Titan hette ursprungligen "gregorite" av den brittiske kemisten pastor William Gregor, som uppt?ckte det 1791. Titan uppt?cktes sedan sj?lvst?ndigt av den tyske kemisten M. H. Klaproth 1793. Han d?pte honom till en titan f?r att hedra titanerna fr?n den grekiska mytologin - "f?rkroppsligandet av naturlig styrka." Det var inte f?rr?n 1797 som Klaproth uppt?ckte att hans titan var ett grund?mne som tidigare uppt?ckts av Gregor.

Egenskaper och egenskaper

Titan ?r ett kemiskt grund?mne med symbolen Ti och atomnummer 22. Det ?r en gl?nsande metall med en silverf?rgad f?rg, l?g densitet och h?g h?llfasthet. Det ?r resistent mot korrosion i havsvatten och klor.

Element m?ter i ett antal mineralfyndigheter, fr?mst rutil och ilmenit, som ?r vitt spridda i jordskorpan och litosf?ren.

Titan anv?nds f?r att producera starka l?tta legeringar. De tv? mest anv?ndbara egenskaperna hos en metall ?r korrosionsbest?ndighet och ett f?rh?llande mellan h?rdhet och densitet, det h?gsta av alla metalliska element. I sitt olegerade tillst?nd ?r denna metall lika stark som vissa st?l, men mindre t?t.

Fysikaliska egenskaper hos metall

Det ?r en stark metall med l?g densitet, ganska seg (s?rskilt i anoxisk milj?), briljant och metalloidvit. Dess relativt h?ga sm?ltpunkt p? ?ver 1650°C (eller 3000°F) g?r den anv?ndbar som en eldfast metall. Den ?r paramagnetisk och har ganska l?g elektrisk och termisk ledningsf?rm?ga.

P? Mohs-skalan ?r h?rdheten hos titan 6. Enligt denna indikator ?r den n?got s?mre ?n h?rdat st?l och volfram.

Kommersiellt rent (99,2 %) titan har en dragh?llfasthet p? cirka 434 MPa, vilket ?r i linje med konventionella l?gkvalitativa st?llegeringar, men titan ?r mycket l?ttare.

Kemiska egenskaper hos titan

Precis som aluminium och magnesium oxiderar titan och dess legeringar omedelbart n?r de uts?tts f?r luft. Den reagerar l?ngsamt med vatten och luft vid rumstemperatur, eftersom det bildar en passiv oxidbel?ggning som skyddar bulkmetall fr?n ytterligare oxidation.

Atmosf?risk passivering ger titan utm?rkt korrosionsbest?ndighet n?stan likv?rdig med platina. Titan kan motst? attacken av utsp?dda svavel- och saltsyror, kloridl?sningar och de flesta organiska syror.

Titan ?r ett av f? grund?mnen som brinner i rent kv?ve och reagerar vid 800°C (1470°F) f?r att bilda titannitrid. P? grund av sin h?ga reaktivitet med syre, kv?ve och vissa andra gaser anv?nds titanfilament i titansublimeringspumpar som absorbatorer f?r dessa gaser. Dessa pumpar ?r billiga och producerar tillf?rlitligt extremt l?ga tryck i UHV-system.

Vanliga titanhaltiga mineraler ?r anatas, brookit, ilmenit, perovskit, rutil och titanit (sfen). Av dessa mineraler endast rutil och ilmenit ?r av ekonomisk betydelse, men ?ven dessa ?r sv?ra att hitta i h?ga koncentrationer.

Titan finns i meteoriter och har hittats i solen och stj?rnor av M-typ med en yttemperatur p? 3200°C (5790°F).

De f?r n?rvarande k?nda metoderna f?r att utvinna titan fr?n olika malmer ?r arbetskr?vande och dyra.

Produktion och tillverkning

F?r n?rvarande har ett 50-tal kvaliteter av titan och titanlegeringar utvecklats och anv?nds. Hittills ?r 31 klasser av titanmetall och legeringar erk?nda, varav klasserna 1-4 ?r kommersiellt rena (olegerade). De skiljer sig i dragh?llfasthet beroende p? syrehalten, d?r grad 1 ?r den mest duktila (l?gsta dragh?llfastheten med 0,18 % syre) och grad 4 ?r den minst duktila (maximal dragh?llfasthet med 0,40 % syre).

De ?terst?ende klasserna ?r legeringar, som var och en har specifika egenskaper:

• plast;
• styrka;
• h?rdhet;
• elektrisk resistans;
• specifik korrosionsbest?ndighet och deras kombinationer.

Ut?ver dessa specifikationer tillverkas ?ven titanlegeringar f?r att m?ta flyg- och milit?ra krav (SAE-AMS, MIL-T), ISO-standarder och landsspecifika specifikationer samt slutanv?ndarkrav f?r flyg-, milit?r-, medicinska och industriella till?mpningar.

En kommersiellt ren platt produkt (pl?t, pl?t) kan l?tt formas, men bearbetningen m?ste ta h?nsyn till att metallen har ett "minne" och en tendens att g? tillbaka. Detta g?ller s?rskilt f?r vissa h?gh?llfasta legeringar.

Titan anv?nds ofta f?r att tillverka legeringar:

• med aluminium;
• med vanadin;
• med koppar (f?r h?rdning);
• med j?rn;
• med mangan;
• med molybden och andra metaller.

Anv?ndningsomr?den

Titanlegeringar i form av pl?t, pl?t, st?ng, tr?d, gjutning kan anv?ndas inom industri-, flyg-, fritids- och tillv?xtmarknader. Pulveriserat titan anv?nds i pyroteknik som en k?lla till ljusa brinnande partiklar.

Eftersom titanlegeringar har ett h?gt f?rh?llande mellan dragh?llfasthet och densitet, h?g korrosionsbest?ndighet, utmattningsbest?ndighet, h?g sprickbest?ndighet och f?rm?ga att motst? m?ttligt h?ga temperaturer, anv?nds de i flygplan, pansar, fartyg, rymdfarkoster och raketer.

F?r dessa applikationer ?r titan legerat med aluminium, zirkonium, nickel, vanadin och andra element f?r att producera en m?ngd olika komponenter inklusive kritiska strukturella delar, brandv?ggar, landningsst?ll, avgasr?r (helikoptrar) och hydrauliska system. Faktum ?r att ungef?r tv? tredjedelar av den titanmetall som produceras anv?nds i flygplansmotorer och ramar.

Eftersom titanlegeringar ?r resistenta mot havsvattenkorrosion, anv?nds de f?r att tillverka propelleraxlar, v?rmev?xlarbeslag, etc. Dessa legeringar anv?nds i hus och komponenter i havsobservations- och ?vervakningsanordningar f?r vetenskap och milit?r.

Specifika legeringar appliceras i borrh?l och oljek?llor och nickelhydrometallurgi f?r sin h?ga h?llfasthet. Massa- och pappersindustrin anv?nder titan i processutrustning som uts?tts f?r tuffa milj?er som natriumhypoklorit eller v?t klorgas (vid blekning). Andra till?mpningar inkluderar ultraljudssvetsning, v?gl?dning.

Dessutom anv?nds dessa legeringar i bilar, speciellt i bil- och motorcykelracing, d?r l?g vikt, h?g h?llfasthet och styvhet ?r avg?rande.

Titan anv?nds i m?nga sportartiklar: tennisracketar, golfklubbor, lacrosse-rullar; cricket, hockey, lacrosse och fotbollshj?lmar, samt cykelramar och komponenter.

P? grund av sin h?llbarhet har titan blivit mer popul?rt f?r designersmycken (s?rskilt titanringar). Dess tr?ghet g?r den till ett bra val f?r personer med allergier eller de som kommer att b?ra smycken i milj?er som simbass?nger. Titan ?r ocks? legerat med guld f?r att producera en legering som kan s?ljas som 24 karats guld eftersom 1% legerat Ti inte r?cker f?r att kr?va en l?gre kvalitet. Den resulterande legeringen ?r ungef?r h?rdheten hos 14 karats guld och ?r starkare ?n rent 24 karats guld.

S?kerhets?tg?rder

Titan ?r giftfritt ?ven i h?ga doser. I pulverform eller som metallsp?n utg?r den en allvarlig brandrisk och, om den v?rms upp i luft, en explosionsrisk.

Egenskaper och till?mpningar av titanlegeringar

Nedan f?ljer en ?versikt ?ver de vanligaste titanlegeringarna, som ?r indelade i klasser, deras egenskaper, f?rdelar och industriella till?mpningar.

7 grader

Grad 7 ?r mekaniskt och fysiskt likv?rdig med grad 2 rent titan, f?rutom tillsatsen av ett mellanliggande element av palladium, vilket g?r det till en legering. Den har utm?rkt svetsbarhet och elasticitet, den mest korrosionsbest?ndiga av alla legeringar av denna typ.

Klass 7 anv?nds i kemiska processer och tillverkning av komponenter.

?rskurs 11

Grade 11 ?r mycket lik Grade 1, f?rutom tillsatsen av palladium f?r att f?rb?ttra korrosionsbest?ndigheten, vilket g?r den till en legering.

Andra anv?ndbara egenskaper inkluderar optimal duktilitet, styrka, seghet och utm?rkt svetsbarhet. Denna legering kan anv?ndas speciellt i applikationer d?r korrosion ?r ett problem:

• kemisk bearbetning;
• produktion av klorater;
• avsaltning;
• marina applikationer.

Ti 6Al-4V klass 5

Alloy Ti 6Al-4V, eller grad 5 titanium, ?r den vanligaste. Den st?r f?r 50 % av den totala titanf?rbrukningen ?ver hela v?rlden.

Anv?ndarv?nligheten ligger i dess m?nga f?rdelar. Ti 6Al-4V kan v?rmebehandlas f?r att ?ka dess styrka. Denna legering har h?g h?llfasthet vid l?g vikt.

Detta ?r den b?sta legeringen att anv?nda inom flera branscher s?som flyg-, medicin-, marin- och kemisk processindustri. Den kan anv?ndas f?r att skapa:

• flygturbiner;
• motorkomponenter;
• strukturella element f?r flygplan;
• F?stelement f?r flygindustrin;
• h?gpresterande automatiska delar;
• sportutrustning.

Ti 6AL-4V ELI klass 23

Grad 23 - kirurgisk titan. Ti 6AL-4V ELI, eller Grade 23, ?r en version med h?gre renhet av Ti 6Al-4V. Den kan tillverkas av rullar, tr?dar, tr?dar eller platta tr?dar. Det ?r det b?sta valet f?r alla situationer d?r en kombination av h?g h?llfasthet, l?g vikt, bra korrosionsbest?ndighet och h?g seghet kr?vs. Den har utm?rkt motst?ndskraft mot skador.

Den kan anv?ndas i biomedicinska applikationer s?som implanterbara komponenter p? grund av dess biokompatibilitet, goda utmattningsh?llfasthet. Det kan ocks? anv?ndas i kirurgiska ingrepp f?r att tillverka dessa konstruktioner:

• ortopediska stift och skruvar;
• kl?mmor f?r ligatur;
• kirurgiska h?ftklamrar;
• fj?drar;
• ortodontiska apparater;
• kryogena k?rl;
• benfixeringsanordningar.

?rskurs 12

Grad 12 titan har utm?rkt svetsbarhet av h?g kvalitet. Det ?r en h?gh?llfast legering som ger bra h?llfasthet vid h?ga temperaturer. Grad 12 titan har egenskaper som liknar 300-seriens rostfria st?l.

Dess f?rm?ga att formas p? en m?ngd olika s?tt g?r den anv?ndbar i m?nga applikationer. Den h?ga korrosionsbest?ndigheten hos denna legering g?r den ocks? ov?rderlig f?r tillverkning av utrustning. Klass 12 kan anv?ndas i f?ljande branscher:

• v?rmev?xlare;
• hydrometallurgiska till?mpningar;
• kemisk produktion med f?rh?jd temperatur;
• sj?- och luftkomponenter.

Ti5Al-2,5Sn

Ti 5Al-2.5Sn ?r en legering som kan ge god svetsbarhet med stabilitet. Den har ocks? h?g temperaturstabilitet och h?g h?llfasthet.

Ti 5Al-2.5Sn anv?nds fr?mst inom flygindustrin, s?v?l som i kryogena installationer.

H?gh?llfast metall med m?nga unika egenskaper. Till en b?rjan anv?ndes den inom f?rsvars- och milit?rindustrin. Utvecklingen av olika vetenskapsgrenar har lett till en bredare anv?ndning av titan.

Titan inom flygindustrin

F?rutom sin h?ga h?llfasthet ?r titan ocks? l?tt. Denna metall anv?nds ofta i flygplanskonstruktion. Titan och dess legeringar ?r p? grund av sina fysiska och mekaniska egenskaper oumb?rliga strukturmaterial.

Ett intressant faktum: fram till 60-talet anv?ndes titan fr?mst f?r tillverkning av gasturbiner f?r flygmotorer. Senare b?rjade metallen anv?ndas vid tillverkning av delar till flygplanskonsoler.

Idag anv?nds titan f?r tillverkning av flygplanshud, kraftelement, motordelar och annat.

Titan inom raketvetenskap och rymdteknik

I yttre rymden uts?tts alla f?rem?l f?r b?de mycket l?ga och h?ga temperaturer. Dessutom finns det ?ven str?lning och partiklar som r?r sig i h?g hastighet.

Material som t?l alla tuffa f?rh?llanden ?r bland annat st?l, platina, volfram och titan. Enligt ett antal indikatorer ges f?retr?de ?t den senare metallen.

Titan i skeppsbyggnad

Inom skeppsbyggnad anv?nds titan och dess legeringar f?r pl?tering av fartyg, s?v?l som vid tillverkning av delar till r?rledningar och pumpar.

Den l?ga densiteten av titan g?r det m?jligt att ?ka fartygens man?vrerbarhet och samtidigt minska deras vikt. H?g korrosions- och erosionsbest?ndighet hos metallen bidrar till en ?kning av livsl?ngden (delar rostar inte och ?r inte k?nsliga f?r skador).

Navigationsinstrument ?r ocks? gjorda av titan, eftersom denna metall ocks? har svaga magnetiska egenskaper.

Titan inom maskinteknik

Titanlegeringar anv?nds vid tillverkning av r?r f?r v?rmev?xlarutrustning, turbinkondensatorer och inv?ndiga ytor p? skorstenar.

P? grund av dess h?gh?llfasta egenskaper l?ter titan dig f?rl?nga utrustningens livsl?ngd och spara p? reparationsarbete.

Titan i olje- och gasindustrin

R?r gjorda av titanlegeringar hj?lper till att uppn? borrdjup p? upp till 15-20 km. De ?r mycket h?llbara och uts?tts inte f?r s? kraftiga deformationer som andra metaller.

Idag anv?nds titanprodukter framg?ngsrikt i utvecklingen av djuphavsolje- och gasf?lt. Armb?gar, r?r, fl?nsar, adaptrar etc. ?r gjorda av h?gh?llfast metall. Dessutom spelas en stor roll f?r h?gkvalitativ drift av korrosionsbest?ndigheten hos titan mot havsvatten.

Titan i bilindustrin

Att minska vikten p? delar i bilindustrin bidrar till att minska br?nslef?rbrukningen och d?rmed minska avgasutsl?ppen. Det ?r h?r titan och dess legeringar kommer till unds?ttning. F?r bilar (s?rskilt racerbilar) ?r fj?drar, ventiler, bultar, transmissionsaxlar och avgassystem gjorda av titan.

Titan i konstruktion

P? grund av sin f?rm?ga att motst? de flesta k?nda negativa milj?faktorer, har titan ?ven funnits i konstruktion. Den anv?nds f?r exteri?r bekl?dnad av byggnader, pelarbekl?dnad, som takmaterial, taklister, soffits, f?stelement etc.

Titan i medicin

Och inom medicin ockuperades en enorm nisch av produkter gjorda av titan och dess legeringar. Denna starka, l?tta, hypoallergena och h?llbara metall anv?nds f?r att producera kirurgiska instrument, proteser, tandimplantat, intraoss?sa fixatorer.

Titan inom sport

P? grund av samma styrka och l?tthet ?r titan ocks? popul?rt vid tillverkning av sportutrustning. Delar till cyklar, golfklubbor, isyxor, redskap f?r turism och bergskl?ttring, blad f?r skridskor, dykknivar, pistoler (sportskytte och brottsbek?mpande myndigheter) tillverkas av denna metall.

Titan i konsumentvaror

Reservoar- och kulspetspennor, smycken, klockor, fat och tr?dg?rdsredskap, h?ljen f?r mobiltelefoner, datorer, TV-apparater ?r tillverkade av titan.

Intressant: klockorna ?r gjorda av titan. De har ett vackert och ovanligt ljud.

Andra anv?ndningsomr?den f?r titan

Bland annat har titandioxid f?tt bred anv?ndning. Det anv?nds som ett vitt pigment f?r tillverkning av f?rger och lacker. Detta vita puder har en h?g d?ljande kraft, d.v.s. kan blockera vilken f?rg som helst ?ver vilken den appliceras.

N?r titandioxid appliceras p? pappersytan f?r den h?ga tryckegenskaper och j?mnhet.

Det ?r beteckningen E171 p? f?rpackningarna med tuggummin och godis som indikerar n?rvaron av titandioxid. Dessutom f?rgas krabbapinnar, kakor, mediciner, kr?mer, geler, schampon, k?ttf?rs, nudlar med denna f?rening, mj?l och glasyr f?rtydligas.

Titanpl?t - valsad och pl?ttitan VT1-0, VT20, OT4.

M?nga ?r intresserade av en lite mystisk och inte helt f?rst?dd titan - en metall vars egenskaper ?r n?got tvetydiga. Metall ?r b?de starkast och spr?dast.

Den starkaste och spr?daste metallen

Det uppt?cktes av tv? forskare med en skillnad p? 6 ?r - engelsmannen W. Gregor och tysken M. Klaproth. Namnet p? titanen f?rknippas ? ena sidan med de mytiska titanerna, ?vernaturliga och or?dda, ? andra sidan med Titania, ?lvornas drottning.
Detta ?r ett av de vanligaste materialen i naturen, men processen att f? en ren metall ?r s?rskilt sv?r.

22 kemiska elementet i D. Mendeleevs tabell Titan (Ti) tillh?r den fj?rde gruppen av den fj?rde perioden.

F?rgen p? titan ?r silvervit med en uttalad lyster. Dess h?jdpunkter skimrar med alla regnb?gens f?rger.

Det ?r en av de eldfasta metallerna. Den sm?lter vid +1660°C (±20°). Titan ?r paramagnetiskt: det magnetiseras inte i ett magnetf?lt och trycks inte ut ur det.
Metallen k?nnetecknas av l?g densitet och h?g h?llfasthet. Men det speciella med detta material ligger i det faktum att ?ven minimala f?roreningar av andra kemiska element radikalt f?r?ndrar dess egenskaper. I n?rvaro av en obetydlig del av andra metaller f?rlorar titan sin v?rmebest?ndighet, och ett minimum av icke-metalliska ?mnen i dess sammans?ttning g?r legeringen spr?d.
Denna funktion best?mmer n?rvaron av 2 typer av material: rent och tekniskt.

1. Rent titan anv?nds d?r det kr?vs ett mycket l?tt ?mne som t?l tunga belastningar och ultrah?ga temperaturomr?den.
2. Tekniskt material anv?nds d?r parametrar som l?tthet, styrka och motst?ndskraft mot korrosion v?rderas.

?mnet har egenskapen anisotropi. Detta inneb?r att metallen kan ?ndra sina fysiska egenskaper baserat p? den applicerade kraften. Denna funktion b?r beaktas n?r du planerar anv?ndningen av materialet.

Titan f?rlorar sin styrka vid minsta n?rvaro av f?roreningar av andra metaller i den.

Genomf?rda studier av egenskaperna hos titan under normala f?rh?llanden bekr?ftar dess tr?ghet. ?mnet reagerar inte p? grund?mnen i den omgivande atmosf?ren.
?ndringen av parametrar b?rjar n?r temperaturen stiger till +400°C och ?ver. Titan reagerar med syre, kan ant?ndas i kv?ve, absorberar gaser.
Dessa egenskaper g?r det sv?rt att f? fram ett rent ?mne och dess legeringar. Titanproduktion ?r baserad p? anv?ndningen av dyr vakuumutrustning.

Titan och konkurrens med andra metaller

Denna metall j?mf?rs st?ndigt med aluminium och j?rnlegeringar. M?nga av de kemiska egenskaperna hos titan ?r betydligt b?ttre ?n hos konkurrenterna:

1. N?r det g?ller mekanisk styrka ?vertr?ffar titan j?rn med 2 g?nger och aluminium med 6 g?nger. Dess styrka ?kar med sjunkande temperatur, vilket inte observeras hos konkurrenter.
   Antikorrosiva egenskaper hos titan ?r betydligt h?gre ?n hos andra metaller.
2. Vid omgivande temperaturer ?r metallen absolut inert. Men n?r temperaturen stiger ?ver +200°C b?rjar ?mnet absorbera v?te, vilket ?ndrar dess egenskaper.
3. Vid h?gre temperaturer reagerar titan med andra kemiska grund?mnen. Den har en h?g specifik h?llfasthet, som ?r 2 g?nger h?gre ?n egenskaperna hos de b?sta j?rnlegeringarna.
4. Anti-korrosionsegenskaperna hos titan ?verstiger avsev?rt de hos aluminium och rostfritt st?l.
5. ?mnet ?r en d?lig ledare av elektricitet. Titan har en resistivitet som ?r 5 g?nger h?gre ?n f?r j?rn, 20 g?nger den f?r aluminium och 10 g?nger den f?r magnesium.
6. Titan k?nnetecknas av l?g v?rmeledningsf?rm?ga, detta beror p? den l?ga v?rmeutvidgningskoefficienten. Det ?r 3 g?nger mindre ?n f?r j?rn och 12 g?nger mindre ?n f?r aluminium.
   

Hur erh?lls titan?

Materialet tar 10:e plats vad g?ller distribution i naturen. Det finns cirka 70 mineraler som inneh?ller titan i form av titansyra eller dess dioxid. De vanligaste av dem och som inneh?ller en h?g andel metallderivat:

• ilmenit;
• rutil;
• anatas;
• perovskit;
• brookite.

De viktigaste fyndigheterna av titanmalmer finns i USA, Storbritannien, Japan, stora fyndigheter av dem finns i Ryssland, Ukraina, Kanada, Frankrike, Spanien, Belgien.

Titanbrytning ?r en dyr och arbetskr?vande process

Att f? metall fr?n dem ?r v?ldigt dyrt. Forskare har utvecklat fyra s?tt att producera titan, som var och en fungerar och anv?nds effektivt inom industrin:

1. Magnesiummetod. De extraherade r?varorna som inneh?ller titanf?roreningar bearbetas och titandioxid erh?lls. Detta ?mne uts?tts f?r klorering i gruv- eller saltklorinatorer vid f?rh?jda temperaturer. Processen ?r mycket l?ngsam och utf?rs i n?rvaro av en kolkatalysator. I detta fall omvandlas fast dioxid till ett gasformigt ?mne - titantetraklorid. Det resulterande materialet reduceras av magnesium eller natrium. Legeringen som bildas under reaktionen uts?tts f?r upphettning i en vakuumenhet till ultrah?ga temperaturer. Som ett resultat av reaktionen sker avdunstning av magnesium och dess f?reningar med klor. I slutet av processen erh?lls ett svampliknande material. Det sm?lts och h?gkvalitativt titan erh?lls.
2. Hydrid-kalciummetod. Malmen uts?tts f?r en kemisk reaktion och titanhydrid erh?lls. N?sta steg ?r uppdelningen av ?mnet i komponenter. Titan och v?te frig?rs vid uppv?rmning i vakuumanl?ggningar. I slutet av processen erh?lls kalciumoxid, som tv?ttas med svaga syror. De tv? f?rsta metoderna avser industriell produktion. De g?r det m?jligt att erh?lla rent titan p? kortast m?jliga tid till relativt l?ga kostnader.
3. elektrolysmetod. Titanf?reningar uts?tts f?r h?g str?m. Beroende p? r?varan delas f?reningarna in i komponenter: klor, syre och titan.
4. Jodidmetod eller raffinering. Titandioxid som erh?lls fr?n mineraler sk?ljs med jod?nga. Som ett resultat av reaktionen bildas titanjodid, som v?rms upp till en h?g temperatur - + 1300 ... + 1400 ° C och verkar p? den med en elektrisk str?m. Samtidigt isoleras komponenter fr?n k?llmaterialet: jod och titan. Metallen som erh?lls med denna metod har inga f?roreningar och tillsatser.

Anv?ndningsomr?den

Anv?ndningen av titan beror p? graden av dess rening fr?n f?roreningar. N?rvaron av ?ven en liten m?ngd andra kemiska element i sammans?ttningen av en titanlegering f?r?ndrar radikalt dess fysiska och mekaniska egenskaper.

Titan med en viss m?ngd f?roreningar kallas tekniskt. Det har h?g korrosionsbest?ndighet, det ?r l?tt och mycket h?llbart material. Dess till?mpning beror p? dessa och andra indikatorer.

• I den kemiska industrin titan och dess legeringar anv?nds f?r att tillverka v?rmev?xlare, r?r med olika diametrar, kopplingar, hus och delar till pumpar f?r olika ?ndam?l. ?mnet ?r oumb?rligt p? platser d?r h?g h?llfasthet och motst?ndskraft mot syror kr?vs.
• P? transport titan anv?nds f?r tillverkning av delar och sammans?ttningar av cyklar, bilar, j?rnv?gsvagnar och t?g. Anv?ndningen av materialet minskar vikten p? rullande materiel och fordon, och g?r cykeldelar l?tta och h?llbara.
• Titan ?r viktigt i marinavdelningen. Av det tillverkas delar och delar av skrov f?r ub?tar, propellrar f?r b?tar och helikoptrar.
• I byggbranschen zink-titanium-legering anv?nds. Det anv?nds som ytbehandlingsmaterial f?r fasader och tak. Denna mycket starka legering har en viktig egenskap: den kan anv?ndas f?r att g?ra arkitektoniska detaljer av den mest fantastiska konfigurationen. Det kan ta vilken form som helst.
• Under det senaste decenniet har titan anv?nts flitigt inom oljeindustrin. Dess legeringar anv?nds vid tillverkning av utrustning f?r ultradjup borrning. Materialet anv?nds f?r tillverkning av utrustning f?r olje- och gasproduktion p? havshyllorna.

Titan har ett mycket brett anv?ndningsomr?de.

Rent titan har sina anv?ndningsomr?den. Det beh?vs d?r motst?nd mot h?ga temperaturer kr?vs och samtidigt m?ste metallens h?llfasthet bibeh?llas.

Den appliceras i :

• flyg- och rymdindustri f?r tillverkning av huddelar, skrov, f?stelement, chassi;
• medicin f?r proteser och tillverkning av hj?rtklaffar och andra anordningar;
• teknik f?r att arbeta i den kryogena regionen (h?r anv?nder de egenskapen hos titan - med en minskning av temperaturen ?kar metallens styrka och dess plasticitet g?r inte f?rlorad).

I procent ser anv?ndningen av titan f?r tillverkning av olika material ut s? h?r:

• 60 % anv?nds f?r tillverkning av f?rg;
• plast f?rbrukar 20%;
• 13 % anv?nds i papperstillverkning;
• maskinteknik f?rbrukar 7 % av det resulterande titanet och dess legeringar.

R?varor och processen f?r att f? titan ?r dyra, kostnaderna f?r dess produktion kompenseras och betalas av livsl?ngden f?r produkter fr?n detta ?mne, dess f?rm?ga att inte ?ndra sitt utseende under hela driftperioden.

EGENSKAPER OCH ANV?NDNINGAR AV TITANIUM

Titan (Ti) uppt?cktes 1795 och uppkallad efter hj?lten i det grekiska eposet Titan. Det ?r en del av mer ?n 70 mineraler och ?r ett av de vanligaste grund?mnena - dess inneh?ll i jordskorpan ?r cirka 0,6%. Titan finns i tv? modifikationer: upp till 882°С i form av modifikation a med ett hexagonalt t?tpackat kristallgitter, och ?ver 882°С ?r modifikation v med ett kroppscentrerat kubiskt gitter stabil. F?ljande ?r de huvudsakliga fysikaliska egenskaperna hos titan:

Titan kombinerar h?g h?llfasthet med l?g densitet och h?g korrosionsbest?ndighet. P? grund av detta har det i m?nga fall betydande f?rdelar j?mf?rt med s?dana grundl?ggande konstruktionsmaterial som st?l och aluminium. Ett antal titanlegeringar ?r dubbelt s? starka som st?l med mycket l?gre densitet och b?ttre korrosionsbest?ndighet. Men p? grund av den l?ga v?rmeledningsf?rm?gan ?r det sv?rt att anv?nda det f?r strukturer och delar som arbetar under f?rh?llanden med stora temperaturskillnader och n?r man arbetar med termisk utmattning. Nackdelarna med titan som konstruktionsmaterial inkluderar en relativt l?g normal elasticitetsmodul.

H?grent titan har goda plastegenskaper. Under p?verkan av f?roreningar f?r?ndras dess plasticitet dramatiskt. Syre l?ser sig bra i titan och minskar kraftigt dess plastegenskaper redan i omr?det med l?ga koncentrationer.

Titanets plastiska egenskaper minskar ocks? n?r kv?ve f?rs in i det. N?r kv?vehalten i titan ?r >0,2 % uppst?r spr?dbrott. Samtidigt ?kar syre och kv?ve dragh?llfastheten och uth?lligheten hos titan och ?r anv?ndbara f?roreningar i detta avseende.

V?te ?r en skadlig f?rorening i titan. Det minskar dramatiskt slagh?llfastheten hos titan ?ven vid mycket l?ga koncentrationer.

V?te har ingen m?rkbar effekt p? h?llfasthetsegenskaperna hos titan i ett brett spektrum av koncentrationer.

De mekaniska egenskaperna hos titan beror i mycket st?rre utstr?ckning ?n hos andra metaller p? hur belastningen appliceras. D?rf?r b?r mekanisk provning av titan utf?ras under mer strikt reglerade och fasta f?rh?llanden ?n testning av andra konstruktionsmaterial.

Slagh?llfastheten hos titan ?kar avsev?rt vid gl?dgning i intervallet 200–300°C; ingen m?rkbar f?r?ndring i andra egenskaper observeras. Den st?rsta ?kningen av plasticiteten hos titan uppn?s efter sl?ckning fr?n temperaturer som ?verstiger temperaturen f?r polymorf omvandling och efterf?ljande h?rdning.

Rent titan tillh?r inte v?rmebest?ndiga material, eftersom dess styrka minskar kraftigt med ?kande temperatur.

En viktig egenskap hos titan ?r dess f?rm?ga att bilda fasta l?sningar med atmosf?riska gaser och v?te. N?r titan v?rms upp i luft, p? dess yta, ut?ver den vanliga skalan, bildas ett skikt, best?ende av en fast l?sning baserad p? a-Ti (alfiterat skikt), stabiliserat av syre, vars tjocklek beror p? temperaturen och uppv?rmningens varaktighet. Detta skikt har en h?gre omvandlingstemperatur ?n huvudmetallskiktet, och dess bildning p? ytan av delar eller halvfabrikat kan orsaka spr?da brott.

Titan och titanlegeringar k?nnetecknas av h?g korrosionsbest?ndighet i luft, i naturligt kallt och varmt s?tvatten, i havsvatten, s?v?l som i l?sningar av alkalier, oorganiska salter, organiska syror och f?reningar, ?ven n?r de kokas. Det korroderar inte i havsvatten n?r det kommer i kontakt med rostfritt st?l och koppar-nickellegeringar. Den h?ga korrosionsbest?ndigheten hos titan f?rklaras av bildandet av en t?t homogen film p? dess yta, vilket skyddar metallen fr?n ytterligare interaktion med milj?n.

Som ett strukturellt material anv?nds titan mest inom flyg, raketteknik, vid konstruktion av fartyg, inom instrumenttillverkning och maskinteknik. Titan och dess legeringar bibeh?ller h?ga h?llfasthetsegenskaper vid h?ga temperaturer och kan d?rf?r framg?ngsrikt anv?ndas f?r tillverkning av delar som uts?tts f?r h?gtemperaturuppv?rmning.

F?r n?rvarande anv?nds huvudm?ngden titan f?r framst?llning av titanvitt. Titan anv?nds i stor utstr?ckning inom metallurgi, bland annat som legeringselement i rostfria och v?rmebest?ndiga st?l. Titantillsatser till aluminium, nickel och kopparlegeringar ?kar deras styrka. Det ?r en integrerad del av h?rda legeringar f?r sk?rande verktyg. Titandioxid anv?nds f?r att bel?gga svetselektroder. Titantetraklorid anv?nds inom milit?ren f?r att skapa r?ksk?rmar.

Inom el- och radioteknik anv?nds titan i pulverform som en gasabsorbator - vid uppv?rmning till 500 ° C absorberar titan gaser kraftigt och ger d?rigenom ett h?gt vakuum i en sluten volym.

Titan ?r i vissa fall ett oumb?rligt material inom den kemiska industrin och inom varvsindustrin. Delar avsedda f?r pumpning av aggressiva v?tskor, v?rmev?xlare som arbetar i korrosiva milj?er, upph?ngningsanordningar som anv?nds f?r att anodisera olika delar ?r gjorda av det. Titan ?r inert i elektrolyter och andra galvaniseringsv?tskor och ?r d?rf?r l?mplig f?r tillverkning av olika delar av galvaniseringsbad. Det anv?nds i stor utstr?ckning vid tillverkning av hydrometallurgisk utrustning f?r nickel-koboltanl?ggningar, eftersom det har h?g motst?ndskraft mot korrosion och erosion i kontakt med nickel- och koboltslam vid h?ga temperaturer och tryck.

Titan ?r det mest stabila i oxiderande milj?er. I reducerande media korroderar titan ganska snabbt p? grund av f?rst?relsen av den skyddande oxidfilmen.

Teknisk titan och dess legeringar l?mpar sig f?r alla k?nda metoder f?r tryckbehandling. De kan rullas i kalla och varma tillst?nd, st?mplas, krympas, djupdragna, utsv?ngda. Fr?n titan och dess legeringar, stavar, stavar, remsor,

olika valsade profiler, s?ml?sa r?r, tr?d och folie.

Deformationsbest?ndigheten hos titan ?r h?gre ?n hos konstruktionsst?l eller koppar- och aluminiumlegeringar. Titan och dess legeringar bearbetas med tryck p? ungef?r samma s?tt som austenitiska rostfria st?l. Oftast uts?tts titan f?r smide vid 800–1000°C. F?r att skydda titan fr?n gaskontamination utf?rs uppv?rmning och tryckbehandling p? kortast m?jliga tid. P? grund av det faktum att v?te vid temperaturer >500°C diffunderar in i titan och dess legeringar med h?ga hastigheter, sker uppv?rmning i en oxiderande atmosf?r.

Titan och dess legeringar har minskad bearbetbarhet liknande rostfria st?l av austenitisk kvalitet. Med alla typer av sk?rning uppn?s de mest framg?ngsrika resultaten vid l?ga hastigheter och stora sk?rdjup, s?v?l som vid anv?ndning av sk?rverktyg gjorda av h?ghastighetsst?l eller h?rda legeringar.

P? grund av den h?ga kemiska aktiviteten hos titan vid h?ga temperaturer svetsas det i en atmosf?r av inerta gaser (helium, argon). Samtidigt ?r det n?dv?ndigt att skydda inte bara den sm?lta svetsmetallen fr?n interaktion med atmosf?ren och gaserna, utan alla mycket uppv?rmda delar av produkterna som ska svetsas.

Stora tekniska sv?righeter uppst?r vid tillverkning av gjutgods av titan och dess legeringar.

TITANLEGERINGAR

M?nga legeringar av titan med andra grund?mnen ?r mer lovande material ?n kommersiellt titan.

De viktigaste legerings?mnena i industriella titanlegeringar ?r vanadin, molybden, krom, mangan, koppar, aluminium och tenn. I praktiken bildar titan legeringar med alla metaller, med undantag av alkaliska jordartsmetaller, samt med kisel, bor, v?te, kv?ve och syre.

N?rvaron av polymorfa omvandlingar av titan, den goda l?sligheten av m?nga grund?mnen i titan och bildningen av kemiska f?reningar med varierande l?slighet i titan g?r det m?jligt att erh?lla ett brett utbud av titanlegeringar med olika egenskaper.

Beroende p? vilken typ av inflytande som ut?vas p? de polymorfa transformationerna av titan, kan alla element delas in i tre grupper:

stabiliserande a-fas (aluminium);

?ka stabiliteten av v-fasen (krom, mangan, j?rn, koppar, nickel, beryllium, volfram, kobolt, vanadin, molybden, niob, tantal);

dop?mnen som har liten effekt p? stabiliteten av a- och v-faserna (tenn, zirkonium, germanium).

Titanlegeringar legerade med element som ?kar stabiliteten i a-fasen h?rdas vanligtvis inte genom v?rmebehandling. Legeringar legerade med element som ?kar stabiliteten i v-fasen f?rst?rks avsev?rt som ett resultat av v?rmebehandling.

Titanlegeringar kan uts?ttas f?r alla huvudtyper av v?rmebehandling: h?rdning, gl?dgning, ?ldring, h?rdning, kemisk v?rmebehandling. Det vanligaste ?r gl?dgning.

Titanlegeringar med aluminium har en l?gre densitet och st?rre specifik h?llfasthet ?n rent eller kommersiellt rent titan. N?r det g?ller specifik h?llfasthet ?r titan-aluminiumlegeringar ?verl?gsna m?nga rostfria och v?rmebest?ndiga legeringar i intervallet 400–500°C. Titanaluminiumlegeringar har h?gre v?rmebest?ndighet och h?gre krypmotst?nd ?n m?nga andra titanlegeringar.

Aluminium ?kar den normala elasticitetsmodulen f?r titan.

Titan-aluminiumlegeringar korroderar inte och oxiderar n?got vid h?ga temperaturer. Detta g?r att legeringarna kan varmbearbetas vid h?gre temperaturer ?n olegerat titan. De har god svetsbarhet, och ?ven med en betydande aluminiumhalt blir svetsmaterialet och n?rasvetszonen inte spr?da. Tillsatsen av aluminium minskar duktiliteten hos titan. Denna effekt ?r mest intensiv n?r aluminiumhalten ?r mer ?n 7,5 %.

Tillsatsen av tenn till titanlegeringar med aluminium ?kar legeringens h?llfasthetsegenskaper. Vid en koncentration av tenn i s?dana legeringar upp till 5% observeras ingen m?rkbar minskning av plastegenskaper. Dessutom ?kar tillsatsen av tenn till titanlegeringar med aluminium deras motst?ndskraft mot oxidation och krypning. Legeringar som inneh?ller 4–5 % Al och 2–3 % Sn bibeh?ller betydande mekanisk h?llfasthet upp till 500°C.

Zirkonium p?verkar inte i h?g grad de mekaniska egenskaperna hos titan-aluminiumlegeringar, men dess n?rvaro bidrar till en ?kning av krypmotst?nd och en ?kning av l?ngtidsh?llfasthet. Zirkonium ?r en v?rdefull komponent i titanlegeringar.

Grunden f?r att erh?lla h?gtemperatur titanlegeringar ?r en legering som inneh?ller -36% Al. Tillsatser till denna legering av andra legeringselement ger v?rmebest?ndiga material med h?g h?llfasthet vid 1000°C och ?ver och goda tekniska egenskaper.

Legering VT5 varmvalsad, stansad och smidd, argonb?gs- och motst?ndssvetsning, tillfredsst?llande bearbetning, god korrosionsbest?ndighet i koncentrerad salpetersyra och havsvatten. Delar som arbetar vid temperaturer upp till 400°C ?r gjorda av denna legering. Den har l?ga antifriktionsegenskaper och ?r ol?mplig f?r tillverkning av gnidningsdelar. Alloy VT5 levereras i form av pl?t, stavar, paket, r?r och tr?d.

Legeringar typ VT5-1 konstruerad f?r tillverkning av delar som arbetar vid temperaturer upp till 500°C f?r l?ngvarig belastning och upp till 900°C f?r kortvarig belastning. De ?r tillr?ckligt formbara under varmtrycksbehandling och kan tillverkas i form av pl?tar, remsor, pl?tar, smide, stansningar, extruderade profiler, r?r och tr?dar, de ?r v?lsvetsade och har h?g korrosionsbest?ndighet i atmosf?ren och saltl?sningar under cykliska massor.

Legering VT4 Den ?r fr?mst avsedd f?r tillverkning av ark, remsor och remsor. F?r delar av en enkel form ?r kallst?mpling till?ten. Vid st?mpling av delar av en mer komplex form kr?vs uppv?rmning upp till 500 ° C. Legeringen har tillfredsst?llande bearbetbarhet och ?r svetsad med argonb?gsvetsning. N?r det g?ller korrosionsbest?ndighet ?r VT4-legering n?ra VT5-legeringar. VT4-legering anv?nds f?r att tillverka delar som arbetar vid temperaturer upp till 350°C.

Legering OT4 n?r det g?ller egenskaper och till?mpningar liknar den VT4-legering.

Legering VT 10 har h?g krypmotst?nd och h?g termisk stabilitet. Den ?r tillfredsst?llande svetsad av alla typer av svetsning och ?r avsedd f?r tillverkning av delar som fungerar

vid temperaturer upp till 500°C. Smide, stansst?nger och remsor ?r f?rberedda av VT10-legeringen.

Legeringar VT5, VT5-1, VT4, OT4 och VT10 vid rumstemperatur beh?ller kristallgittret som ?r inneboende i modifieringen av a-titan. I de flesta fall anv?nds dessa legeringar i gl?dgat tillst?nd. Deras gl?dgningstemperatur ?r h?gre ?n gl?dgningstemperaturen f?r kommersiellt titan. Kommersiellt titan (VT1-00, VT1-0, VT1-1, VT1-2) kan ocks? betraktas som en legering med a-struktur.

Titanlegeringar med termodynamiskt stabil v-fas kan endast erh?llas vid h?ga koncentrationer av legerings?mnen (vanadin, molybden, niob, tantal, etc.). Men en av de viktigaste f?rdelarna med titanlegeringar, dvs relativt l?g densitet, g?r f?rlorad i detta fall. Detta ?r huvudorsaken till att titanlegeringar med en stabil v-fas inte anv?nds i stor utstr?ckning.

Titanlegeringar med en enkel p-fasstruktur kan erh?llas mekaniskt genom att kyla titanlegeringar som inneh?ller en tillr?ckligt h?g koncentration av ?verg?ngselement. Dessa legeringar inkluderar legering VT 15 inneh?llande 3–4 % Al, 7–8 % Mo och 10–15 % Cr. Efter h?rdning fr?n 760–780°C och ?ldring vid 450–480°C har legeringen en dragh?llfasthet p? 130–150 kg/mm2, vilket motsvarar st?l med en dragh?llfasthet p? 255 kg/mm2. Denna styrka bibeh?lls dock inte vid upphettning, vilket ?r den st?rsta nackdelen med dessa legeringar. Legeringen levereras i form av pl?t, st?nger och smide.

Den b?sta kombinationen av egenskaper uppn?s i legeringar som best?r av en blandning av a- och v-faser. Aluminium ?r en oumb?rlig komponent i n?stan alla s?dana legeringar. Inneh?llet av aluminium i legeringar ut?kar inte bara temperaturomr?det vid vilket stabiliteten av a-fasen uppr?tth?lls, utan ?kar ocks? den termiska stabiliteten av v-fasen. Dessutom minskar aluminium legeringens densitet och kompenserar d?rigenom den densitets?kning som ?r f?rknippad med inf?randet av tunga legeringselement.

Pl?tar, stavar, smide och st?mplingar ?r gjorda av VT6-legering. De har god styrka och duktilitet. Uppv?rmningstemperaturen f?r legeringen under tryckbehandling ?verstiger vanligtvis inte 1000°C. Delar tillverkade av VT6-legering kan sammanfogas genom punkt-, stum- och argonb?gsvetsning i en skyddande atmosf?r. F?r att ?terst?lla metallens plasticitet efter svetsning kr?vs gl?dgning vid 700–800°C. Legeringar av denna typ bearbetas tillfredsst?llande genom sk?rning, har h?g korrosionsbest?ndighet i en fuktig atmosf?r och i havsvatten. Legeringarnas styrka ?kar efter h?rdning f?ljt av ?ldring vid 450–550°C. Legeringar har god termisk stabilitet.

Legering BT5 kan ocks? h?nf?ras till legeringarna i VT6-gruppen. Denna legering ?r, f?rutom aluminium och molybden, legerad med en liten m?ngd kisel. Legeringen i varmt tillst?nd l?mpar sig v?l f?r valsning, stansning och smide. Smide utf?rs vid 900-1000°C. Legeringen har ocks? h?g korrosionsbest?ndighet och termisk stabilitet och krypmotst?nd. Den ?r tillfredsst?llande bearbetad och v?lsvetsad genom punkt-, rull- och stumsvetsning. Legeringen anv?nds huvudsakligen i v?rmebehandlat tillst?nd.

En oberoende grupp av legeringar best?r av VT3 och VT3-1 legeringar. Dessa legeringar har st?rre termokemisk stabilitet j?mf?rt med legeringar av VT6-typ. Legering VT3-1, inneh?llande, f?rutom aluminium och krom, molybden, har en h?gre termisk stabilitet och mindre ben?genhet till spr?dhet vid upphettning ?n legering VT3, och har en finare struktur.

Titanlegeringar, best?ende av en blandning av a- och v-faser, anv?nds i gl?dgat eller stabiliserat tillst?nd.

F?r VT3-legeringen rekommenderas att utf?ra gl?dgning vid 750±10°C och luftkylning; f?r VT6-legeringen, gl?dgning vid 80±10°C och kylning i luft; f?r VT8-legering - homogenisering vid 800 ± 10°C under 1 h, kylning i luft till 590 ± 10°C, h?llning i 1 h, kylning i luft. Effekten av termisk h?rdning av VTZ-, VTZ-1-, VT6- och VT8-legeringar ?r relativt liten.

F?r VT 14-legeringen ?r h?rdande v?rmebehandling h?rdning i vatten fr?n 860–880°C f?ljt av ?ldring vid 480–500°C. Gl?dgning av denna legering, som s?kerst?ller h?g duktilitet och tillfredsst?llande h?llfasthet, utf?rs genom uppv?rmning till 750–850°C, f?ljt av kylning i luft. Alloy VT 14 ?r k?nslig f?r ?verhettning under varmformning och v?rmebehandling. Vid uppv?rmning ?ver 920–930°C f?rs?mras dess mekaniska egenskaper kraftigt. I detta avseende ?r det l?mpligt att utf?ra varmdeformation av VT 14-legeringen vid temperaturer som inte ?verstiger 930°C.

F?r n?rvarande har titanlegeringar utvecklats som har h?g duktilitet i kylt tillst?nd, vilket ?r n?dv?ndigt f?r tillverkning av komplexa delar, och som ?r starkt f?rst?rkta under efterf?ljande ?ldring eller h?rdning.

N?stan alla bearbetade titanlegeringar kan anv?ndas som gjutmaterial. Oftast anv?nds VT6-legering och teknisk titan (VT1-1) f?r tillverkning av delar genom gjutning. Metall f?r formgjutning sm?lts i vakuumb?gsugnar med en grafitdegel t?ckt med en skalle. H?llning av metall och kylning av formar utf?rs antingen i en atmosf?r av inerta gaser eller i ett vakuum. Formar ?r gjorda av grafit, keramiska material eller metaller som inte interagerar med titan och titanlegeringar.

Titankarbid TiC och legeringar baserade p? titankarbid anv?nds ofta. Titankarbid har en h?g h?rdhet och en mycket h?g sm?ltpunkt, vilket best?mmer dess huvudsakliga anv?ndningsomr?de. Titankarbid har l?nge anv?nts som en komponent i h?rda legeringar f?r sk?rande verktyg och formar. Speciellt effektivt ?r anv?ndningen av ett sk?rverktyg som inneh?ller titankarbid f?r visk?sa material. Typiska titanhaltiga h?rda legeringar f?r sk?rverktyg ?r legeringarna T5KYU, T5K7, T14K8, T15K6, T30K4 (den f?rsta siffran motsvarar inneh?llet av titankarbid, och den andra till inneh?llet av cementerande metallkobolt i %. Titankarbid anv?nds ocks? som slipmaterial b?de i pulverform och i cementerad form.

Sm?ltpunkt f?r titankarbid >3000°С. Den har h?g elektrisk ledningsf?rm?ga och, vid l?ga temperaturer, supraledning. Krypningen av titan ?r f?rsumbar upp till en temperatur p? 1800°C. Den ?r sk?r vid rumstemperatur. Titankarbid ?r stabil i kalla och varma syror - saltsyra, svavelsyra, fosforsyra, oxalsyra, i kyla - i perklorsyra, s?v?l som i blandningar av vissa syror.

M?nga metoder f?r att erh?lla ren titankarbid reduceras till kemisk separation av karbid fr?n en uppkolad ferrolegering. Metoden att uppkola pulveriserat metalliskt titan eller titandioxid under komponenternas sm?lttemperatur ?r emellertid av st?rsta praktiska betydelse. Ett exempel p? en s?dan metod ?r kalcinering av titandioxid med sot i kolpatroner. En betydande m?ngd titankarbid erh?lls som en mellanprodukt vid tillverkning av titantetraklorid.

V?rmebest?ndiga material baserade p? titankarbid legerad med molybden, tantal, niob, nickel, kobolt och andra element anv?nds i stor utstr?ckning. Legering av titankarbid med metaller g?r det m?jligt att erh?lla material som kombinerar h?g h?llfasthet, motst?nd mot krypning och oxidation vid h?ga temperaturer av titankarbid med duktilitet och motst?ndskraft mot termisk chock av metaller. Framst?llningen av v?rmebest?ndiga material baserade p? andra karbider, s?v?l som borider, silicider, som kombineras under det allm?nna namnet keramiska metallmaterial, bygger p? samma princip.

Legeringar baserade p? titankarbid beh?ller tillr?ckligt h?g v?rmebest?ndighet upp till 1000–1100°C. Dessa legeringar har h?g slitstyrka och korrosionsbest?ndighet. Slagh?llfastheten hos legeringar baserade p? titankarbid ?r l?g, och detta ?r det st?rsta hindret f?r deras breda distribution.

Titankarbid och legeringar av titankarbid med karbider av andra metaller anv?nds som eldfasta material. Deglar gjorda av titankarbid och en legering av titankarbid med kromkarbid v?ts inte och interagerar praktiskt taget inte under l?ng tid med sm?lt tenn, vismut, bly, kadmium och zink. Titankarbid v?tas inte av sm?lt koppar vid 1100–1300°C och silver vid 980°C i vakuum, aluminium vid 700°C i argonatmosf?r. Legeringar baserade p? titankarbid med volframkarbid eller tantalkarbid med tillsats av upp till 15% Co vid 900-1000° ?r n?stan resistenta mot inverkan av sm?lt natrium och vismut under l?ng tid.

F?r att framst?lla legeringar baserade p? titankarbid mals deras best?ndsdelar samman till en mycket h?g grad av dispersion och sedan pressas blandningarna med en mjukg?rare till f?rutbest?mda former. De s?lunda erh?llna f?rformarna sintras vid h?ga temperaturer. Kompositioner baserade p? karbid har praktiskt taget inte formbarhet. L?tt sintrade presskroppar kan bearbetas p? en svarv med diamantverktyg, medan komplexa delar kan bearbetas med slipskivor. Efter den slutliga sintringen bearbetas materialet endast genom slipning. Med hj?lp av extruderingsmetoden fr?n en massa baserad p? titankarbid kan r?r, stavar, pl?tar och produkter av komplex sektion framst?llas. En t?tare produkt kan erh?llas genom varmpressning. Det huvudsakliga k?llmaterialet f?r att producera kompakta titan- och titanhalvfabrikat ?r titansvamp (titansvamp), erh?llen med olika metoder fr?n titanr?varor.

Titan- en av de mystiska, lite studerade makron?rings?mnena i vetenskap och m?nskligt liv. ?ven om det inte f?rg?ves kallas det "kosmiska" elementet, eftersom. det anv?nds aktivt i de avancerade grenarna av vetenskap, teknik, medicin och p? m?nga andra s?tt - detta ?r en del av framtiden.

Denna metall ?r silvergr? till f?rgen (se bild), ol?slig i vatten. Han har en liten kemisk densitet, s? han k?nnetecknas av l?tthet. Samtidigt ?r den mycket stark och l?tt att bearbeta tack vare sin sm?ltbarhet och duktilitet. Elementet ?r kemiskt inert p? grund av n?rvaron av en skyddande film p? ytan. Titan ?r inte br?nnbart, men dess damm ?r explosivt.

Uppt?ckten av detta kemiska element tillh?r den store ?lskaren av mineraler, engelsmannen William MacGregor. Men titan har fortfarande sitt namn att tacka kemisten Martin Heinrich Klaproth, som uppt?ckte det oberoende av McGregor.

Antaganden om anledningarna till att denna metall kallades "titan" ?r romantiska. Enligt en version ?r namnet associerat med de antika grekiska gudarna Titans, vars f?r?ldrar var guden Uranus och gudinnan Gaia, men enligt den andra kommer det fr?n namnet p? ?lvornas drottning - Titania.

Hur som helst, detta makron?rings?mne ?r det nionde mest som finns i naturen. Det ?r en del av v?vnaderna hos representanter f?r flora och fauna. Det finns mycket av det i havsvatten (upp till 7%), men i jorden inneh?ller det bara 0,57%. Kina ?r rikast p? titanreserver, f?ljt av Ryssland.

Titan action

Verkan av ett makroelement p? kroppen beror p? dess fysikalisk-kemiska egenskaper. Dess partiklar ?r mycket sm?, de kan penetrera cellstrukturen och p?verka dess arbete. Man tror att p? grund av sin tr?ghet interagerar makron?rings?mnet inte kemiskt med irriterande ?mnen och ?r d?rf?r inte giftigt. Men det kommer i kontakt med cellerna i v?vnader, organ, blod, lymfa genom fysisk verkan, vilket leder till deras mekaniska skada. Ett grund?mne kan allts? genom sin verkan skada enkel- och dubbelstr?ngat DNA, skada kromosomer, vilket kan leda till risk f?r att utveckla cancer och felfunktion i den genetiska koden.

Det visade sig att makron?ringspartiklar inte kan passera genom huden. D?rf?r kommer de in i en person endast med mat, vatten och luft.

Titan absorberas b?ttre genom mag-tarmkanalen (1-3%), men endast cirka 1% tas upp genom luftv?garna, men dess inneh?ll i kroppen ?r koncentrerat som i lungorna (30%). Vad ?r det kopplat till? Efter att ha analyserat alla ovanst?ende siffror kan vi komma till flera slutsatser. F?r det f?rsta absorberas titan i allm?nhet d?ligt av kroppen. F?r det andra, genom mag-tarmkanalen, uts?ndras titan genom avf?ring (0,52 mg) och urin (0,33 mg), men i lungorna ?r en s?dan mekanism svag eller helt fr?nvarande, eftersom koncentrationen av titan i detta organ med ?ldern hos en person ?kar n?stan 100 g?nger. Vad ?r anledningen till en s? h?g koncentration med en s? svag absorption? Troligtvis beror detta p? den st?ndiga attacken p? v?r kropp av damm, d?r det alltid finns en titankomponent. Dessutom ?r det i det h?r fallet n?dv?ndigt att ta h?nsyn till v?r ekologi och tillg?ngen p? industrianl?ggningar n?ra bos?ttningar.

J?mf?rt med lungorna, i andra organ, s?som mj?lten, binjurarna, sk?ldk?rteln, f?rblir inneh?llet av makron?rings?mnet of?r?ndrat under hela livet. Dessutom observeras n?rvaron av elementet i lymfan, moderkakan, hj?rnan, kvinnlig br?stmj?lk, ben, naglar, h?r, ?gats lins, epitelv?vnader.

Eftersom det finns i benen ?r titan involverat i deras fusion efter frakturer. En positiv effekt observeras ocks? i de regenerativa processer som f?rekommer i skadade r?rliga benleder vid artrit och artros. Denna metall ?r en stark antioxidant. Den f?rsvagar verkan av fria radikaler p? hud och blodkroppar och skyddar hela kroppen fr?n f?r tidigt ?ldrande och slitage.

Genom att koncentrera sig p? de delar av hj?rnan som ansvarar f?r syn och h?rsel, p?verkar det deras funktion positivt. N?rvaron av metallen i binjurarna och sk?ldk?rteln inneb?r att den deltar i produktionen av hormoner som ?r involverade i ?mnesoms?ttningen. Det ?r ocks? involverat i produktionen av hemoglobin, produktionen av r?da blodkroppar. Genom att minska inneh?llet av kolesterol och urea i blodet ?vervakar den dess normala sammans?ttning.

Den negativa effekten av titan p? kroppen beror p? att det ?r en tungmetall. V?l i kroppen delas den inte och s?nderdelas inte, utan l?gger sig i en persons organ och v?vnader, f?rgiftar den och st?r vitala processer. Det korroderar inte och ?r resistent mot alkalier och syror, s? magsaft kan inte verka p? det.

Titanf?reningar har f?rm?gan att blockera kortv?gig ultraviolett str?lning och absorberas inte genom huden, s? de kan anv?ndas f?r att skydda huden fr?n ultraviolett str?lning.

Det har bevisats att r?kning ?kar intaget av metall i lungorna fr?n luften m?nga g?nger om. ?r inte detta en anledning att sluta med denna d?liga vana!

Dagskurs - vad ?r behovet av ett kemiskt element?

Den dagliga normen f?r ett makron?rings?mne beror p? det faktum att m?nniskokroppen inneh?ller cirka 20 mg titan, varav 2,4 mg finns i lungorna. Varje dag f?r kroppen 0,85 mg av ?mnet med mat, 0,002 mg med vatten och 0,0007 mg med luft. Den dagliga hastigheten f?r titan ?r mycket villkorad, eftersom konsekvenserna av dess p?verkan p? organen inte har studerats fullt ut. Ungef?r ?r det cirka 300-600 mcg per dag. Det finns inga kliniska data om konsekvenserna av att ?verskrida denna norm - allt ?r p? stadium av pilotstudier.

brist p? titan

Tillst?nd d?r en brist p? metall skulle observeras har inte identifierats, s? forskare har kommit till slutsatsen att de inte finns i naturen. Men dess brist observeras i de flesta allvarliga sjukdomar, vilket kan f?rv?rra patientens tillst?nd. Denna nackdel kan avl?gsnas med titanhaltiga preparat.

Effekten av ?verskott av titan p? kroppen

Ett ?verskott av makroelementet av ett eng?ngsintag av titan i kroppen uppt?cktes inte. Om, antar, en person svalde en titanstift, s? finns det tydligen ingen anledning att prata om f?rgiftning. Mest troligt, p? grund av dess tr?ghet, kommer elementet inte att komma i kontakt, utan kommer att tas bort naturligt.

En stor fara orsakas av en systematisk ?kning av koncentrationen av makroelementet i andningssystemet. Detta leder till skador p? andnings- och lymfsystemet. Det finns ocks? ett direkt samband mellan graden av silikos och inneh?llet av grund?mnet i andningsorganen. Ju h?gre inneh?llet ?r, desto sv?rare ?r sjukdomen.

Ett ?verskott av tungmetall observeras hos personer som arbetar i kemiska och metallurgiska f?retag. Titanklorid ?r den farligaste - om 3 arbets?r b?rjar manifestationen av allvarliga kroniska sjukdomar.

S?dana sjukdomar behandlas med speciella l?kemedel och vitaminer.

Vilka ?r k?llorna?

Elementet kommer in i m?nniskokroppen huvudsakligen med mat och vatten. Mest av allt finns det i baljv?xter (?rtor, b?nor, linser, b?nor) och spannm?l (r?g, korn, bovete, havre). Dess n?rvaro avsl?jades i mejeri- och k?ttr?tter, s?v?l som i ?gg. V?xter inneh?ller mer av detta element ?n djur. Dess inneh?ll ?r s?rskilt h?gt i alger - buskig cladophora.

Alla livsmedelsprodukter som inneh?ller E171 livsmedelsf?rg inneh?ller denna metalldioxid. Det anv?nds vid tillverkning av s?ser och kryddor. Skadan av denna tillsats ?r ifr?gasatt, eftersom titanoxid ?r praktiskt taget ol?slig i vatten och magsaft.

Indikationer f?r anv?ndning

Det finns indikationer f?r anv?ndningen av elementet, trots att detta kosmiska element fortfarande ?r lite studerat, anv?nds det aktivt inom alla medicinomr?den. P? grund av sin styrka, korrosionsbest?ndighet och biologiska tr?ghet anv?nds den i stor utstr?ckning inom omr?det proteser f?r tillverkning av implantat. Det anv?nds inom tandv?rd, neurokirurgi, ortopedi. P? grund av dess h?llbarhet tillverkas kirurgiska instrument av den.

Dioxid av detta ?mne anv?nds vid behandling av hudsjukdomar som cheilit, herpes, akne, inflammation i munslemhinnan. De tar bort hemangiom i ansiktet.

Metallnickelid ?r involverad i elimineringen av lokalt avancerad cancer i struphuvudet. Det anv?nds f?r endoprotesers?ttning av struphuvudet och luftstrupen. Det anv?nds ocks? f?r att behandla infekterade s?r i kombination med antibiotikal?sningar.

Makron?rings?mnet glycerosolvat aquacomplex fr?mjar l?kning av ulcer?sa s?r.

M?nga m?jligheter ?r ?ppna f?r forskare runt om i v?rlden att studera framtidens element, eftersom dess fysikalisk-kemiska egenskaper ?r h?ga och kan ge obegr?nsade f?rdelar f?r m?nskligheten.