Агротранс.Цветной металлопрокат
Алюминиевый,латунный лист,труба,пруток,плита,втулка,круг,бронза,медь
Справочник цветных металлов
Прокат титановый

 

Основные  сведения о титане.  
 
Титан (Ti) (Titanium) - 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. Для технического титана марок ВТ-00 и ВТ1-0 плотность приблизительно 4,32 г/см3. Титан и тиановые сплавы сочетают легкость, прочность, высокую коррозийную стойкость, низкий коэффициент теплового расширения, возможность работы в широком диапозоне температур (от -290°С до 600°С). 
 
История открытия титана 
 
 
Оксид титана TiO2 впервые был обнаружен в 1789 году У. Грегором, который при исследовании магнитного железистого песка выделил окись неизвестного металла, назвав ее менакеновой. Первый образец металлического титана получил в 1825 году Й. Я. Берцелиус. 
 
Свойства титана 
 
В периодической системе элементов Д. И. Менделеева титан расположен в IV группе 4-го периода под номером 22. В важнейших и наиболее устойчивых соединениях он 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 титана почти в два раза больше, чем у железа.  
 
Известны две аллотропические модификации титана. Низкотемпературная альфа-модификация, существующая до 882,5 ° С и высокотемпературная бетта-модификация, устойчивая от 882,5 °С 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 титан 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. С повышеиием температуры до 350°С модули упругости уменьшаются почти по линейному закону. Небольшое значение модулей упругости титана - существенный его недостаток, т.к. в некоторых случаях для получения достаточно жестких конструкций приходится применять большие сечення изделий по сравнению с теми, которые следуют из условий прочности.  
 
Титан имеет довольно высокое удельное электросопротивлеиие, 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. У парамагнитных веществ мапнитная восприимчивость при нагревании обычно уменьшается. Титан составляет исключение из этого правила - его восприимчивость существенно увеличивается с температурой. 
 
Физические и механические свойства титана 
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, 106 К-1     8,15  
Удельное электросопротивление при 20°С, Ом·см·106     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 титана  
Свойство     Молибден  
Ковалентный радиус:     132 пм  
Радиус иона:     (+4e) 68 (+2e) 94 пм  
Электроотрицательность (по Полингу):     1,54 
Электродный потенциал:     0  
Степени окисления:     4, 3  
 
 
Достоинстава / недостатки титана 
Достоинства:  
малая плотность (4500 кг/м3) способствует уменьшению массы используемого материала;  
высокая механическая прочность. Стоит отметить, что при повышенных температурах (250-500 °С) титановые сплавы по прочности превосходят высокопрочные сплавы алюминия и магния;  
необычайнао высокая коррозионная стойкость, обусловленная способностью титана 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.  
Недостатки:  
высокая стоимость производства, титан значительно дороже железа, алюминия, меди, магния;  
активное взаимодействие при высоких температурах, особенно в жидком состоянии, со всеми газами, составляющими атмосферу, в результате чего титан и его сплавы можно плавить лишь в вакууме или в среде инертных газов;  
трудности вовлечения в производство титановых отходов;  
плохие антифрикционные свойства, обусловлснные налипанием титана иа многие материалы, титан в паре с титаном не может работать на трение;  
высокая склонность титана и миогих 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.  
 
 
Применение титана 
 
 
Основная часть титана расходуется на нужды авиационной и ракетной техникии и морского судостроения. Титан (ферротитан) используют в качестве лигирующей добавки 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 элетктровакуумных приборов, работающих при высоких температурах.  
 
По использованию в качестве конструкционного материала титан 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 титана делает его превосходным материалом для пищевой промышленности и восстановительной хирургии.  
 
Титан и его сплавы нашли широкое применеие в технике ввиду своей высокой мехнической прочности, которая сохраняется при высоких температурах, коррозионной стойкости, жаропрочности, удельной прочности, малой плотности и прочих полезных свойств. Высокая стоимость титана и его сплавов во многих случаях компенсируется их большей работоспособностью, а в некоторых случаях они являются единственным материалом, 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. Титан легок по сравнению с другими металлами, но в то же время может работать при высоких температурах (см. рис.2). Из титановых сплавов изготовляют 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 компрессора, детали воздухозаборника и направляющего аппарата, крепеж.  
 
Также титан и его сплавы используют в ракетостроении. 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 теплопрочности не пригоден для применення 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 титан обладает коррозионной стойкостью в таких средах, как влажный хлор, водные и кислые растворы хлора, поэтому из данного металла изготовляют оборудование для хлорной промышленности. Из титана делают теплообменникн, работающие в коррозионно активных средах, например в азотной кислоте (не дымящей). В судостоении титан используется для изготовления гребных винтов, обшивки морских судов, подводных лодок, торпед и т.д. На титан и его сплавы 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 дефицитностью титана.  
 
Соединения титана также получили широкое применение в различных отраслях промышленности. Карбид титана обладает высокой твердостью и применяется в производстве режущих инструментов и абразивных материалов. Белый диоксид титана (TiO2) используется в красках (например, титановые белила), а также при производстве бумаги и пластика. Титанорганические соединения (напр. тетрабутоксититан) применяются в качестве катализатора и отвердителя в химической и лакокрасочной промышленности. Неорганические соединения титана применяются в химической электронной, стекловолоконной промышленности в качестве добавки. Диборид титана — важный компонент сверхтвердых материалов для обработки металлов. Нитрид титана применяется для покрытия инструментов.  
 
Марки и химический состав титана и сплавов 
Стандарт     Марка     Основа %     ДР. %     Средн. содержание примес. и посадок % не более  
ТИТАН ТЕХНИЧЕСКИ ЧИСТЫЙ 
ОСТ 1.90013-81 
ТИТАН И ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ ДЕФОРМИРУЕМЫЕ 
ГОСТ 19807-91    ВТ1-00     Ti осн.     Аl-0,3. Fе-0,15. Si-0,08. С-0,05. N-0,03. Н-0,003. O-0.12  
Прочих примесей - 0,10 (включая Ni+Сu-0,10. Ni-0,08. Cr+Mn-0,01)  
СВАРОЧНАЯ ПРОВОЛОКА 
ГОСТ 27265-87    ВТ1-00св     Ti 99,6     Аl-0,2. Fe-0,15. Si-0,08. С-0,05. N-0,03. Н-0,003. О-0.12.  
Прочих примесей - 0,10  
ТИТАН ТЕХНИЧЕСКИ ЧИСТЫЙ 
ОСТ 1.90013-81 
ТИТАН И ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ ДЕФОРМИРУЕМЫЕ 
ГОСТ 19807-91    ВТ1-0     Ti осн.     Аl-0,7. Fе-0,25. Si-0,10. С-0,07. N-0,04. 0-0,20. Н-0,010.  
Прочих примесей-0,30 (включая Ni+Сu-0,10. Ni-0,08. Cr+Mn-0,01.) 
ТИТАН И ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ ДЕФОРМИРУЕМЫЕ 
ГОСТ 19807-91  
ОСТ1-90013-81    ВТ3-1     Ti осн.     Аl 5,5-7,0(для лопаток А1 до 6,8). Мо 2,0-3,0. Сr 0,8-2,0. Si 0,15-0,4. Fе 0,2-0,7.     Zr-0.50. С-0,10. N-0,05. Н-0,015. O-0,15. Прочих примесей - 0,30  
ТИТАН И ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ ДЕФОРМИРУЕМЫЕ  
ГОСТ 19807-91 
ОСТ1-90013-81     ВТ5     Ti осн.     Аl 4,5-6,2. Мо-0,8. V меньше 1,2. Zr-0,30. Fe-0,30. Si-0,12     C-0,10. N-0,05. H-0,015. O-0,20. Прочих примесей - 0,30 (включая Ni+Cu-0,10. Ni-0,08. Cr+Mn-0,01) 
 
 
Содержание в соединениях тугоплавких металлов в % 
Формула     Название соединения     Молекулярный вес     %  
TiC     Карбид титана     59,91     79,95  
TiCl4     Четыреххлористый титан     189,73     25,25  
Ti02     Двуокись титана (анатаз, рутил)     79,90     59,95  
 
 
Стандарты тугоплавких металлов 
Ti     ГОСТ 27265-87     СВАРОЧНАЯ ТИТАНОВАЯ ПРОВОЛОКА. ВТсв, ОТсв  
Ti     ОСТ1 92020-72     ПРУТКИ ПРЕССОВАННЫЕ ТИТАНОВЫЕ ВТ1-00, ВТ1-0, ВТ5, ВТ5-1, ВТ6  
Ti     ОСТ1 92077-91     Сплавы титановые. Марки  
Ti     ОСТ1. 90013-81     Сплавы титановые. Марки ВТ1-00, ВТ1-0  
Ti     ОСТ1. 90015-71     ПРОВОЛОКА ТИТАНОВАЯ ВТ1-00  
Ti     ОСТ1. 90050-72     ТРУБЫ ТИТАНОВЫЕ ВТ1-00, ВТ1-0  
Ti     ОСТ1. 90173-75     ПРУТКИ КАТАННЫЕ ТИТАНОВЫЕ ВТ1-00, ВТ1-0, ВТ5, ВТ5-1, ВТ6  
Ti     ОСТ1. 90218-76     ЛИСТЫ ТИТАНОВЫЕ ВТ1-00, ВТ1-0, ВТ1-5,ВТ6 

 

Яндекс.Метрика
Яндекс цитирования Агентство Промышленных Новостей

О компании Продукция Анодированный алюминиевый профиль Галерея изображений Справочник цветных металлов Химсырье Доска объявлений