Какими магнитными свойствами обладает атом титана

Уникальные физико-технические свойства титана – лёгкость, особая прочность и высокая коррозионная стойкость сделали его одним из основных композиционных материалов, широко востребованных практически во всех областях машиностроения и во многих отраслях промышленности.

Однако всё большее применение находят и другие особенности титана, обусловленные его температурными, электрическими и магнитными свойствами.

Чистый, без примесей, титан имеет очень высокую температуру плавления (около 1660°C), по тугоплавкости он уступает только таким металлам, как молибден, тантал, вольфрам, платиноиды, ниобий, цирконий и рений. Теплопроводность титана составляет 22,065 Вт/(м.К), что примерно в 7 раз ниже, чем теплопроводность магния, в 3 – железа, в 17 – меди и алюминия. Коэффициент термического расширения у титана самый маленький по сравнению с другими металлами: при температуре 20°C он в 3 раза меньше, чем у алюминия, в 1,5 – чем у железа и в 2 – чем у меди. Поэтому такие качества титана, как твёрдость и прочность сохраняются при достаточно высоких температурах – до +450-500°C, для некоторых сплавов титана этот предел достигает +650°C. При понижении температуры титан сохраняет хорошую пластичность при некотором увеличении прочностных характеристик, и это ещё больше расширяет температурный диапазон его использования. Сейчас титановые сплавы применяются для условий от -250 до +550 °С.

При нагревании, даже незначительном, проявляется одно из главных свойств титана – его способность активно поглощать газы: водород – начиная с 50-70°С, кислород – свыше 400°С, азот, углекислый газ и окись углерода – с 600°С. Такая высокая химическая активность титана требует соблюдения особых условий при его плавке или сварке. Вместе с тем способность к газопоглощению обеспечила титану применение в электронной и радиопромышленности в качестве геттерного материала.

Наряду с тем, что титан обладает низкой теплопроводностью, он является также плохим проводником электричества. При температуре 20°C, в зависимости от содержащихся примесей, удельное электросопротивление титана колеблется в интервале 0,42-0,55 мкОм*м. Для сравнения: если принять за 100% электропроводность серебра, то медь будет обладать электропроводностью 94%, алюминий – 55%, железо и ртуть – 2%, а титан –лишь 0,3%. Но при температурах ниже -272°C титан становится сверхпроводником электричества, и это его свойство открывает новые перспективы применения титановых сплавов в областях, связанных с генерированием, передачей на большие расстояния и использованием электроэнергии.

Ещё более привлекательным для применения в электротехнике делает титан его слабая магнитная восприимчивость, характеризующаяся коэффициентом магнитной проницаемости, равным 1, 00004. То есть титан, так же как, например, алюминий, относится к парамагнитным металлам, которые не намагничиваются подобно железу или никелю в магнитном поле, но и не выталкиваются из него, как медь, серебро или золото. Это свойство титана с успехом используется как в производстве специального немагнитного оборудования, техники, приборов и машин, так и в медицине для создания имплантатов и протезов. В последнем случае особую ценность титановым конструкциям придаёт то, что их низкая электропроводность и слабая намагничиваемость не препятствуют проведению любых физиотерапевтических процедур.

Источник

Техническая характеристика

Сплавы титана отличаются точностью химического состава, тщательностью изготовления и отсутствием примесей. Во многом механические свойства титана зависят от того, какие элементы входят в состав примесей, а также их количество и соотношение. При этом невозможно упустить тот общеизвестный факт, что данный элемент обладает целым рядом достоинств. Титан отличает:

·высокая удельная прочность;

·коррозионная стойкость;

·высокая пластичность;

·хорошая ударная вязкость.

Механическая прочность титана с повышением температуры выше 250 °C теряется почти вдвое. Положение спасают сплавы титана, в которых этот недостаток нивелируется. Зато титан отличается исключительной коррозионной стойкостью. Коррозионную стойкость оценивают по величине потерь с 1 кв. метра поверхности.

Коррозионная стойкость	вес потерь с 1 кв. метра	Оценка в баллах
Исключительно стойкие	Менее 0,001 г	1
Весьма стойкие	0,001 — 0,005	2
	0,005 — 0,01 г	3
Стойкие	0,01 — 0,05 г	4
	0,05 — 0,1 г	5
Удовлетворительно стойкие	0,1 — 0,3 г	6
Малостойкие	0,3 — 1,0 г	7
	1 — 5,0 г	8
Нестойкие	Более 5 г.	9

При сравнительных испытаниях коррозионной стойкости в промышленной и морской атмосфере выяснилось, что на алюминиевых сплавах, нержавеющих сталях, медно-никелевых сплавах и на сплаве инконель за пятилетний срок появились видимые признаки коррозии, тогда как титановая пластина не потеряла свой первоначальный блеск. Такая коррозионная стойкость обусловлена наличием на поверхности титана пассивной оксидной плёнки, предохраняющей металл от контакта с агрессивным агентом.

Титан особенно стоек к коррозии в присутствии кислорода. Так, например, в условиях воздушной аэрации титан практически не подвергается коррозии в муравьиной кислоте любой концентрации до температуры 100 °C, тогда как без аэрации быстро корродирует в 25% растворе муравьиной кислоты.

Обзор сплавов ТИТАНА

Пластичные сплавы с низкой прочностью

Марка сплава	Процент легирующих добавок	Предел прочности кгс/мм2	Рабочая температура
ВТ-1	Технически чистый титан	30 — 50	100 — 200
ВТ1−0	Технически чистый титан	30 — 50	100 — 200
ВТ1−00	Технически чистый титан	30 — 50	100 — 200

Пластичные сплавы со средней прочностью

Марка сплава	Процент легирующих добавок	Предел прочности кгс/мм2	Рабочая температура
АТ-2	2,5 Zr, 1,5 Mo	50 — 80	200 — 300
ОТ4−1	1−2,5 Al, 0,7−2 Mn	50 — 80	200 — 300
ОТ4	3,5−5 Al, 0,8−2 Mn	50 — 80	200 — 300
АТ-3	3 Al, 1,5%(Cr+Fe+Si+B)	50 — 80	200 — 300
ВТ5−1	4−6 Al, 2−3 Sn	50 — 80	200 — 300

Конструкционные сплавы с повышенной прочностью

Марка сплава	Процент легирующих добавок	Предел прочности кгс/мм2	Рабочая температура
ВТ-4	3,5−4,5 Al, 0,8−2 Mn	80 — 100	300 — 450
ОТ4−2	5,5−7 Al, 0,2−1,8 Mn	80 — 100	300 — 450
ВТ5	4,3−6,2 Al	80 — 100	300 — 450
ВТ-6	5,5−7 Al, 4,2−6 V	80 — 100	300 — 450
ВТ-6с	5−6,5 Al, 5,5−4,5 V	80 — 100	300 — 450
ВТ-20	5,5−7,5 Al, 1,-2,5 Zr, 0,5−2 Mo, 0,8−1,8 V	80 — 100	300 — 450
АТ-4	4,5 Al, 1,5%(Cr+Fe+Si+B)	80 — 100	300 — 450
АТ-6	6 Al, 1,5 (Cr+Fe+Si+B)	80 — 100	300 — 450

Повышенная коррозионная стойкость сплавов

Марка сплава	Процент легирующих добавок	Предел прочности кгс/мм2	Рабочая температура
4200	0,2 Pd	60 — 100	300 — 600
4201	31−35 Mo	60 — 100	300 — 600
4204	5 Ta	60 — 100	300 — 600
НТ60	40−50 Nb	60 — 100	300 — 600
СТ!	Ti-Al-Zr-Sn	60 — 100	300 — 600
СТ4	Ti-Al-Sn-Mo-Sr	60 — 100	300 — 600
СТ6	Ti-Al-Zr-W	60 — 100	300 — 600

Высокопрочные сплавы с нестабильной β-структурой

Марка сплава	Процент легирующих добавок	Предел прочности кгс/мм2	Рабочая температура
ВТ-14	3,5−6,3 Al, 2,5−3,5 Mo, 0,9−1,9 V	110 — 160	300 — 400
ВТ-15	2,5−3,5 Al, 6,8−8 Mo, 9,5−11 Cr	110 — 160	300 — 400
ВТ-16	1,6−3 Al, 4,5−5,5 Mo, 4−5 V	110 — 160	300 — 400
ВТ-22	4,4−5,9 Al, 4−5,5 Mo, 4−5,5 V, 0,5−2 Cr, 0,2−4 Si, 0,2−0,5 Fe	110 — 160	300 — 400
ТС-6	3 Al, 5 Mo, 6 V, 11 Cr	110 — 160	300 — 400

α и β сплавы

Сплавы титана характеризуются точностью химического состава, тщательностью изготовления, отсутствием примесей. Сплавы титана классифицируются:

α-сплав	Псевдо-α сплав	α +β сплав	Псевдо-β сплав	β сплав
ВТ1	ОТ4	ВТ-6	ВТ16	4201
ВТ1−0	ОТ4−0	ВТ3−1	ВС-6
ВТ1−00	ОТ4−1	ВТ-14
ВТ5	ОТ4−2	ВТ-16
ВТ5−1	АТ-2	ВТ-22
4200	АТ-3
	АТ-4
	ВТ20

Магнитные свойства

Относительно того, что из себя представляют магнитные свойства титана, то здесь также есть некоторые особенности. Дело в том, что титан является парамагнитным металлом. Таким образом его магнитная восприимчивость при увеличении температуры должна уменьшаться. Но поскольку титан — это исключение из правил, то его чувствительность наоборот — возрастает при нагревании.

Технологические свойства

Еще одним преимуществом металла выступают технологические свойства титана, которые значительно расширяют сферу его применения. Речь идет о таких параметрах, как пластичность, прочность сварного соединения, стойкость к негативному воздействию внешней среды (криогенные температуры, морская вода, азотная кислота). Узнать более подробно о том, какими свойствами обладает титан можно с других страниц нашего сайта, посвященным конкретным маркам стали.

Поставщик

Вас интересуют магнитные, механические и технологические свойства титана? Поставщик «Ауремо» предлагает купить титановый прокат на выгодных условиях. Большой выбор на складе. Соответствие ГОСТ и международным стандартам качества. Всегда в наличии титановый прокат, цена — оптимальная от поставщика. Купить титановый прокат сегодня. Оптовым заказчикам цена — льготная.

Купить, выгодная цена

Поставщик «Ауремо» предлагает на выгодных условиях титановый прокат, цена — обусловлена технологическими особенностями производства без включения дополнительных затрат. На сайте компании отображена самая оперативная информация. Под заказ можно купить продукцию нестандартных параметров. Цена заказа зависит от объема и дополнительных условий поставки. Поставщик «Ауремо» приглашает купить титановый прокат оптом или в рассрочку. В данном сегменте компания «Ауремо» — выгодный поставщик. Купить титановый прокат сегодня. Лучшая цена от поставщика. Ждем ваших заказов.

Источник

По магнитным свойствам различают диамагнитные металлы (выталкиваемые из магнитного поля) и парамагнитные (втягиваемые магнитным полем). Диамагнитны медь, серебро, золото, цинк, кадмий, ртуть, цирконий. Парамагнитными считают скандий, иттрий, лантан, титан, ванадий, ниобий, тантал, хром, молибден, вольфрам, марганец, рений, рутений, радий, палладий, осмий, иридий, платину. Железо, кобальт и никель обладают ферромагнетизмом, т. е. особенно высокой магнитной восприимчивостью. [c.257]

Аномальная магнитная анизотропия в графите в значительной ере нарушается при частичном окислении в смеси азотной и сер-той кислот, когда образуется так называемый синий графит [85]. Титан и цирконий исследовались Клеимом, Сквайром и Кауфманом [86]. Восприимчивость этих элементов имеет некоторые характерные особенности. С возрастанием температуры, как это видно из фиг. 47, их восприимчивость возрастает до тех пор, пока не достигается аномальная область вблизи 1200° К для ти-гана и 1000° К для циркония. Эти аномалии не связаны с гистерезисом, полностью воспроизводимы и несомненно связаны изменением кристаллической структуры. Для циркония это изменение особенно поразительно, так как его восприимчивость возрастает почти вертикально, когда температура достигает 1100° К, а затем внезапно становится почти независимой от температуры. Эти изменения происходят параллельно изменениям электрической проводимости, удельной теплоемкости и теплопро- [c.213]

Поскольку большая часть железа находится в виде обособленных минералов, постольку возможно механическое их удаление. Концентрат подвергают восстановительному обжигу при 900—1000°, в результате обжига повышается магнитная восприимчивость железосодержащих минералов (см. табл. 61), часть окислов железа восстанавливается до металла. Затем концентрат подвергают магнитной сепарации. Так как железо входит в основном в минералы, содержащие титан, то при этом удаляется и он. В очищенном концентрате содержание ТЮг уменьшается до 0,04—0,07%, а РегОз — до 0,04—0,06% [12, 59,77—78]. [c.313]

Титан парамагнитен атомная магнитная восприимчивость его при 20°С равна 0,152 магнитная проницаемость 1,00004. [c.262]

Удельная магнитная восприимчивость титана Титан обладает парамагнитными свойствами. [c.178]

Поскольку четырехвалентный титан диамагнитен, а трехвалентный— парамагнитен (магнитный момент равен 1,73 Цв), то с помощью метода ЭПР можно изучать строение комплексов, содержащих титан только в трехвалентном состоянии. Измеряя интенсивность сигнала ЭПР или магнитную восприимчивость растворов комплексов трехвалентного титана, определяют (примерно с одинаковой точностью) концентрацию парамагнитных частиц, которая равна концентрации трехвалентного титана [50]. [c.30]

При действии фторида водорода на титан при нагреаании образуется фторид титана. Согласно рентгеноструктурному исследованию кристаллы его относятся к структурному типу ReOs-Исследование магнитной восприимчивости свидетельствует о том, что соединение парамагнитно (один неспаренный электрон на один атом Т1). Какой фторид титана образовался Напишите уравнение реакции. [c.123]

Титан выше 73 К парамагнитен. Магнитная восприимчивость при комнатной температуре составляет х=3,2-10 и с повыщеиием температуры возрастает приблизительно линейно от 73 до 1073 К. Температурный коэффициент магнитной восприимчивости в этом интервале составляет около 0,0012-10 К . В области аэ= Р-превращення наблюдается сильное возрастание восприимчивости. Магнитная восприимчивость Р-титана слабо зависит ог температуры. [c.243]

Магнитные свойства элементов этой группы мало иеследо-,ны. Они должны быть парамагнитными во всех состояниях, юме четырехвалентного. Квасцы титана имеют парамагнит-то восприимчивость, соответствующую только спиновой фор-7ле. Это было теоретически проверено Ван-Флеком [128]. Не- тсрые исследования диаграммы состояния системы титан — кис-фод будут упомянуты ниже. [c.111]

Источник

Нихром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Фехраль

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Продукция

Описание

Магнитомягкие

Магнитотвердые

С заданным ТКЛР

С заданной упругостью

С высоким эл. сопротивлением

Сверхпроводники

Термобиметаллы

Титан обладает высокой прочностью, хорошей коррозионной стойкостью и при этом имеет сравнительно небольшую массу, что делает его применение незаменимым в областях, где важны хорошие механические свойства изделий одновременно с их массой. На странице представлено описание данного металла: физические, химические свойства, области применения, марки и его сплавов, виды продукции.

Основные сведения

Титан – химический элемент с порядковым номером 22, атомный вес 47,88, легкий серебристо-белый металл. Плотность 4,51 г/см3, Tпл=1668+(-)5 °С, Tкип=3260 °С. Данный материал сочетает легкость, прочность, высокую коррозионную стойкость, низкий коэффициент теплового расширения, возможность работы в широком диапазоне температур.

История открытия

Оксид титана TiO2 впервые был обнаружен в 1789 году английским ученым, специалистом в области минералогии У. Грегором, который при исследовании магнитного железистого песка выделил окись неизвестного металла, назвав ее менакеновой. Первый образец металлического титана получил в 1825 году шведский химик и минераловед Й. Я. Берцелиус.

Свойства титана

В периодической системе элементов Д. И. Менделеева Ti расположен в IV группе 4-го периода под номером 22. В важнейших и наиболее устойчивых соединениях металл четырехвалентен. По внешнему виду похож на сталь. Титан относится к переходным элементам. Данный металл плавится при довольно высокой температуре (1668±4 °С) и кипит при 3300 °С, скрытая теплота плавления и испарения почти в два раза больше, чем у железа.

Известны две аллотропические модификации титана (две разновидности данного металла, имеющие одинаковый химический состав, но различное строение и свойства). Низкотемпературная альфа-модификация, существующая до 882,5 °С и высокотемпературная бетта-модификация, устойчивая от 882,5 °С и до температуры плавления.

По плотности и удельной теплоемкости титан занимает промежуточное место между двумя основными конструкционными металлами: алюминием и железом. Стоит также отметить, что его механическая прочность примерно вдвое больше, чем чистого железа, и почти в шесть раз выше, чем алюминия. Но указанный материал может активно поглощать кислород, азот и водород, которые резко снижают пластические свойства металла. С углеродом титан образует тугоплавкие карбиды, обладающие высокой твердостью.

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза – железа. Коэффициент термического расширения при комнатной температуре сравнительно мал, с повышением температуры он возрастает.

Модули упругости титана невелики и обнаруживают существенную анизотропию. Модули упругости характеризуют способность материала упруго деформироваться при приложении к нему силы. Анизотропия заключается в различии свойств упругости в зависимости от направления действия силы. С повышением температуры до 350 °С модули упругости уменьшаются почти по линейному закону. Небольшое значение модулей упругости Ti – существенный его недостаток, т.к. в некоторых случаях для получения достаточно жестких конструкций приходится применять большие сечения изделий по сравнению с теми, которые следуют из условий прочности.

Титан имеет довольно высокое удельное электросопротивление, которое в зависимости от содержания примесей колеблется в пределах от 42·10-8 до 80·10-6 Ом·см. При температурах ниже 0,45 К он становится сверхпроводником.

Титан – парамагнитный металл. Обычно у парамагнитных веществ магнитная восприимчивость при нагревании уменьшается. Магнитная восприимчивость характеризует связь между намагниченностью вещества и магнитным полем в этом веществе. Данный материал составляет исключение из этого правила – его восприимчивость существенно увеличивается с температурой.

Физические и механические свойства

Свойство	Титан
Атомный номер	22
Атомная масса	47,00
Плотность при 20°С, г/cм3	4,505
Температура плавления, °С	1668
Температура кипения, °С	3260
Скрытая теплота плавления, Дж/г	358
Скрытая теплота испарения, кДж/г	8,97
Теплота плавления, кДж/моль	18,8
Теплота испарения, кДж/моль	422,6
Молярный объем, см³/моль	10,6
Удельная теплоемкость при 20°С, кДж/(кг·°С)	0,54
Удельная теплопроводность при 20°С, Вт/(м·К)	18,85
Коэффициент линейного термического расширения при 25°С, 10-6 м/мК	8,15
Удельное электросопротивление при 20°С, Ом·см·10-6	45
Модуль нормальной упругости, гПа	112
Модуль сдвига, гПа	41
Коэффициент Пуассона	0,32
Твердость, НВ	130…150
Цвет искры	Ослепительно-белый длинный насыщенный пучок искр
Группа металлов	Тугоплавкий, легкий металл

Химические свойства

Свойство	Титан
Ковалентный радиус:	132 пм
Радиус иона:	(+4e) 68 (+2e) 94 пм
Электроотрицательность (по Полингу):	1,54
Электродный потенциал:	– 1,63
Степени окисления:	2, 3, 4

Марки титана и сплавов

Наиболее распространенными марками титана являются ВТ1-0, ВТ1-00, ВТ1-00св. Титан указанных марок называется техническим. Данные марки не содержат в своем составе легирующие элементы, только незначительное количество примесей. Содержание Ti в марке ВТ1-0 составляет приблизительно 99,24-99,7%, в ВТ1-00 – 99,58-99,9%, ВТ1-00св – 99,39-99,9%. ВТ1-0, ВТ1-00 поставляется в виде листов, плит, прутков и труб. Проволока чаще всего используется для различных сварочных целей и производится из марки ВТ1-00св.

В настоящее время известно довольно большое число серийных титановых сплавов, отличающихся по химическому составу, механическим и технологическим свойствам. Наиболее распространенные легирующие элементы в таких материалах: алюминий, ванадий, молибден, марганец, хром, кремний, олово, цирконий, железо.

Титановый сплав ВТ5 содержит 5% алюминия. Он отличается более высокими прочностными свойствами по сравнению с титаном, но его технологичность невелика. Сплав куется, прокатывается, штампуется и хорошо сваривается. Из марки ВТ5 получают титановые прутки (круги), проволоку и трубы, а также листы. Его применяют при изготовлении деталей, работающих при температуре до 400 °С.

Сплав титана ВТ5-1 помимо 5% алюминия содержит 2-3% олова. Олово улучшает его технологические свойства. Из марки ВТ5-1 изготавливают все виды полуфабрикатов, получаемых обработкой давлением: титановые плиты, а также листы, поковки, штамповки, профили, трубы и проволоку. Он предназначен для изготовления изделий, работающих в широком интервале температур: от криогенных (отрицательных) до + 450 °С.

Титановые сплавы ОТ4 и ОТ4-1 в качестве легирующих элементов содержат алюминий и марганец. Они обладают высокой технологической пластичностью (хорошо деформируются в горячем и холодном состоянии) и хорошо свариваются всеми видами сварки. Указанный материал идет, в основном, на изготовление титановых плит и листов, лент и полос, а также прутков и кругов, поковок, профилей и труб. Из титановых сплавов ОТ4 и ОТ4-1 изготовляют с применением сварки, штамповки и гибки детали, работающие до температуры 350 °С. Данные материалы имеют недостатки: 1) сравнительно невысокая прочность и жаропрочность; 2) большая склонность к водородной хрупкости. В сплаве ПТ3В марганец заменяется на ванадий.

Титановый сплав ВТ20 разрабатывали как более прочный листовой материал по сравнению с ВТ5-1. Упрочнение марки ВТ20 обусловлено ее легированием, помимо алюминия, цирконием и небольшими количествами молибдена и ванадия. Технологическая пластичность сплава ВТ20 невысока из-за большого содержания алюминия, однако, он отличается высокой жаропрочностью. Данный материал хорошо сваривается, прочность сварного соединения равна прочности основного металла. Сплав предназначен для изготовления изделий, работающих длительное время при температурах до 500 °С.

Титановый сплав ВТ3-1 относится к системе Ti – Al – Cr – Mo – Fe – Si. Он обычно подвергается изотермическому отжигу. Такой отжиг обеспечивает наиболее высокую термическую стабильность и максимальную пластичность. Марка ВТ3-1 относится к числу наиболее освоенных в производстве сплавов. Он предназначен для длительной работы при 400 – 450 °С; это жаропрочный материал с довольно высокой длительной прочностью. Из него поставляют прутки (титановые круги), профили, плиты, поковки, штамповки.

Достоинства / недостатки

малая плотность (4500 кг/м3) способствует уменьшению массы выпускаемых изделий;
высокая механическая прочность. Стоит отметить, что при повышенных температурах (250-500 °С) титановые сплавы по прочности превосходят высокопрочные сплавы алюминия и магния;
необычайно высокая коррозионная стойкость, обусловленная способностью Ti образовывать на поверхности тонкие (5-15 мкм) сплошные пленки оксида ТiO2, прочно связанные с массой металла;
удельная прочность (отношение прочности и плотности) лучших титановых сплавов достигает 30-35 и более, что почти вдвое превышает удельную прочность легированных сталей.

высокая стоимость производства, Ti значительно дороже железа, алюминия, меди, магния;
активное взаимодействие при высоких температурах, особенно в жидком состоянии, со всеми газами, составляющими атмосферу, в результате чего Ti и его сплавы можно плавить лишь в вакууме или в среде инертных газов;
трудности вовлечения в производство титановых отходов;
плохие антифрикционные свойства, обусловленные налипанием Ti на многие материалы; титан в паре с титаном вообще не может работать на трение;
высокая склонность Ti и многих его сплавов к водородной хрупкости и солевой коррозии;
плохая обрабатываемость резанием, аналогичная обрабатываемости нержавеющих сталей аустенитного класса;
большая химическая активность, склонность к росту зерна при высокой температуре и фазовые превращения при сварочном цикле вызывают трудности при сварке титана.

Области применения

Основная часть титана расходуется на нужды авиационной и ракетной техники и морского судостроения. Его, а также ферротитан используют как легирующую добавку к качественным сталям и как раскислитель. Технический титан идет на изготовление емкостей, химических реакторов, трубопроводов, арматуры, насосов, клапанов и других изделий, работающих в агрессивных средах. Из компактного титана изготавливают сетки и другие детали электровакуумных приборов, работающих при высоких температурах.

По использованию в качестве конструкционного материала Ti находится на 4-ом месте, уступая лишь Al, Fe и Mg. Алюминиды титана являются очень стойкими к окислению и жаропрочными, что в свою очередь определило их использование в авиации и автомобилестроении в качестве конструкционных материалов. Биологическая безвредность данного металла делает его превосходным материалом для пищевой промышленности и восстановительной хирургии.

Титан и его сплавы нашли широкое применение в технике ввиду своей высокой механической прочности, которая сохраняется при высоких температурах, коррозионной стойкости, жаропрочности, удельной прочности, малой плотности и прочих полезных свойств. Высокая стоимость данного металла и материалов на его основе во многих случаях компенсируется их большей работоспособностью, а в некоторых случаях они являются единственным сырьем, из которого можно изготовить оборудование или конструкции, способные работать в данных конкретных условиях.

Титановые сплавы играют большую роль в авиационной технике, где стремятся получить наиболее легкую конструкцию в сочетании с необходимой прочностью. Ti легок по сравнению с другими металлами, но в то же время может работать при высоких температурах. Из материалов на основе Ti изготавливают обшивку, детали крепления, силовой набор, детали шасси, различные агрегаты. Также данные материалы применяются в конструкциях авиационных реактивных двигателей. Это позволяет уменьшить их массу на 10-25%. Из титановых сплавов производят диски и лопатки компрессоров, детали воздухозаборников и направляющих в двигателях, различный крепеж.

Еще одной областью применения является ракетостроение. Ввиду кратковременной работы двигателей и быстрого прохождения плотных слоев атмосферы в ракетостроении в значительной мере снимаются проблемы усталостной прочности, статической выносливости и отчасти ползучести.

Технический титан из-за недостаточно высокой тепловой прочности не пригоден для применения в авиации, но благодаря исключительно высокому сопротивлению коррозии в ряде случаев незаменим в химической промышленности и судостроении. Так его применяют при изготовлении компрессоров и насосов для перекачки таких агрессивных сред, как серная и соляная кислота и их соли, трубопроводов, запорной арматуры, автоклав, различного рода емкостей, фильтров и т. п. Только Ti обладает коррозионной стойкостью в таких средах, как влажный хлор, водные и кислые растворы хлора, поэтому из данного металла изготовляют оборудование для хлорной промышленности. Также из него делают теплообменники, работающие в коррозионно активных средах, например в азотной кислоте (не дымящей). В судостроении титан используется для изготовления гребных винтов, обшивки морских судов, подводных лодок, торпед и т.д. На данный материал не налипают ракушки, которые резко повышают сопротивление судна при его движении.

Титановые сплавы перспективны для использования во многих других применениях, но их распространение в технике сдерживается высокой стоимостью и недостаточной распространенностью данного металла.

Соединения титана также получили широкое применение в различных отраслях промышленности. Карбид (TiC) обладает высокой твердостью и применяется в производстве режущих инструментов и абразивных материалов. Белый диоксид (TiO2) используется в красках (например, титановые белила), а также при производстве бумаги и пластика. Титанорганические соединения (например, тетрабутоксититан) применяются в качестве катализатора и отвердителя в химической и лакокрасочной промышленности. Неорганические соединения Ti применяются в химической электронной, стекловолоконной промышленности в качестве добавки. Диборид (TiB2)- важный компонент сверхтвердых материалов для обработки металлов. Нитрид (TiN) применяется для покрытия инструментов.

Продукция из титана

Основными видами продукции, которые выпускает промышленность, являются листы и плиты, прутки и круги, титановые трубы, титановая проволока и нить. Вся перечисленная продукция применяется в областях, в которых предъявляются повышенные требования к массе изделий и одновременно к их коррозионной стойкости и прочностным характеристикам.

Источник