Как определить металл титан

Глубину морей и океанов также отсчитывают от уровня моря. Относительная высота — превышение одной точки поверхности над другой. Если абсолютная высота холма равна 200 м над уровнем моря, а абсолютная высота равнины — 50 м, то относительная высота. холма равна 150 м (200 — 50 = 150).

Как определить алюминий или титан?

• титан – 14;
• сталь низкоуглеродистая – 55;
• нержавейка – 16;
• алюминий – 250.

Как выглядит металл титан?

В чистом виде титан (Ti) – серебристо-серый лёгкий металл № 22 в Таблице Менделеева с атомной массой 47,86. Он отличается самым большим отношением прочности к массе из всех элементов таблицы. Это значит, что пластина из титана будет весить на 50% меньше, чем из стали, при одинаковой прочности.

Как определить металл или алюминий?

Если сталь, чугун и железо будут притягиваться к магниту, то алюминий нет. Поэтому достаточно легко отличить этот металл от других, просто приложив к нему магнит. Мы помним, что медь также не реагирует на магнитное поле. Но эти два соединения четко различаются по цвету, поэтому их вы точно не перепутаете между собой.

Как отличить нержавеющую сталь от титана

Что делают из титана?

Применение титана целесообразно в пищевой, нефтяной и электротехнической промышленности, а также для изготовления хирургических инструментов и в самой хирургии. Столы для подготовки пищи, пропарочные столы, изготовленные из титана, по качествам превосходят стальные изделия.

Какой цвет титана?

Titanium; обозначается символом Ti) — один из элементов периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 22. Простое вещество титан — лёгкий прочный металл серебристо-белого цвета.

Сколько стоит титан на металлолом?

Прием различных видов лома титана и их цена

НаименованиеСредняя стоимость 1 кг, руб.

Лом титана Вт-1.0	170
Кусковой титан (от 2 кг)	200
Титан микс	160
Титан литье, клепка	165

Где берут титан?

Месторождения Крупные коренные месторождения титана находятся на территории ЮАР, России, Украины, Канады, США, Китая, Норвегии, Швеции, Египта, Австралии, Индии, Южной Кореи, Казахстана; россыпные месторождения имеются в Бразилии, Индии, США, Сьерра-Леоне, Австралии.

Как получают металл титан?

• получение титановых концентратов;
• производство титанового шлака;
• производство четыреххлористого титана;
• восстановление четыреххлористого титана магнием;
• вакуумная сепарация реакционной массы;
• плавка титановой губки в вакуумных печах.

Что стоит дороже золото или титан?

Ответ простой — золото дороже. Цена золота за 1 грамм на 29.08.2020 — 4 693 руб.. . А титан это лёгкий прочный металл серебристо-белого цвета который применяется в чистом виде, так и при производстве сталей, сплавов и т.

Источник: dmcagency.ru

Титан — общая характеристика и свойства химического элемента

Титан (Ti) один из металлов периодической системы Дмитрия Ивановича Менделеева. Нашел широкое применение в промышленности, благодаря свои свойствам. В дальнейшем был адаптирован под бытовые потребности, как вещество, обеспечивающее длительный срок службы изделий.

История открытия

Явление нового элемента связано с именами Грегора и Клапрота. Оба выделили его практически одновременно 1791 и 1795 гг. соответственно.

Мартин Генрих Клапрот
В 1805 г. был выделен вновь Вокленом из анатаза. При этом чистый титан был получен в Голландии более чем через век после выделения.

Происхождение названия

Свое наименование получил вследствие сравнения с титанами в древнегреческой мифологии М. Клапротом. При этом исследователь не был знаком в полной мере со свойствами элемента, на тот момент они практически не известны. При этом представители французской школы пытались найти название, соответствующее характеристикам металла. Однако Мартин остановился на мифологии (как было ранее с ураном).

Нахождение в природе

В природе титан представлен в виде соединений с кислородом. Чистые формы не встречаются.

Под влиянием метеорологических условий по строению приближается к корунду (соединению алюминия с кислородом). Его обнаруживают в морской глине, в алюминиевых рудах с железом и кремнием. Титан представлен в минералах: титанит, титаномагнетит, рутил. Известны австралийские, бразильские, канадские месторождения последнего. Минерал представлен в виде букрита и анатаза.

Широко встречаемым минералом служит титанат железа (ильменит). Крупные месторождения представлены в России, Северной Америке.

Крупные месторождения

Лидирующее место занимает Китай, далее следует Российская Федерация, Северная Америка (Канада). Самое крупное месторождение, где добывают титан в РФ, расположено на территории республики Коми и называется Ярегское нефтяное месторождение.

• США;
• Индия;
• Австралия;
• ЮАР;
• Швеция;
• Норвегия;
• Южная Корея.

Мировые запасы и производство титана

Представленные в Канаде около 1/5 мировой добычи приходится на ильменитовые руды. В Китае 1/10 часть выпуска обеспечивается месторождением Лак-Тико.

РФ производит меньше 1% титанового концентрата. Однако месторождение в Коми признано вторым по масштабу после Китая. Также лопаритовые руды экспортируются преимущественно Россией (Ловозерск). Последние используют в производстве редкоземельных металлов (в том числе титана).

Получение титана

Источник металла – диоксид титана. Его образование происходит в процессе переработки ильменита. В результате образуется титановый шлак, который подвергается дальнейшей переработке. К концентрату добавляют серную кислоту, на выходе образуется двуокись титана.

Другой способ заключается в соединении с углеродом (кокс), хлором и дальнейшим нагреванием в присутствии магния.

Также применяют восстановление кальцием диоксида титана. Последний процесс заключается в проведении электрического тока, что ведет к разложению оксида кальция (кислород на аноде и собственно кальций).

Кислород выступает в роли окислителя, кальций, будучи металлом, переходит к катоду, попутно восстанавливая титан. Процесс происходит несколько раз. Исходом реакции служит титановая губка, требующая очищения.

Физические свойства

Элемент расположен в четвертой группе в системе Д. И. Менделеева, под номером 22. В соединении атом обладает валентностью (II). Электронная конфигурация представлена формулой: [Ar] 3d24s2.

Вес атома (масса) около 47,9 а.е.м. Переход альфа титана в бета титан происходит при температуре 883 0 С. Теплота плавления 18,8 кДж/моль. Подвергается кипению при 3180 0 С. Обладает теплопроводностью, составляющей 22,09 Вт/(м*К).

Титан обладает высокой ковкостью, пластичностью, низкой твердостью. Однако сплавы, содержащие титан, относятся к высокотвердым, но хрупким соединениям.

Серебристое вещество, по строению относится к металлам, имеет голубоватый оттенок. Обладает низкой плотностью. Высокая температура плавления (1670 0 С).

В соединениях Ti способен проявить степень окисления (+2) (Ti+2H2, Ti+2O, Ti+2(OH)2, Ti+2F2, Ti+2Cl2, Ti+2Br2), (+3) (Ti+32O3, Ti+3(OH)3, Ti+3F3, Ti+3Cl3, Ti+32S3) и (+4) (Ti+4F4, Ti+4H4, Ti+4Cl4, Ti+4Br4).

Химические свойства

Устойчив к коррозии, по свойствам приближается хромоникелевой стали. Последнее обусловлено пленкой, образуемой на его поверхности. Воздух не меняет механических свойств.

При нагревании свыше 600 0 С металл становится хрупким, усиливается поглощение кислорода. При нагревании более 910 0 С взаимодействует с газообразными соединениями углерода, реабсорбирует азот.

При присоединении водорода, титан приобретает «водородную хрупкость». Данный эффект проявляется повышенной ломкостью при перепадах напряжения. Устойчив в кислотах.

Использование титана и его сплавов

Выделяют несколько технических сплавов с разной маркировкой ВТ1-00; ВТ1-0. В состав обоих входят:

• углерод;
• кислород;
• азот;
• водород;
• железо;
• кремний.

При легировании молибденом, ванадием, железом, повышается стабильность титана (или устойчивость) к температурным воздействиям. При добавлении алюминия, напротив, происходит снижение — это используют в промышленности, увеличивая диапазон химических превращений титана.

Используется в ракетном строительстве. На основе Ti изготавливают обшивку, различные агрегаты. Осуществляется производство компрессоров двигателей, цистерн для хранения. Титан нашел применение в самолетостроении, поскольку замедляет разрушение приборов.

Низкая теплопроводность позволила использовать его для изготовления противопожарных перегородок. В судостроении он предупреждает коррозию в морской воде.

В таблице представлены сведения о применении титана в зависимости от его свойств.

Высокая коррозионная сопротивление

Трубы, теплообменники, реакторы

Низкий модуль упругости относительно стали

Пружины, тяги в машиностроении

Легкость, низкий иммунный ответ

Протезирование в медицине

Бытовые предметы, оправы, рамки

Фасад, декор зданий, создание монументов, порошки, краски

Сплавы титана: превосходят по удельной прочности сталь

Создание стали для брони

Заключение

Титан, выделенный в чистом виде в 1925 году, нашел широкое применение в современном мире. Это обусловлено легкостью и прочностью металла. Однако трудности выделения и высокие затраты требуют дальнейшей разработки этого полезного ископаемого.

Источник: nauka.club

Титан металл особенности структуры + способы обработки

Титан металл традиционно активный материал, демонстрирующий высокую степень коррозионной стойкости. Обусловлено это образованием пассивной плёнки оксида титана, способной сохранять целостность структуры под влиянием различных сред. Металл оптимален в окислительных средах, где образуется эта пассивная плёнка, способная обеспечить чрезвычайно высокую стойкость (пример: морская вода). Однако рассмотрим полный набор особенностей уникального химического элемента (Ti), дабы иметь полное представление.

• 1 Титан металл — стойкость против кислот щелочей
• 2 Титан – способы обработки структуры металла

• 2.1 Способ обработки №1: Резка механическая + особенности
• 2.2 Способ обработки №2: Механическая стрижка + особенности
• 2.3 Способ обработки №3: Механическая гибка + особенности
• 2.4 Способ обработки №4: Пресс-формование (штамповка) титана

Титан металл — стойкость против кислот щелочей

Титан металл следует рассматривать материалом высокой коррозионной стойкости по отношению к окисляющим веществам, среди которых выделяются азотная, хромовая кислота и аналогичная химия. Однако неокисляющая химия высокой концентрации (соляная, серная кислоты) в условиях высоких значений температуры способны вызывать коррозию титана.

Поэтому для высокотемпературных условий рекомендуется применять коррозионно-стойкие титановые металлы сплавы(Ti-0,15Pd, Ti-Ni-Pd-Ru-Cr (AKOT) и другие). То же самое касается действия высококонцентрированных щелочей и хлоридных растворов высокой температуры.

В отличие от нержавеющей стали и медных сплавов, титан металл не подвержен точечной коррозии, растрескиванию под напряжением и коррозии в целом. Однако титан металл подвержен щелевой коррозии под воздействием высококонцентрированных растворов высокой температуры. Здесь, соответственно, опять же актуальными к применению становятся коррозионно-стойкие титановые сплавы (Ti-0.15Pd, АКОТ и другие).

Титан как металл подвержен эффекту растрескивания от напряжений лишь в определённых особых условиях. Эрозионная стойкость технически чистого титана значительно превосходит сопротивление медных сплавов. Если сравнивать с другими популярными металлами, электрический потенциал титана более высокий.

Следовательно, если титан металл контактирует в электропроводящем растворе с другими металлами, обладающими более низким потенциалом (медные сплавы и алюминий), коррозия других металлов ускоряется (эффект гальванической коррозии).

При условиях контакта аустенитных нержавеющих сталей (SUS304 и SUS316) с титаном металлом при комнатной температуре, обычно не возникает проблемы гальванической коррозии. Причина — меньшая разница потенциалов между отмеченными сталями и титаном.

Что касается реакционной способности металла по отношению к газу, титан имеет сильное сродство с газами:

Соответственно, необходимо соблюдать осторожность в отношении эксплуатационных условий использования, в частности, температур и давления. Титан проявляет коррозионную стойкость к влагосодержащему газообразному хлору, но активно реагирует на сухой газообразный хлор.

Титан – способы обработки структуры металла

Существует несколько применяемых на практике способов обработки титана, среди которых часто встречаются следующие:

1. Резка механическая.
2. Механическая стрижка.
3. Механическая гибка.
4. Штамповка.

Способ обработки №1: Резка механическая + особенности

Свойства титана, по сути, аналогичны свойствам нержавеющей стали, но несколько уступают. Однако применение условий, упрощающих обработку этого металла, обеспечивает безотказную токарную обработку:

• фрезерование,
• сверление,
• нарезание резьбы и т. д.

Конечно, обрабатываемость титана зависит от качества структуры. Например, технически чистый титан и α-титановые сплавы достаточно хорошо поддаются обработке, тогда как β-титановый сплав доставляет определённые трудности. Промежуточный материал α и β явно характеризует формируемые сплавы. Материалы инструмента, рекомендуемые для резки металла, показаны в таблице:

Материал инструмента	Коды материалов инструмента JIS (Japan Industrial Standards)
Карбид вольфрама	Класс «K»	K01, K05, K10 , K20 , K30, K40
	Класс «M»	M10, M20, M30 , M40
Быстрорежущая сталь

Способ обработки №2: Механическая стрижка + особенности

Остаточные заусенцы – очевидное явление, часто возникающее в процессе резки титана. Поэтому ключевым моментом такого типа механической обработки логичным видится некоторое уменьшение зазора между верхним и нижним лезвием инструмента.

Рекомендуемая толщина обрабатываемого титанового листа составляет 5% (нержавеющей стали — 10%). Сопротивление сдвигу титана поддерживается, примерно, на уровне 80% от прочности материала на разрыв.

Титан допустимо резать ножницами при условии способности станка резать материалы с пределом прочности на разрыв, равным параметру прочности металла. Конечно, резка титана возможна не только посредством ножниц. Применимы также другие инструменты.

Способ обработки №3: Механическая гибка + особенности

По причине способности к холодному сгибанию и штамповке, металл титан традиционно используется в качестве материала для штампованных изделий. Титановые сплавы в основном делятся на α-, α-β, и β-сплавы. Формуемость различается в зависимости от типа представленного сплава. Тёплое и горячее формование используется для сплавов α и α-β по причинам недостаточной деформируемости в холодном состоянии и выраженной упругости.

Применяемые методы формования металла здесь:

• гибка,
• глубокая вытяжка,
• формовка с вытяжкой,
• обкатка.

Собственно, такие же методы, как и те, что применяются к нержавеющей стали. В состоянии обработки гомогенизацией, титановый сплав допустимо формовать в холодном состоянии. Обработка дисперсионным твердением применяется к титановому сплаву после формовки, чем достигается прочность в пределах 1300-1500 МПа.

Способ обработки №4: Пресс-формование (штамповка) титана

Формование прессованием, как правило, применяется для технически чистого титана и обычно выполняется при комнатной температуре. Формуемость титанового сплава сравнима с технологически чистым титаном (KS50 KS70). Но следует иметь в виду – высокая степень упругости вызывает трудности при формовании и достижении точности размеров.

Основными условиями деформации при штамповке являются формование с вытяжкой и глубокая вытяжка. Но свойства технически чистого металла при глубокой вытяжке лучше, чем свойства металла, подвергшегося формованию растяжением. Таким образом, важно учитывать факторы глубокой вытяжки при выборе подходящих условий штамповки и проектировании комплекта штампов.

Среди технически чистых титановых металлов самый мягкий материал по структуре (KS40S) подходит для штамповки под воздействием многих факторов формования растяжением. Напротив, структуры KS40 и KS50 подходят для штамповки, подвергающейся многим факторам глубокой вытяжки.

Титановые штамповочные комплекты повреждаются легко, поэтому требуется смазка для соответствия условиям штамповки. Например, смазочные материалы:

• консистентная смазка,
• смазки на основе воска,
• графитовая смазка,

используются в процессе штамповки при комнатной температуре. Также эффективным способом видится дополнение к заготовке полиэтиленового листа.

Титан и особенности термической обработки

Отжиг для снятия напряжения применяется к технически чистому металлу и титановым сплавам после горячей и холодной обработки. Отжиг также применяется для восстановления или перекристаллизации деформированной микроструктуры. Таким образом, отжиг эффективен для стабилизации микроструктуры и размеров обрабатываемого продукта, а также для улучшения режущих свойств и механических свойств металла.

1. Гомогенизация и дисперсионное твердение.
2. Двойная гомогенизация и дисперсионное твердение.

Отмеченные способы применяются к титановым сплавам для улучшения прочности, ударной вязкости и усталостных свойств. Титановые сплавы с большим количеством β-фаз демонстрируют лучшие свойства термообработки. С β-титановым сплавом после обработки гомогенизацией достигается прочность на разрыв около 1600 МПа за счёт двухступенчатого процесса дисперсионного твердения: низкотемпературного и высокотемпературного, соответственно.

Применение электрических печей с функцией регулируемой вентиляции считается предпочтительным для регулирования температуры при термообработке титана. Кроме того, при использовании печи для отжига, с целью предотвращения абсорбции водорода, необходимо увеличить соотношение воздуха и сделать атмосферу печи слабой окислительной. Также рекомендуется помещать обрабатываемый продукт внутрь муфеля, чтобы защитить от прямого воздействия открытым пламенем.

Как сваривать титановые детали?

Титан металл обладает свойствами, благодаря которым, допустимой становится сварка металла. Более того, механические свойства или коррозионная стойкость свариваемого участка практически не меняются. Однако при высоких температурах титан металл показывает высокое сходство с газообразным кислородом и азотом. Соответственно, реакция с этими газами способна привести к затвердеванию и охрупчиванию.

Отсюда не исключены факторы снижения пластичности и возникновение раковин в газообразном состоянии в области производства сварки. Следовательно, сварка титана требует выполнять процедуру в среде инертного газа или вакууме. Кроме того, перед сваркой необходимо тщательно очистить материал и электрод, а также сварочную среду.

Среди всех титановых материалов технически чистый титан металл и α-титановый сплав обладают лучшими свариваемыми свойствами. Среди существующих методов сварки обычно используется технология TIG (Tungsten Inert Gas) — дуговая сварка вольфрамовым электродом в области инертного газа.

В этом случае для сварки используется специальная горелка, дополненная приспособлением защиты от газов. Реакция сварной части металла на кислород и т. п., предотвращается путём помещения этой части металла в атмосферу газообразного аргона.

Как правило, в результате вступления сварной части в реакцию с газом, получают эффект обесцвечивания металла титан. Такое явление позволяет в некоторой степени определить качество сварного шва путём анализа внешнего вида.

Сварка титана металла со сталью прежде считалась сложной процедурой. Однако технология, разработанная японской компанией «Kobe Steel» для сварки неоднородных металлов, позволила использовать прямую футеровку на стальном листе.

Как паять титановые детали?

Пайка применяется в тех условиях, когда титан нельзя сваривать с другими металлами или когда сварка затруднена в виду сложной структуры. Пайку металла сопровождает особенность выполнения в условиях вакуума или в атмосфере инертного газа. Рекомендуется использовать следующие припои для пайки титана:

Маркировка припоев для пайки	Температура пайки, C°
Ag-3Li	800
Ag-7.5Cu-0.2Li	920
Ag-28Cu-0.2Li	830
Ag-20Cu-2Ni-0.2Li	920
Ag-20Cu-2Ni-0.4Li	920
Ag-9Ga-9Pd	900
Ag-27Cu-5Ti	840
Ti-15Cu-15Ni	930
Ti-20Zr-20Cu-20Ni	890
Ti-25Zr-50Cu	890

Обработка поверхности на коррозионную стойкость

Высокая коррозионная стойкость обусловлена образованием тонкой поверхностной плёнки оксида титана, толщина которой не превышает нескольких десятков ангстрем. Следовательно, коррозионную стойкость допустимо дополнительно улучшить.

Делается это за счёт нанесения дополнительного слоя оксидной плёнки, используя метод обработки поверхности атмосферным окислением. Кроме того, обработка окислением при атмосферном давлении значительно замедляет абсорбцию водорода.

Общая коррозионная стойкость и стойкость к щелевой коррозии дополнительно улучшается после покрытия поверхности металла плёнкой на основе химических соединений PdO-TiO2. Существует технология (Keni Coat) твёрдого электрического покрытия Ni-P для улучшения износостойкости, в результате применения которой:

• твёрдость,
• ударная вязкость,
• смазывающая способность,
• адгезионные свойства,

становятся сбалансированными до высокого уровня. Соответственно, обработанный таким методом титан демонстрирует улучшенные свойства износостойкости.

Формируя оксидную плёнку на поверхности металла с помощью анодирования, световая интерференция позволяет получать красивые цветовые тона с высокой насыщенностью в зависимости от толщины плёнки.

При помощи информации: Azom

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Z-Сила — публикации материалов интересных полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мульти-тематическая информация — СМИ .

Источник: zetsila.ru