Титан — химический элемент с порядковым номером 22, атомный вес 47,88, легкий серебристо-белый металл. Плотность 4,51 г/см 3 , 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.
Как выглядел изнутри пропавший в Атлантике батискаф «Титан»
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
| Атомный номер | 22 |
| Атомная масса | 47,00 |
| Плотность при 20°С, г/cм 3 | 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
| 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
-
Достоинства:
- малая плотность (4500 кг/м 3 ) 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.
-
Недостатки:
- 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.
Источник: www.metotech.ru
Что такое титан?
Титан – это металлический химический элемент с атомным номером 22, входящий в титановую химическую семью. Он является сильным, легким и коррозионно устойчивым металлом, широко используемым в различных отраслях промышленности и медицине. Свойства титана делают его незаменимым материалом в авиации, медицине, электронике и многих других областях.
История открытия
Титан был открыт в 1791 году английским минералогом Уильямом Грегором. Он обнаружил новый элемент в черной песчанистой руде, названной ильменитом. В 1795 году немецкий химик Мартин Г. Клапрот, изучая руду, подтвердил наличие нового элемента и назвал его титаном в честь мифологических гигантов-титанов, которые были сильными и могущественными.
Месторождения титана на Земле
Титан является одним из самых распространенных элементов в земной коре, где он занимает 9-е место по распространенности. Месторождения титана встречаются по всему миру, но основные концентрации и запасы титановых руд располагаются в нескольких странах. Основными странами-поставщиками титановых руд считаются Австралия, Южная Африка, Канада, Норвегия, Украина и Казахстан. Титан в природе обычно находится в составе минералов, таких как ильменит (FeTiO3) и рутил (TiO2), которые являются основными источниками добычи титана.
Австралия является крупнейшим производителем титана, обеспечивая более 20% мировой добычи. Основное месторождение титановых руд в Австралии расположено в западной части страны, в частности, на побережье штата Западная Австралия. Южная Африка также является важным производителем титана, с крупными месторождениями на восточном побережье страны. В Канаде и Норвегии титан добывается в виде ильменита из россыпных месторождений и магматических интрузий.
В Украине и Казахстане титановые руды также имеют большое значение для промышленности и экономики стран. Украинские месторождения ильменита расположены в западной и центральной частях страны, а Казахстан обладает крупными запасами титана в месторождениях на севере и востоке страны.
Кроме того, титановые руды также встречаются в Индии, Бразилии, США и других странах. В целом, мировые запасы титана оцениваются в миллионы тонн, что обеспечивает стабильное снабжение титаном на ближайшие десятилетия и создает предпосылки для дальнейшего развития титановой промышленности.
Запасы и добыча
Однако, несмотря на обширные запасы и распространенность титана, его добыча и производство являются сложными и дорогостоящими процессами. Это связано с тем, что титан обычно встречается в составе минералов, таких как ильменит (FeTiO3) и рутил (TiO2), и требует сложных химических процессов для его выделения в чистом виде.
Один из основных методов добычи титана – это процесс Кролла, который используется для получения титана из титановых руд. В ходе данного процесса происходит редукция титановых соединений с использованием магния, что позволяет получить высококачественный металл. Процесс Кролла был разработан в 1940-х годах и до сих пор является одним из основных способов производства титана, хотя существуют и другие, более современные технологии, такие как процесс Фрейша и методы электрохимического осаждения. Все эти методы направлены на снижение стоимости и упрощение процессов производства титана, что делает его более доступным для широкого применения в различных отраслях.
Физические свойства
Титан обладает уникальными физическими характеристиками, которые делают его одним из самых востребованных металлов. Он обладает высокой прочностью и легкостью, имеет структуру кристаллической решетки и хорошую износостойкость. Кроме того, титан обладает отличной коррозионной устойчивостью, особенно в агрессивных средах, таких как морская вода, хлориды и кислоты.
В своих работах мы нашли титан очень удачным металлом для изготовления мундштуков. Он отличается долговечностью, прочностью, жаропрочностью и долгое время сохраняет первоначальный внешний вид. Посмотреть все мундштуки с титановыми вставками Вы можете здесь: https://mundshtuki.su/s-titanom/
Химические свойства
Химические свойства титана также весьма интересны. Титан обладает химической инертностью, что обуславливает его устойчивость к коррозии. Однако при нагревании он вступает в реакцию с другими элементами, такими как кислород, азот и водород. Такие реакции могут привести к изменению свойств титана и формированию оксидов, нитридов и гидридов на поверхности металла.
| Атомный номер | 22 |
| Период | 4 |
| Группа | 4 |
| Атомная масса | 47,867 |
| Плотность при 293 К | 4,5 г/см³ |
| Точка плавления | 1941 К (1668 °C) |
| Точка кипения | 3560 К (3287 °C) |
| Молярный объем | 10,64 см³/моль |
| Удельный вес | 4500 кг/м³ |
| Температура Кюри | 364 К (91 °C) |
| Теплопроводность при 300 K | 21,9 Вт/(м·К) |
| Удельная теплоемкость | 0,523 Дж/(г·К) |
| Коэффициент линейного асширения при 300 K | 8,6×10 −6 K −1 |
| Модуль Юнга | 116 ГПа |
| Электроотрицательность | 1,54 |
| Окисление | +2, +3, +4 |
| Структура кристалла | Гексагональная ближайшая упаковка (ГБУ) |
| Теплоемкость | 0,523 Дж/г·K |
| Порядковый номер в периодической системе | 4 |
| Теплопроводность | 22,2 Вт/(м·К) |
| Удельная теплота парообразования | 425 кДж/кг |
| Электропроводность | 1,54 Мcм/м |
| Температура воспламенения | Не горюч |
| Скорость звука | 4140 м/с |
| Энтальпия образования (ΔHf 0 ) | 467,2 кДж/моль |
| Энтропия (S25) | 25,06 Дж/(моль·К) |
| Тепловое расширение | 8,6 × 10 -6 К -1 |
Марки титана и сплавов
Существует множество марок титана и сплавов на его основе, разработанных для различных применений. Сплавы на основе титана часто содержат элементы, такие как алюминий, ванадий, молибден и другие, которые улучшают механические свойства, коррозионную устойчивость и упрощают обработку. Титан и сплавы с высокой прочностью широко используются в промышленности и медицине.
| ОТ 4 | Высокая прочность и коррозионная стойкость при высоких температурах, применяется в авиации, морском и химическом производстве |
| ВТ1 | Хорошая обрабатываемость, применяется в авиации, медицинском оборудовании, спортивных товарах |
| ВТ5 | Высокая прочность и жесткость, хорошая свариваемость, применяется в авиации, медицинском оборудовании, судостроении |
| ВТ14 | Хорошая свариваемость, применяется в авиации, медицинском оборудовании, нефтегазовой отрасли |
| ВТ22 | Высокая прочность и жесткость при высоких температурах, применяется в авиации, нефтегазовой отрасли, химическом производстве |
| ПТ3В | Отличная коррозионная стойкость в медицинских имплантах, а также в химической и пищевой промышленности |
Форма выпуска
Титан может быть представлен в различных формах, в зависимости от конкретных требований и области применения. Среди самых распространенных форм выпуска титана и его сплавов можно выделить листовой и плитовой материал, прутки, трубы, проволоку и порошок. Листовой и плитовой титан часто используется в авиационной промышленности и строительстве, а также для производства химического оборудования.
Прутки и трубы из титана находят свое применение в автомобильной, судостроительной и химической промышленности, а также в медицине и спорте. Проволока из титана широко применяется в сварочных работах и производстве бытовой техники. Титановый порошок используется в нанотехнологиях, а также в процессах 3D-печати для создания сложных деталей и изделий с высокой точностью. Разнообразие форм выпуска титана позволяет удовлетворить потребности различных отраслей и обеспечивает его широкое распространение на рынке.
Достоинства и недостатки
Титан обладает рядом преимуществ, благодаря которым он стал одним из самых популярных материалов в различных отраслях промышленности и науки. К достоинствам титана относятся его высокая прочность, которая сравнима с прочностью стали, но при этом титан на 45% легче, что делает его идеальным материалом для авиационной и космической промышленности.
Кроме того, титан обладает выдающейся коррозионной устойчивостью, что позволяет ему успешно противостоять воздействию агрессивных химических веществ, солей и влаги. Это свойство делает титан незаменимым материалом для использования в химической промышленности, судостроении и строительстве, где коррозия является одним из основных факторов разрушения металлических конструкций.
Еще одним важным преимуществом титана является его биосовместимость. Титан не вызывает аллергических реакций и отторжения со стороны организма, что позволяет использовать его для производства медицинских протезов, имплантов и хирургических инструментов. Благодаря этим свойствам, титан зарекомендовал себя как материал для зуботехнических работ, ортопедии и кардиохирургии.
Однако у титана также есть некоторые недостатки, которые в некоторых случаях могут ограничить его применение. Главным недостатком титана является высокая стоимость производства, обусловленная сложностью добычи и обработки титановых руд, а также необходимостью использования специального оборудования. Это делает титан более дорогостоящим материалом по сравнению с некоторыми другими металлами, такими как алюминий и сталь.
Кроме того, титан имеет сложность обработки из-за его высокой прочности и твердости, что требует применения особого инструмента и условий при механической обработке. Также титан чувствителен к загрязнениям на поверхности, что может привести к снижению его свойств и коррозионной устойчивости. В связи с этим, при обработке титана и его сплавов, необходимо соблюдать высокие стандарты чистоты и технологической дисциплины.
Области применения
Титан нашел широкое применение во многих отраслях, включая авиационную промышленность, медицину, электронику, зуботехнику и спортивное оборудование. В авиации титан используется в производстве двигателей, обшивки самолетов и других критически важных компонентов. В медицине титан применяется для изготовления протезов, имплантов и хирургических инструментов.
Титан также используется в электронике, особенно в производстве полупроводников и микросхем, благодаря своим уникальным свойствам, таким как коррозионная устойчивость и высокая температурная стабильность. В зуботехнике титан применяется для изготовления коронок, мостов и других зубных протезов. В спортивном оборудовании титан часто используется для производства велосипедных рам, гольф-клюшек и теннисных ракеток.
Интересные статьи по теме
Источник: mundshtuki.su
ТИТАН — супермен среди металлов
Титаном назвали металл не зря. Имя принадлежит мифологическим древнегреческим божествам, олицетворявшим силу и мощь природы. Герой статьи делится своей силой с человеком.
Кто открыл суперметалл
История открытия рядовая. Химик и священник Грегор обнаружил оксид неизвестного металла, и дал ему название «менакеновая земля».
Стержень, состоящий из титановых кристаллов высокой чистоты
К сведению: «землями» раньше называли оксиды в химии и сыпучие горные породы в геологии.
Чуть позже немецкий химик Клапрот, исследуя минерал рутил, обнаружил в нем новый элемент, который назвал титаном.
Интересно: Клапрот ранее открыл новый элемент, и назвал его ураном. Это имя в греческой мифологии принадлежало отцу титанидов.
Чистый титан удалось получить талантливому исследователю Берцелиусу.
Свойства титана
Титан относится к металлам; в периодической таблице Менделеева имеет № 22; он легкий, прочный, устойчив к коррозии. Внешне (цветом) похож на алюминий или нержавеющую сталь.
- На воздухе образует на поверхности оксидную пленку.
- Имеет высокую химическую и коррозионную стойкость (благодаря защитной оксидной пленке).
- Имеет две аллотропные модификации: низкотемпературная (существует до температуры 882°С) и высокотемпературная.
- Обладает парамагнитными свойствами.
- Титан образует с другими металлами интерметаллические соединений, его добавляют в сплавы.
Титановая пыль взрывается, а его стружка пожароопасна.
Металл образует с карбидами тугоплавкие высокотвердые соединения.
| Тита́н / Titanium (Ti), 22 |
| 47,867(1)[1] а. е. м. (г/моль) |
| [Ar] 3d2 4s2 |
| 147 пм |
| 132 пм |
| (+4e)68 (+2e)94 пм |
| 1,54 (шкала Полинга) |
| −1,63 |
| 2, 3, 4 |
| 657,8 (6,8281[2]) кДж/моль (эВ) |
| 4,54 г/см³ |
| 1670 °C 1943 K |
| 3560 K |
| 18,8 кДж/моль |
| 422,6 кДж/моль |
| 25,1[3] Дж/(K·моль) |
| 10,6 см³/моль |
| гексагональная плотноупакованная (α-Ti) |
| a=2,951 с=4,697 (α-Ti) |
| 1,587 |
| 380 K |
| (300 K) 21,9 Вт/(м·К) |
| 7440-32-6 |
Рекомендуем: МЕЛЬХИОР — потерянный и обретенный
Месторождения
Титан называют редким металлом, что не совсем верно. По запасам титансодержащих руд элемент занимает 10 место.
Известно больше 100 таких руд. Среди них:
- рутил;
- титаномагнетит;
- ильменит;
- титанит.
Месторождения титансодержащих руд:
Добыча и переработка
Титан получают из концентрата титансодержащих руд методами пирометаллургии или сернокислотной переработки.
Концентраты из ильменитовых руд плавят в электродуговых печах.
При необходимости черновой металл рафинируют.
Марки титана и виды изделий
Виды выпускаемых титановых изделий:
Сплавы
Титановые сплавы по областям применения делятся на деформируемые и литейные.
| Марка сплава | Присадки |
| ВТ3-1 | Ti, Al, Cr, Mo, Fe, S |
| ВТ5-1 | Ti-Al-Sn |
| ПТ-7М | Ti-Al-Zr |
| ОТ4-1 | Ti-Al-Mn |
| ВТ18 | Ti-Al-Zr-Mo-Nb-Si |
| ВТ14 | Ti-A1-Мо-V |
Достоинства сплавов — сочетание высокой коррозионной стойкости с жаропрочностью и хорошей удельной прочностью.
Плюсы и минусы металла и его сплавов
Достоинства титановых сплавов:
- Соотношение прочность-плотность у титановых сплавов почти в 2 раза лучше, чем у легированных сталей.
- Высокая механическая прочность.
- Отличная коррозионная стойкость, что позволяет изделиям работать в агрессивных средах.
Часы из титанового сплава
К недостаткам титановых сплавов можно отнести:
- Высокая цена (титан гораздо дороже многих цветных металлов).
- При обработке металла и его сплавов возникает проблема налипания, что грозит быстрым износом режущих инструментов.
- Сложности при сварке титановых изделий.
Применение
Область применения титановых изделий широка, хотя может ограничиваться ценовой составляющей.
Заготовка титанового шпангоута истребителя F-15 до и после прессования на штамповочном прессе компании Alcoa усилием 45 тыс. тонн, май 1985
Есть случаи, когда титановые сплавы — единственные, которые возможно использовать в конкретных условиях.
- Надежность продукции из титана проверялась на гоночных автомобилях.
- Металл и его сплавы незаменимы в ракето- и судостроении, химической, энергетической промышленности.
- Титановые соединения востребованы в производстве конденсаторов турбин, труб для перекачки агрессивных жидкостей, сосудов высокого давления.
- Перспективная область применения титановых сплавов — оборудование для глубокого и сверхглубокого бурения.
- Не обходятся без титановых изделий оборонная и военная промышленности.
Титановый металлопрокат
Стоимость металла
Цена титана в порошке ПТМ-1 7500 рублей за килограмм (на 25.07.2020).
Рекомендуем: ТАНТАЛ — твёрдый, редкий и дорогой
Похожие публикации
Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!
Источник: themineral.ru