasayishiga olib keladi.

Qotishtiruvchi elementning yuqori konsentratsiyasi va qotib qolganda martensitik a' - rombsimon panjarali faza va ō - olti burchakli tuzilishga ega faza paydo bo'ladi. Qattiqlashtirilgan qotishmalarning qarishi jarayonida ular a' va b - fazalarning parchalanishi tufayli qattiqlashadi. Dovlangan titanium qotishmalari issiq holatda bosim bilan yaxshi qayta ishlanadi, payvandlanadi va yuqori korroziyaga chidamliligiga ega.

Titanning xarakterli xususiyatlari past zichlik 4,51 kg / dm3, 6000C gacha saqlanadigan yuqori quvvat va korroziyaga chidamlilikdir. Ular uni qo'llash doirasini belgilaydilar. Titan qotishmalari yuqori quvvatni (sV= 800-1500 MPa) yaxshi egiluvchanlik (d= 12-25%), 600-7000S gacha nisbatan yaxshi issiqlikka chidamliligi, HCL, HF dan tashqari ko'plab agressiv muhitlarda yuqori korroziyaga chidamliligini birlashtiradi. a-titan qotishmalari qarimaydi va geliy haroratigacha (-2720C) kriogen qurilmalarda qo'llaniladi. Titan qotishmalarining kamchiliklaridan biri ularning kesish asboblari bilan yomon ishlov berish qobiliyatidir.

Titan. Titanning ixtirosi. Titan va uning qotishmalari.

Titanning kashfiyotchisi 28 yoshli ingliz rohib Uilyam Gregor hisoblanadi. 1790 yilda o'z cherkovida mineralogik tadqiqotlar olib borar ekan, u Angliyaning janubi-g'arbiy qismidagi Menaken vodiysida qora qumning tarqalishi va g'ayrioddiy xususiyatlariga e'tibor qaratdi va uni o'rganishga kirishdi. Qumda ruhoniy oddiy magnit tomonidan tortilgan qora porloq mineralning donalarini topdi. 1925 yilda Van Arkel va de Bur tomonidan yodid usulida olingan eng sof titan egiluvchan va texnologik metall bo'lib, ko'plab qimmatli xususiyatlarga ega bo'lib, ko'plab dizaynerlar va muhandislarning e'tiborini tortdi. 1940 yilda Kroll rudalardan titanni olishning magniy-termik usulini taklif qildi, bu hozirgi vaqtda ham asosiy hisoblanadi. 1947 yilda birinchi 45 kg tijorat sof titan ishlab chiqarildi.

Titan shuningdek, vodorod (gidridlar), azot (nitridlar), uglerod (karbidlar), fosfor (fosfitlar), mishyak (arsidlar) bilan birikmalar, shuningdek, ko'plab metallar bilan birikmalar - intermetall birikmalar hosil qiladi. Titan nafaqat oddiy, balki ko'plab murakkab birikmalar hosil qiladi, uning organik moddalar bilan ko'plab birikmalari ma'lum. Titan ishtirok etishi mumkin bo'lgan birikmalar ro'yxatidan ko'rinib turibdiki, u kimyoviy jihatdan juda faol. Shu bilan birga, titan korroziyaga chidamliligi juda yuqori bo'lgan kam sonli metallardan biridir: u havoda, sovuq va qaynoq suvda amalda abadiydir, dengiz suvida, noorganik va organik tuzlarning ko'p eritmalarida juda chidamli. kislotalar. Dengiz suvida korroziyaga chidamliligi bo'yicha u barcha metallardan ustun turadi, olijanob metallar - oltin, platina va boshqalar, zanglamaydigan po'lat, nikel, mis va boshqa qotishmalarning ko'p turlaridan tashqari. Suvda, ko'plab agressiv muhitda, sof titan korroziyaga duchor bo'lmaydi. Metallga kimyoviy va mexanik ta'sirlarning kombinatsiyasi natijasida titanium va eroziya korroziyasiga qarshi turadi. Shu nuqtai nazardan, u zanglamaydigan po'latlar, mis asosidagi qotishmalar va boshqa strukturaviy materiallarning eng yaxshi navlaridan kam emas. Titan, shuningdek, charchoq korroziyasiga yaxshi qarshilik ko'rsatadi, bu ko'pincha metallning yaxlitligi va mustahkamligi (yorilish, mahalliy korroziya markazlari va boshqalar) buzilishi shaklida namoyon bo'ladi. Azot, xlorid, oltingugurt, "aqua regia" va boshqa kislotalar va ishqorlar kabi ko'plab agressiv muhitda titanning xatti-harakati ushbu metall uchun hayratlanarli va hayratlanarli.

Titan engil metall bo'lib, uning zichligi 0 ° C da atigi 4,517 g / sm8, 100 ° S da 4,506 g / sm3 ni tashkil qiladi. Titan solishtirma ogʻirligi 5 g/sm3 dan kam boʻlgan metallar guruhiga kiradi. Bu o'ziga xos og'irligi 0,9-1,5 g / sm3, magniy (1,7 g / sm3), alyuminiy (2,7 g / sm3) va boshqalar bo'lgan barcha gidroksidi metallar (natriy, kadiy, litiy, rubidiy, seziy) o'z ichiga oladi. Titaniumdan ko'proq. Alyuminiydan 1,5 baravar og'irroq va bunda, albatta, uni yo'qotadi, lekin u temirdan 1,5 baravar engilroq (7,8 g / sm3). Biroq, o'ziga xos zichlikda alyuminiy va temir o'rtasida oraliq o'rinni egallagan titan mexanik xususiyatlari bo'yicha ulardan ko'p marta ustundir.). Titan sezilarli qattiqlikka ega: u alyuminiydan 12 barobar, temir va misdan 4 baravar qattiqroq. Metallning yana bir muhim xususiyati uning oquvchanligidir. U qanchalik baland bo'lsa, ushbu metalldan tayyorlangan qismlar operatsion yuklarga qanchalik yaxshi qarshilik ko'rsatadi. Titanning oquvchanligi alyuminiynikidan deyarli 18 baravar yuqori. Titan qotishmalarining o'ziga xos kuchini 1,5-2 marta oshirish mumkin. Uning yuqori mexanik xususiyatlari bir necha yuz darajagacha bo'lgan haroratlarda yaxshi saqlanadi. Sof titan issiq va sovuq holatda ishlov berishning barcha turlari uchun javob beradi: uni temir kabi zarb qilish, chizish va hatto sim qilish, qalinligi 0,01 mm gacha bo'lgan choyshablar, lentalar va plyonkalarga o'rash mumkin.

Bugungi kunda titanium qotishmalari aviatsiya texnologiyasida keng qo'llaniladi. Titan qotishmalari birinchi marta sanoat miqyosida samolyot reaktiv dvigatellarini qurishda ishlatilgan. Reaktiv dvigatellarni loyihalashda titandan foydalanish ularning vaznini 10...25% ga kamaytirish imkonini beradi. Xususan, titanium qotishmalaridan kompressor disklari va pichoqlari, havo olish qismlari, hidoyat qanotlari va mahkamlagichlar ishlab chiqariladi. Titan qotishmalari tovushdan tez uchadigan samolyotlar uchun ajralmas hisoblanadi. Samolyotning parvoz tezligining oshishi terining haroratining oshishiga olib keldi, buning natijasida alyuminiy qotishmalari tovushdan yuqori tezlikda aviatsiya texnologiyasi qo'yadigan talablarga javob bermaydi. Bu holda terining harorati 246 ... 316 ° S ga etadi. Bunday sharoitda titanium qotishmalari eng maqbul material bo'lib chiqdi. 70-yillarda fuqarolik samolyotlarining korpusi uchun titanium qotishmalaridan foydalanish sezilarli darajada oshdi. O'rta masofali TU-204 samolyotida titanium qotishmalaridan tayyorlangan qismlarning umumiy massasi 2570 kg ni tashkil qiladi. Vertolyotlarda titandan foydalanish, asosan, asosiy rotor tizimining qismlari, haydovchi va boshqaruv tizimining qismlari uchun asta-sekin kengayib bormoqda. Raketa fanida titanium qotishmalari muhim o'rinni egallaydi.
Dengiz suvida korroziyaga chidamliligi yuqori bo'lganligi sababli titan va uning qotishmalari kemasozlikda pervanellar, kema qoplamalari, suv osti kemalari, torpedalar va boshqalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Chig'anoqlar titan va uning qotishmalariga yopishmaydi, bu esa idishning harakatlanishida uning qarshiligini keskin oshiradi. Asta-sekin titanni qo'llash sohalari kengayib bormoqda. Titan va uning qotishmalari kimyo, neft-kimyo, sellyuloza-qog'oz va oziq-ovqat sanoati, rangli metallurgiya, energetika, elektronika, yadro texnologiyasi, elektrokaplama, qurol-yarog' ishlab chiqarishda, zirhli plitalar, jarrohlik asboblari, jarrohlik implantlari, tuzsizlantirish zavodlari, poyga avtomobili qismlari, sport anjomlari (golf klublari, toqqa chiqish uchun uskunalar), soat qismlari va hatto zargarlik buyumlari. Titanni nitridlash uning yuzasida go'zalligi bo'yicha haqiqiy oltindan kam bo'lmagan oltin plyonka hosil bo'lishiga olib keladi.

Titan va uning qotishmalari atm yuqori korroziyaga chidamliligiga ega. sharoitlar, chuchuk va dengiz suvlari, ko'pchilik xloridlarning eritmalari, gipoxloritlar, xlor dioksidi va boshqalar. mineral tuzlar to-t ham normal, ham yuqori haroratlarda. Titan va uning qotishmalari kislotali oksidlanishlarda ham yuqori korroziyaga chidamliligiga ega. muhitlar (azotli va xromli - siz va boshqalar) va ishqorlar eritmasida. Oksidlanmagan kislotalarda (oltingugurt, xlorid), titan qoniqarli ta'sir ko'rsatadi. normal temp-pax va korroziyaga qarshilik konsentratsiyasi to-t 8-10% gacha. Haroratning oshishi, to-t va gidroksidi konsentratsiyasi bilan titanning korroziya tezligi keskin oshadi. Sulfat kislota uchun 40 va 75% konsentratsiyalarga to'g'ri keladigan ikkita maksimal korroziya darajasi kuzatiladi. 40% sulfat kislotada korroziya jarayoni vodorodning chiqishi bilan davom etadi, bu turdagi kislota eng yuqori elektr o'tkazuvchanligi va vodorod ionlarining maksimal konsentratsiyasi bilan tavsiflanadi. 75% li eritmada korroziya jarayoni sulfat kislotaning H3S va erkin oltingugurtgacha qaytarilishi bilan kechadi va yuqori konsentratsiyalarda (80-90%) SO2 va erkin oltingugurt ajralib chiqadi. Fosfor kislotasida titan nisbatan chidamliroq va 30% eritmagacha yuqori korroziyaga chidamliligini saqlaydi; konsentratsiyaning oshishi bilan korroziya tezligi oshadi. Oksidlovchi moddalarning qo'shimchalari (K2Cr207; HNOs; Fe + + +; Cu + +) titan va uning qotishmalarining xlorid va sulfat kislotalarda korroziya tezligini keskin kamaytiradi.

Titan: a- titan- olti burchakli, b- titan- kub ...