Заказ звонка
Корзина
Титан (Ti) от латинского Titanium - лёгкий серебристо-белый металл. Температура плавления 1668 °C, кипения 3287 °C. Теплопроводность 21,9 Вт/(м·К) при 20 °C. Температурный коэффициент линейного расширения 9,2·10−6 К−1 в интервале от −120 до +860 °C. Прочность металла мало зависят от температуры, но при этом напрямую зависит от предварительной обработки. Для технического титана твёрдость по Виккерсу составляет 790-800 МПа, модуль нормальной упругости 103 ГПа, модуль сдвига 39,2 ГПа. У высокочистого предварительно отожжённого в вакууме титана предел текучести 140-170 МПа, относительное удлинение 55-70%, твёрдость по Бринеллю 716 МПа. Титан характеризуется с повышенной вязкостью, при механической обработке склонен к налипанию на режущий инструмент, из-за чего требуется нанесение смазочного материала. Покрывается защитной плёнкой оксида TiO2, стояк к коррозии кроме щелочной среды. Повышенная устойчивость титана к испарению в вакууме, плюс легкость делают металл востребованным при конструировании космических кораблей. Температура перехода в сверхпроводящее состояние 0,387 К. При температурах выше 73 кельвин титан парамагнитен.
Основные категории титановых сплавов
- Конструкционные и высокопрочные титановые сплавы. Имеют очень твердый состав, благодаря которому достигается идеальный баланс пластичности и прочности.
- Жаропрочные титановые сплавы. Имеют твердый состав, включающий в себя определенное количество химического соединения, что несколько снижает пластичность, зато придает высокую жаропрочность.
- Титановые сплавы на основе химического соединения. Этот жаропрочный состав имеет малую плотность и может составить конкуренцию никелевым соединениям по жаропрочности при определенной температуре.
Сейчас титан очень широко используют в конструкционной деятельности. Еще 200 лет назад его считали неподходящим для конструирования, но прошло время, и на данный момент это один из самых долговечных и надежных материалов с широким спектром других полезных свойств.
Марки и химический состав
Процентное соотношение элементов в деформируемых титановых сплавах по ГОСТ 19807–91.
| Марки | Ti | Al | V | Mo | Sn | Zr | Mn | Cr | Si | Fe | O | H | N | C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ВТ1-00 | Основа | – | – | – | – | – | – | – | 0,08 | 0,15 | 0,10 | 0,008 | 0,04 | 0,05 |
| ВТ1-0 | То же | – | – | – | – | – | – | – | 0,10 | 0,25 | 0,20 | 0,010 | 0,04 | 0,07 |
| ВТ1-2 | То же | – | – | – | – | – | – | – | 0,15 | 1,5 | 0,30 | 0,010 | 0,15 | 0,10 |
| ОТ4-0 | То же | 0,4–1,4 | – | – | – | 0,30 | 0,5–1,3 | – | 0,12 | 0,30 | 0,15 | 0,012 | 0,05 | 0,10 |
| ОТ4-1 | То же | 1,5–2,5 | – | – | – | 0,30 | 0,7–2,0 | – | 0,12 | 0,30 | 0,15 | 0,012 | 0,05 | 0,10 |
| ОТ4 | То же | 3,5–5,0 | – | – | – | 0,30 | 0,8–2,0 | – | 0,12 | 0,30 | 0,15 | 0,012 | 0,05 | 0,10 |
| ВТ5 | То же | 4,5–6,2 | 1,2 | 0,8 | – | 0,30 | – | – | 0,12 | 0,30 | 0,20 | 0,015 | 0,05 | 0,10 |
| ВТ5-1 | То же | 4,3–6,0 | 1,0 | – | 2,0 –3,0 | 0,30 | – | – | 0,12 | 0,30 | 0,15 | 0,015 | 0,05 | 0,10 |
| ВТ6 | То же | 5,3–6,8 | 3,5–5,3 | – | – | 0,30 | – | – | 0,10 | 0,60 | 0,20 | 0,015 | 0,05 | 0,10 |
| ВТ6с | То же | 5,3–6,5 | 3,5–4,5 | – | – | 0,30 | – | – | 0,15 | 0,25 | 0,15 | 0,015 | 0,04 | 0,10 |
| ВТ3-1 | То же | 5,5–7,0 | – | 2,0–3,0 | – | 0,50 | – | 0,8–2,0 | 0,15–0,40 | 0,2–0,7 | 0,15 | 0,015 | 0,05 | 0,10 |
| ВТ8 | То же | 5,8–7,0 | – | 2,8–3,8 | – | 0,50 | – | – | 0,20–0,40 | 0,30 | 0,15 | 0,015 | 0,05 | 0,10 |
| ВТ9 | То же | 5,8–7,0 | – | 2,8–3,8 | – | 1,0–2,0 | – | – | 0,20–0,35 | 0,25 | 0,15 | 0,015 | 0,05 | 0,10 |
| ВТ14 | То же | 3,5–6,3 | 0,9–1,9 | 2,5–3,8 | – | 0,30 | – | – | 0,15 | 0,25 | 0,15 | 0,015 | 0,05 | 0,10 |
| ВТ20 | То же | 5,5–7,0 | 0,8–2,5 | 0,5–2,0 | – | 1,5–2,5 | – | – | 0,15 | 0,25 | 0,15 | 0,015 | 0,05 | 0,10 |
| ВТ22 | То же | 4,4–5,7 | 4,0–5,5 | 4,0–5,5 | – | 0,30 | – | 0,5–1,5 | 0,15 | 0,5–1,5 | 0,18 | 0,015 | 0,05 | 0,10 |
| ПТ-7М | То же | 1,8–2,5 | – | – | – | 2,0–3,0 | – | – | 0,12 | 0,25 | 0,15 | 0,006 | 0,04 | 0,10 |
| ПТ-3В | То же | 3,5–5,0 | 1,2–2,5 | – | – | 0,30 | – | – | 0,12 | 0,25 | 0,15 | 0,006 | 0,04 | 0,10 |
| АТ3 | То же | 2,0–3,5 | – | – | – | – | – | 0,2–0,5 | 0,20–0,40 | 0,2–0,5 | 0,15 | 0,008 | 0,05 | 0,10 |
Свойства титана
По плотности и удельной теплоемкости титан занимает промежуточное место между двумя основными конструкционными металлами: алюминием и железом. Стоит также отметить, что его механическая прочность примерно вдвое больше, чем чистого железа, и почти в шесть раз выше, чем алюминия. Но титан может активно поглощать кислород, азот и водород, которые резко снижают пластические свойства металла. С углеродом титан образует тугоплавкие карбиды, обладающие высокой твердостью.
Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза - железа. Коэффициент термического расширения при комнатной температуре сравнительно мал, с повышением температуры он возрастает.
Модули упругости титана невелики и обнаруживают существенную анизотропию. 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 титана - 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 42·10-8до 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. Титан составляет исключение из этого правила - его восприимчивость существенно увеличивается с температурой.
На нашем сайте, в каталоге титанового проката, вы можете ознакомится и приобрести следующие виды продукции из титана:
Применение титана
На шельфовых трубопроводах специального назначения применяются для соединения труб титановые блины. Они не ржавеют, не окисляются при контакте с воздухом и агрессивными веществами, жаропрочные и жаростойкие, долго не изнашиваются. Применяются в горной и нефтедобывающей промышленности.
В медицине титан используют благодаря биологической и физиологической инертности по отношению к живому организму, в сочетании с антикоррозионной стойкостью и повышенным механическим качествам. Титановые карточки применяется в изготовлении протезов, зубных имплантатов, в стоматологических и эндодонтических инструментах.
Широкое использование титана и его сплавов в морском судостроении, из-за малой плотности материала. Исключительная стойкость при воздействии морской водой, делает титан незаменимым материалом, для обшивки судов как правило для этого используется листовой титан. Обшитые листами корпуса судов не требуют окраски, и десятилетиями не ржавеют и не разрушаются в морской воде. Малая плотность позволяет снижать массу корабля, что повышает его маневренность и дальность хода. Также широко используются титановые квадраты. Эрозионная и навигационная стойкость позволят не бояться больших скоростей в морской воде: частицы песка не повредят титановым рулям. Прутки из титановых сплавов применяются для изготовления валов, распорок, опоры, части якоря. На подводных лодках титан используется для изготовления деталей палубной арматуры, антенн, приборов, рукояток, постоянно погруженных в морскую воду. Из титана делают корпуса подводных лодок сверхглубокого погружения до 6 км.
Для изготовления конструктивных деталей вертолетов, самолетов используются титановые плиты. К примеру, у Boeing 787 Dreamliner количество титановых деталей составляет 30%. В авиастроительстве титан используется для надежности конструкции, снижает вес деталей и увеличивает долговечность. Титан материал, используемый при конструировании космического корабля «Восток», на котором Юрий Гагарин совершил первый полет в космос, а также в пилотируемых и беспилотных кораблях «Союз», «Марс», «Луна», «Венера».
Шестигранники из сплавов титана используются как конструктивный элемент двигателей космических кораблей. В изготовлении композитных и многокомпонентных материалов используется фольга из титана. Промышленное фольга толщиной до 13 мкм.
В изготовлении шин для авиатранспорта, как армирующий компонент используется титановая проволока. Она значительно снижает вес шин и повышает их долговечность. В новых моделях шин проложена дополнительная силовая сетка, предохраняющая отрыв резинового протектора от корда. Такие модели позволяют эксплуатацию самолета с большим взлетным весом.
В химической и нефтяной промышленности используются титановые трубы. Использование титана в химической промышленности позволило наладить выработку хлора и калия, мочевины и соды, отбеливающих средств, и средств бытовой химии.
Титан в виде слитков используется как сырье для дальнейшей переработки.
