Фото металл титан: 403 — Доступ запрещён – стоимость, обработка, состав, размеры, описание, структура

Содержание

Титан — материал украшений будущего

Уже пару лет наш мастер работает с таким интересным и необычным для нашего рынка материалом, как титан. Вдохновил его на этот журнал про ювелирное искусство, который он нашел как-то на работе — оказалось, ювелиры Запада уже давно освоили этот металл и активно используют его в своих украшениях. Было много попыток, но в итоге все желаемое было достигнуто, мастерство освоено и теперь мы можем с уверенностью сказать, что титан нам под силу 🙂

Пока еще титановые украшения только набирают свою популярность — для большинства это занятная диковинка, которая вызывает противоречивые впечатления. Тем более, сейчас на рынке появилось очень много подделок под титан — украшения делаются из сплавов и выдаются за титановые. Если вы видите цену меньше 100 долларов — будете уверены: перед вами подделка, так как титан обрабатывается вручную, это очень кропотливый и трудоемкий процесс, поэтому цена на украшение не может быть низкой.

Нам очень интересен этот металл тем, что он, кроме своей прочности, еще и позволяет сделать очень интересную палитру цветов с помощью окисидирования, вставить в украшения золото или просто придать им более интеренсный вид с помощью разнообразных камней. Надеюсь, мы вас заинтересовали и вы с удовольствием ознакомитесь с этим интересным металлом 🙂

Титан — материал украшений будущего, фото № 1

Сегодня мы расскажем о главных особенностях этого необычного металла, причинах столь его высокой популярности и о том, как правильно за ним ухаживать.

Титан — это один из металлов в таблице Менделеева, то есть он является естественным природным элементом (не сплав). Это один из самых легких металлов в мире и к тому же очень прочный — прочнее золота, серебра, стали. Естественный цвет титана — серебристый белый. Добавление примесей делает титан еще более прочным. Этот металл не относится к драгоценным, поэтому пробу на нем не ставят

Этот тугоплавкий металл открыли приблизительно в 1790 году, но тогда учёные умы совершенно не представляли, чем он может быть полезен. В то время с ним не умели работать, а за сложность обработки прозвали «Titan», как некогда древние греки называли богов, обладающих огромной силой и мужеством.

Титан — материал украшений будущего, фото № 2

Спустя 120 лет, только в 1910 году, англичане начали процесс извлечения титана из руды. Этот процесс постоянно улучшался, и уже к середине 1940-х годов американцы решили использовать его в военной авиации. Основными критериями в таком выборе послужили: соотношение прочности к весу, устойчивость к перепадам температур, доступная цена, а также антикоррозийные свойства металла.

Начиная с 40-х годов прошлого века титан активно используют в кораблестроении, изготовлении самолётов и ракет. Из него также делают велосипедные рамы, насосы, реакторы, протезы, арматуру, бронежилеты и ещё множество полезных для человека вещей. Не последнее место титан занял в часовом и ювелирном производствах.

Титан — материал будущего. Он является одним из пяти биологически совместимых элементов и не вызывает аллергических реакций даже на самой чувствительной коже. Титан необычайно легкий, но очень прочный материал. Благодаря этим уникальным свойствам 85% конструкционных материалов в космической технике — титан и его сплавы. Наши украшения производятся именно из авиационного титана.

Титан — материал украшений будущего, фото № 3

Часовщики и ювелиры обратили своё внимание на титан не так давно. Впервые его применили для изготовления часов в 1980 году. Первопроходцами стали специалисты из Porsche Design и IWC. Объединив свои силы, компании выпустили титановые часы, которые произвели настоящий фурор. Вскоре после этого появились еще две модели — Ocean 2000 и Ocean 500 — работающие под водой на глубине до 2000 и до 500 метров соответственно.

Главное преимущества титановых часов в том, что они очень лёгкие, имеют приятный металлический блеск и чем-то схожи по внешним признакам с платиной. Правда, по деформации и подверженности царапинам такие часы уступают изделиям из стали.

В ювелирном деле титан изначально стали использовать для изготовления обручальных колец, украшений для пирсинга и мужских аксессуаров. Его обработка является довольно сложной и затратной, требует определённых знаний и навыков у мастера, поэтому созданием украшений из титана занимается далеко не каждый ювелир. Но есть и те, кто достиг высшего мастерства в обработке этого металла. Например, китайский ювелир Уоллес Чан изготавливает из титана настоящие произведения искусства в виде драгоценных цветов, насекомых или рыб.

Титан — материал украшений будущего, фото № 4

У титана есть одно интересное свойство: при определённом окислении, нагреве или смешивании с другими металлами он может менять свой цвет. В чистом виде это серый металл, но после обработки он может приобрести зелёный, синий, лиловый и даже красный оттенок. Ювелирные дома пользуются той особенностью в создании своих коллекций. Среди именитых брендов-поклонников титана значатся Chopard, Suzanne Syz, Glenn Spiro, Faberge, de Grisogono и другие.

Титан — материал украшений будущего, фото № 5

Как и любые другие украшения, изделия из титана нуждаются в правильном уходе. Существует заблуждение, что этот металл не царапается. На самом деле он может потерять привлекательный внешний вид из-за агрессивного контакта с алмазом, другим металлом или наждачной бумагой. В то же время, титан не боится морской воды, пота и абразивных моющих средств.

Уход за титановыми украшениями довольно прост. Их нужно хранить отдельно от других украшений, желательно в бархатном мешочке или шкатулке. Во время работы с другими металлами или наждачной бумагой, следует снимать титановое кольцо.

Для профилактики царапин и мелких деформаций, раз в полгода ювелирные изделия из титана необходимо относить на полировку и чистку. Соблюдая эти несложные правила, вы сможете уберечь свои украшения от повреждений. Они будут всегда выглядеть достойно и эффектно.

Титан — материал украшений будущего, фото № 6

Любители титановых украшений ценят этот металл за его несколько особых качеств.
Красивый внешний вид. Кольца из титана не менее красивы, чем из серебра и золота. Их делают и простые — только из металла, и с декором — с различными камнями (в том числе с бриллиантами), вставками, напылениями и так далее. Они могут быть глянцевыми и матовыми, а также различного цвета — синие, черные, фиолетовые и другие.

Относительно низкая цена. Кольца из титана дешевле, чем из золота. Сам металл стоит недорого, но для его обработки нужно иметь дорогое оборудование. Это образует большую часть цены изделий.

Прочность. Обручальные кольца из титана более устойчивы к физическим и химическим (например, от бытовой химии) воздействиям, чем золотые или серебряные. Фактор прочности здесь важен, ведь эти кольца люди обычно носят практически не снимая.

Титан — материал украшений будущего, фото № 7

Гипоаллергенность. Титан не окисляется, не ржавеет, не вступает в реакцию ни с какими веществами, находясь на человеческом теле. Люди, у которых есть аллергия на серебро, золото и сплавы, могут позволить себе носить титановые украшения.

Легкость. Так как титан очень легкий металл, то даже крупные украшения из него обладают относительно маленьким весом.

Недостатки у титановых украшений тоже есть. Из-за прочности материала их очень сложно как-то изменить, в отличие от золотых ювелирных изделий, которые легко переплавить в новые. Если возникнет внештатная ситуация, когда украшение из титана нужно будет распилить, чтобы снять (обычным способом кольцо не снимается, например, потому что палец опух из-за травмы), то сделать это будет очень и очень нелегко.

Титановые кольца — вечные.
Приобретая такой атрибут, можно быть уверенным в том, что кольца переживут не только своих владельцев, но и много поколений их потомков. Инертные свойства металла и его поразительная твердость послужили причиной его использования при производстве протезов и вооружения — именно эти свойства будут гарантировать долгую службу колец из титана.

Титан — материал украшений будущего, фото № 8

Титановые кольца не потускнеют, не заржавеют и не окрасят ваш палец в зеленый цвет.
Драгоценные металлы склонны меняться в цвете с течением времени. А порой оставляют непривлекательные следы на коже. Титан же, оправдывая звание инертного металла, не вступает в химические реакции и сохраняет первозданный вид столетиями.

Титановые кольца не «похудеют» от трения и не погнутся.
И вновь виной уникальные свойства металла — а точнее, его поразительная твердость. Этому веществу не страшно ничего – оно чувствует себя комфортно и на пальце невесты, и в двигателе самолета A380 (с той лишь разницей, что на кольцо уходит несколько граммов, а на двигатель самолета — около 11 тонн титана).

Титановые кольца абсолютно не вызывают аллергию.
Логично, не правда ли, что ни с чем не взаимодействующий металл и с нашим организмом взаимодействовать отказывается? Этот фактор может стать решающим для тех, кто страдает болезненной реакцией на золото или серебро.

Титан — материал украшений будущего, фото № 9

Давайте посмотрим, кто же работает с таким интересным материалом, как титан?
Во-первых, это живой классик ювелирной миниатюры — китаец Уоллес Чан. Его бренд Wallace Chan сегодня является одним из самых дорогих на планете. Свои вещи Чан создаёт из титана с добавлением золотых элементов. Титан, несмотря на свою привлекательность — лёгкость, пластичность, способность менять при нагревании цвет, — металл крайне коварный. Умением работать с ним может похвастаться далеко не каждый ювелир. Уоллес Чан — может. В своих ювелирных изделиях Уоллес Чан использует титан с добавлением золота. В 2007 году мастер разработал и запатентовал особую технику окраски титана и назвал ее Titanium Jewelry.

Титан — материал украшений будущего, фото № 10

Украшения Wallace Chan — это тщательно проработанные объекты растительного и животного мира Китая. Вся палитра драгоценных камней использована мастером сполна. Особое пристрастие Чан питает к сплавам титана, которые позволяют добиться необходимой фактуры поверхности (крыльев бабочки-брошки, например), а также к опалам всевозможных оттенков. Свои работы Чан называет «носибельной скульптурой».

Титан — материал украшений будущего, фото № 11

«Через каждую мою драгоценность, я рассказываю неповторимую историю, о красоте восточного «дзен» и традициях ювелирного дела. Как представитель китайского искусства, я надеюсь привнести в этот мир сущность восточной философии и китайской культуры. Мои ювелирные изделия предназначены инициировать плодотворный диалог между культурами», говорит дизайнер.

Титан — материал украшений будущего, фото № 12

Титан — материал украшений будущего, фото № 13

Титан — материал украшений будущего, фото № 14

Также известный швейцарский бренд Chopard активно использует этот металл своих украшениях. В одной из последних коллекций Fleurs d’Opales тонкие изогнутые лепестки одного из колец сделаны из титана, а в центре находится крупный австралийский черный опал, окруженный крошечными бриллиантами. В другом кольце-цветке лепестки покрыты аметистами и сиреневыми сапфирами, а титан, используемый как основа, окислен до получения такого фиолетового оттенка, чтобы быть практически незаметным на фоне камней.

Титан — материал украшений будущего, фото № 15

Титан — материал украшений будущего, фото № 16

Титан — материал украшений будущего, фото № 17

Умение сочетать традиционный подход и новые технологии бренд демонстрирует в своей последней коллекции Haut Joallerie. Её основу составляют три браслета-манжеты. Они выполнены из титана и инкрустированы разноцветными драгоценными камнями. титан — это уникальный материал, он не только обладает необыкновенной легкостью, но и способен принимать все цвета радуги. Именно благодаря этому браслеты Chopard переливаются как драгоценные перья сказочной жар-птицы.

Титан — материал украшений будущего, фото № 18

Титан — материал украшений будущего, фото № 19

Титан — материал украшений будущего, фото № 20

Титан — материал украшений будущего, фото № 21

Титан — материал украшений будущего, фото № 22

Швейцарский ювелир Сьюзан Сиз (Suzanne Syz) очень любит использовать титан в своих изделиях, хотя твердость металла и затрудняет работу с ним. Она использует его и в «исходном» цвете и в обработанном, добиваясь сиреневых, синих и зеленых оттенков, зачастую делая титан основной изюминкой украшения.

Титан — материал украшений будущего, фото № 23

Титан — материал украшений будущего, фото № 24

По мнению британского ювелирного дизайнера Гленна Спайро (Glenn Spiro), титан не только улучшает вид крупных украшений, делая их менее громоздкими, но прекрасно подходит и для небольших ювелирных изделий, таких, как обручальные кольца. Не так давно он работал с этим металлом в своей свадебной коллекции I Do эксклюзивно для Harrods. Дизайн бриллиантовых обручальных колец остался классическим, за исключением нетрадиционного металла, придающего украшению долговечность, прочность, а также действительно обширную палитру ярко-синих, розовых оттенков и цвета коньяка.»Этот металл совершенно — говорит известный мастер — не похож на золото. С ним мы можем делать ювелирные изделия более тонкими, а расположение камней на них более сложным. «

Формально титан не считается драгоценным металлом, однако цены на украшения из этого металла от Glenn Spiro довольно высоки. На вопрос, является ли это проблемой для его клиентов, дизайнер отвечает, что на самом деле стоимость металла в украшении по сравнению со стоимостью по-настоящему хорошего драгоценного камня является несущественной.

Титан — материал украшений будущего, фото № 25

Титановые серьги Nisan Ongwuthitham с сапфирами

Титан действительно обладает рядом существенных и заманчивых достоинств. Однако для того, чтобы взяться за работу с ним и начать использовать его в своих украшения, мастеру придется проявить смелость и упорство. Хотя сегодня нарушение ювелирных традиций стало, пожалуй, настоящим трендом.

Титан — материал украшений будущего, фото № 26

Колье из титана и белого золота от Nisan Ongwuthitham

А вот оригинальные и простые идеи колец из титана, которые вполне под силу мастерам-ювелирам 🙂

Титан — материал украшений будущего, фото № 27

Титан — материал украшений будущего, фото № 28

Титан — материал украшений будущего, фото № 29

Титан — материал украшений будущего, фото № 30

Титан — материал украшений будущего, фото № 31

И ни одна статья не обходится без желтой уточки 🙂

Титан — материал украшений будущего, фото № 32

Как из руды получают прочнейший металл титан (6 фото + видео)

Как из руды получают прочнейший металл титан (6 фото + видео)

Больше века химики не знали, что титан — самый прочный из металлов, потому что им не удавалось все это время получить его в чистом виде. Даже малейшее содержание примесей в титановом сплаве делало его хрупким, непластичным и непрочным. В природе он встречается только в соединениях.

ЦехПолучение титаносодержащей шихты — смеси исходных материалов 

На территории Украины найдено несколько крупных залежей титаносодержащих пород. Ценный металл добывают на ГОК Иршанском, Междуреченском, Вольногорском и Запорожском. Первоисточником титана является черная руда ильменит (FeO-TiO2 или FeTiO3), которая была случайно обнаружена в 1826 г. в Уральских горах немецким геологом Иоганном Менге, активно участвовавшем в поиске драгоценных минералов. Вместо благородных камней он нашел огромный пласт черной руды, названной ильменитом, в котором присутствовало около 50 % титана в виде диоксида и примерно столько же оксида железа. Эта находка позволила поставить добычу титана на поток.

Как добывают и получают чистый титан

Из земли черную руду вынимают с помощью канатных экскаваторов вроде WK-75. Затем в самосвалах типа «БелАЗ» ее переправляют в плавильный цех, где происходит первая реакция.

ИльменитПриродный источник титана — ильменит

Сначала из руды удаляют оксиды железа, для этого ее, смешанную с углем, отправляют в плавильные печи. 6 часов ильменит плавится, в процессе чего образуются 2 слоя — чугун и диоксид титана. Дно термочаши занимает чугун, потому что он тяжелее. Затем его сливают в огромную чашу, а шлак, содержащий диоксид титана, в отдельную бадью.

Титаносодержащий шлак

Перед тем, как шлак отправится на следующий этап, необходимо подождать, пока некогда кипящая субстанция затвердеет, на это уходит до 10 часов, так как через час на поверхности потемневшей массы температура держится еще на отметке выше 600 °С. После полного остывания начинается отделение кислорода от титана. Связь прочна, но еще в 1940 г. американский научный деятель Уильям Кроу нашел способ расщепления кислорода и титана. Во время опытов он выяснил, что кислород из соединения может вытеснить хлор. Способ оказался действенным, и именно он применяется на плавильных комбинатах до сих пор.

РетортаЕмкости для хлорирования и сепарирования

Застывшую массу дробят и отправляют на хлорирование. В закупоренном сосуде при высокой температуре происходит реакция между диоксидом титана, углеродом и хлором, образуется тетрахлорид титана и угарный газ. Далее при восстановлении тетрахлорида титана в ретортах с помощью магния при 820 °С титан (Ti) освобождается от прочих примесей. Хлорид магния оседает в нижней части реторты и удаляется из нее, а Ti после сепарации по консистенции становится похожим на губку. После охлаждения в реторте остается пористое вещество, искрящееся на свету. Это и есть титан

Внутренний стержень кораллообразной субстанции является высококачественным сырьем, из которого делают обшивку самолета или космической ракеты. От погрузки руды до момента выемки титана из реторты проходит примерно 5 дней.

ГубкаГотовая к формовке губка из титана

При этом хлор и магний, участвующий в реакциях на заводах, где обрабатывается титановая руда, находятся в замкнутом цикле и циркулируют от реакций хлорирования и восстановления, до соединения между собой. Выплавление титана из черной руды — это безопасное и безотходное производство.

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области применения

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области применения

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Каковы свойства титана
  • Что добавляют в титан для получения сплава
  • Каковы свойства сплавов титана
  • Где используют титан и его сплавы

Титановые сплавы обладают таким количеством преимуществ, что это выгодно отличает их от других соединений.

Высокая удельная прочность, устойчивость к повышенным температурам, стойкость к коррозии, податливость к сварке – эти и многие другие свойства титана и его сплавов сделали эти материалы особо ценными в сфере металлообработки. В нашей статье мы подробнее рассмотрим все свойства этого удивительного металла.

Характеристики титана

В таблице Менделеева Титан (Ti) можно найти под номером 22. Этот металл и его сплавы являются четырехвалентными. Кипение достигается при температуре +3330 °С, а плавление при +1168 °С.

Выделяют два вида титана, которые имеют идентичный химический состав при разном строении. Это обуславливает отличия в их свойствах. Низкотемпературная α-модификация сохраняет устойчивость только до температуры +882,5 °С, β-модификация может выдерживать большую температуру и сохраняет устойчивость до температуры плавления.

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области применения

Титан и его сплавы парамагнитны. Удельное электросопротивление этого материала достаточно высоко 5.562*10-7–7.837*10-7 Ом/м. Он отличается низкой восприимчивостью температуры при нагревании. В случае снижения температуры до 0,45 К, титан становится проводником. Сталь и титан внешне очень похожи.

Если сравнивать титан с алюминием или железом, то его плотность и удельная теплоемкость находятся где-то посередине. Зато он обладает высокой механической прочностью, превосходя в этом параметре алюминий в 6 раз, а чистое железо в 13 раз. Данный материал может быть представлен в любой форме: листами, плитами, трубами и прутками.

Механические и технические свойства титана и его сплавов, а также их химический состав определяются маркой материала. В его состав могут входить следующие элементы:

  • алюминий;
  • молибден;
  • ванадий;
  • марганец;
  • хром;
  • олово;
  • кремний;
  • цирконий;
  • железо.

Свойства титана и его сплавов

Стандартно выделяются три категории титановых сплавов:

  1. Конструкционные и высокопрочные титановые сплавы. Имеют очень твердый состав, благодаря которому достигается идеальный баланс пластичности и прочности.
  2. Жаропрочные титановые сплавы. Имеют твердый состав, включающий в себя определенное количество химического соединения, что несколько снижает пластичность, зато придает высокую жаропрочность.
  3. Титановые сплавы на основе химического соединения. Этот жаропрочный состав имеет малую плотность и может составить конкуренцию никелевым соединениям по жаропрочности при определенной температуре.

Сейчас Ti 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.

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области применения

Рассмотрим подробнее самые популярные сплавы титана, их свойства и применение:

Технический титан. Полуфабрикаты технического Ti марок ВТ1-00 и ВТ1-0 поставляются в большом количестве металлургическими заводами. В состав этих марок входят примеси железа, азота, кремния, кислорода, углерода и пр.

При этом в разновидности ВТ1-0 примесей значительно больше, чем обуславливается его большая прочность и меньшая пластичность по сравнению со второй маркой.

Высокая пластичность этих марок позволяет изготавливать тончайшие изделия, включая фольгу.

Эти материалы не обладают высокой прочностью, поэтому для ее увеличения можно выполнить нагартовку. Правда, при этом снизится пластичность.

Нагартовка не является оптимальным методом улучшения свойств данного металла, поскольку пластичность снижается гораздо сильнее, чем повышается прочность. Еще одним недостатком технического Ti является водородная хрупкость.

Важно следить за тем, чтобы содержание водорода не превышало 0,008 % в титане ВТ1-00 и 0,01 % в ВТ1-0.

Для легирования сплава ВТ5 (ВТ5Л) использовали лишь алюминий, который является самым распространенным легирующим средством. Особые свойства алюминия привели его к лидирующим позициям среди всех лигирующих добавок:

  1. алюминий является природным материалом, который можно легко найти и стоит недорого;
  2. меньшая по сравнению с Ti плотность алюминия позволяет значительно повышать удельную прочность получаемого состава;
  3. чем больше в составе алюминия, тем более жаропрочное соединение получается, также увеличивается сопротивление ползучести соединения;
  4. включение в состав алюминия позволяет улучшить показатели модулей упругости;
  5. повышение объема алюминия в соединении снижает их водородную хрупкость.

По сравнению с техническим Ti, для марки ВТ5 характерны такие свойства, как большая прочность и жароустойчивость. Улучшение данных свойств приводит к снижению технологической пластичности Ti.

Соединение ВТ5 в горячем состоянии может быть подвергнуто штамповке, ковке и прокату, что позволяет производить профильную, прутковую и штамповочную продукцию.

Но основной сферой применения является фасонное литье (марка ВТ5Л), а не металл в деформированном состоянии.

Соединение ВТ5-1 включено в систему Ti-Al-Sn. Технологические свойства титана и его сплавов с алюминием улучшаются за счет олова. Это приводит к снижению окислительных процессов и увеличению сопротивления ползучести.

Прочностные свойства этого сплава титана позволяют отнести его к соединениям средней прочности. При этом ВТ5-1 не поддается надрезам, предел его выносливости с достаточным запасом, уровень жаропрочности достигает +450 °С.

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области применения

С технологической точки зрения ВТ5-1 более предпочтителен (по сравнению с ВТ5). Основная сфера применения: поковки, листы, профили, плиты, штамповки, трубы, проволока и другие виды полуфабрикатов, производимых под давлением.

Соединение образуется путем сваривания. При этом основной материал и сварное соединение обладают одинаковой прочностью. Воздействие высокой температурой не повышает прочности ВТ5-1.

Если необходимо работать при криогенных температурах, то надо контролировать содержание примесей в материале, поскольку превышение допустимого порога может приводить к повышению хладноломкости. Маркировка ВТ5-1кт обозначает состав с пониженным содержанием примесей.

В европейских странах соединение Ti-5A1-2,5Sn используют двумя способами: по стандартному назначению и для работы при криогенных температурах. Состав для криогенной работы маркируют Ti-5AI-2,5Sn ELI и также для поддержания его свойств следят за уровнем примесей.

Высокотехнологичное соединение с малой прочностью маркируют ОТ4-0. Под давлением в результате горячей обработки марганец способен повысить технологичность состава. Это сплав титана псевдо-α-класса с небольшим количеством β-фазы.

Не подлежит термическому упрочнению. Сфера применения: поковки, листы, прутки, ленты, штамповки и полосы. Легко принимает нужную форму при холодной и горячей обработке. Допускается даже штамповка в условиях комнатной температуры.

Свойства материала прекрасно подходят для сварочных работ.

Среди наиболее технологичных можно выделить сплав титана ОТ4-1. Обладает следующими свойствами: малопрочный, малолегированный псевдо-α-класса системы Ti-Al-Mn, прекрасно деформируется. Можно менять форму этого титанового сплава как в горячем, так и в холодном состоянии. Сфера применения: поковки, листы, профили, плиты, ленты, прутки, полосы и трубы.

На холодную в основном выполняется листовая штамповка, не требующая сложной формы. Если необходимо изготовить более сложную по форме деталь, то желательно подогреть материал до +500 °С. Свойства ОТ4-1 позволяют использовать его для выполнения сварочных работ любым способом. При этом основной металл и сварное соединение будут обладать одинаковой прочностью и пластичностью.

Для полного отжига необходима температура +640…+690 °С (подходит для изготовления листовых полуфабрикатов и их производных) и +740…+790 °С (для изготовления поковок, прутков, штамповки и пр.).

Для неполного отжига достаточно температуры +520…+560 °С. Среди свойств, которые понижают ценность данного сплава, можно выделить невысокую прочность и излишнюю водородную хрупкость (для поддержания оптимальных свойств металла необходимо содержание водорода не более 0,005 %).

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области применения

Сферы применения титана и его сплавов

Свойства титана и его сплавов нашли широкое применение в ракетной, авиационной и судостроительной отраслях. Титан и ферротитан являются лигирующими добавками к стали. Кроме этого, они могут выступать в качестве раскислителя.

Широкое распространение технический титан получил при изготовлении изделий, подвергающихся агрессивному воздействию среды (например, трубопроводы, клапаны, химические реакторы, арматура и пр.). Даже в электровакуумных приборах, работа которых тесно связана с высокой температурой, сетки и некоторые другие детали изготовлены из этого устойчивого материала.

Среди конструкционных материалов титан занимает четвертое место (после железа, алюминия и магния).

Важным свойством титанового сплава с алюминием является высокая стойкость к окислению и повышению температуры, что особенно актуально для авиационной и автомобильной промышленности.

Пищевая промышленность и восстановительная хирургия по достоинству оценили такое свойство этого материала, как биологическая безопасность для здоровья человека.

Разнообразие свойств титана и его сплавов довольно широко: высокая механическая прочность, устойчивость к повышению температуры, удельная прочность, стойкость к коррозии, низкая плотность и многие другие.

Несмотря на высокую стоимость этого металла, затраты могут быть компенсированы более длительным сроком эксплуатации. А в некоторых ситуациях только этот материал способен выдержать работу в конкретных условиях.

Для авиастроения большое значение имеет такое свойство, как легкость материала в сочетании с высокой прочностью. Возможность использовать легкий Ti для работы в среде, где преобладают высокие температуры, выгодно отличает его от алюминия.

Эти свойства титана и его сплавов позволяют использовать их при изготовлении обшивки самолетов, деталей шасси и крепления, и даже для конструирования реактивных двигателей. При этом масса изделия снижается на 10–25 %.

Элементы воздухозаборников, лопатки и диски компрессоров, крепеж и многие другие детали производятся именно из титановых сплавов.

Ракетостроение также не обходится без данного материала, поскольку здесь необходимо решать сразу несколько проблем, возникающих из-за слишком малого срока работы двигателей при быстром прохождении плотных слоев атмосферы. Такие проблемы, как статическая выносливость, ползучесть и усталостная прочность, можно преодолеть за счет использования титана.

Свойства технического титана не соответствует в полной мере запросам авиационной отрасли, поскольку он не обладает достаточной тепловой прочностью. Зато его свойство сопротивляться коррозии нашло свое применение в судостроительной и химической промышленности. Здесь с его помощью изготавливают насосы для перекачки кислоты или соли, компрессоры, трубопроводы и запорную арматуру.

Емкости и фильтры из этого материала не поддаются негативному влиянию серной и соляной кислоты, а также растворам хлора. Помимо этого, Ti входит в состав материала для изготовления теплообменников, работающих в агрессивной среде (к примеру, в азотной кислоте).

В области судостроения его можно встретить в обшивке подводных лодок и других кораблей, в материале торпед и гребных винтов. Удивительные свойства титана и его сплавов способствуют тому, что ракушки просто не налипают на такие детали.

Вследствие этого снижается сопротивление судна во время движения.

Повсеместное использование соединений этого металла могло бы приобрести колоссальные темпы, если бы не его высокая стоимость и малая распространенность.

В промышленности соединения титана используются с разными целями в зависимости от их свойств. Так, высокая твердость карбида позволяет изготавливать из него режущие инструменты и абразивы. В производстве бумаги и пластика нашел свое применение белый диоксид. Кроме этого, с помощью него изготавливаются титановые белила.

В лакокрасочной и химической промышленности титаноорганические соединения используются как отвердитель и катализатор.

Также в качестве добавки Ti применяют в химической, стекловолоконной и электронной промышленности, где идут в дело его неорганические соединения.

Из нитрида титана изготавливают специальное покрытие для инструментов, а для обработки металлов чаще используют диборид как компонент, придающий твердость.

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области применения

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Источник: https://vt-metall.ru/articles/169-svojstva-titana-i-ego-splavov

Области применения, основные характеристики и свойства титана и его сплавов

Титан занимает 4-е место по распространению в производстве, но эффективная технология его извлечения была разработана только в 40-х гг прошлого века.

Это металл серебристого цвета, характеризующийся небольшой удельной массой и уникальными характеристиками.

Для анализа степени распространения в промышленности и других сферах необходимо озвучить свойства титана и области применения его сплавов.

Основные характеристики

Металл обладает малой удельной массой – всего 4.5 г/см³. Антикоррозийные качества обусловлены устойчивой оксидной пленкой, образующейся на поверхности. Благодаря этому качеству титан не изменяет своих свойств при длительном нахождении в воде, соляной кислоте. Не возникают поврежденные участки из-за воздействия напряжения, что является основной проблемой стали.

  • Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области применения
  • В чистом виде титан обладает следующими качествами и характеристиками:
  • номинальная температура плавления — 1 660°С;
  • при термическом воздействии +3 227°С закипает;
  • предел прочности при растяжении – до 450 МПа;
  • характеризуется небольшим показателем упругости – до 110,25 ГПа;
  • по шкале НВ твердость составляет 103;
  • предел текучести один из самых оптимальных среди металлов – до 380 Мпа;
  • теплопроводность чистого титана без добавок – 16,791 Вт/м*С;
  • минимальный коэффициент термического расширения;
  • этот элемент является парамагнитом.

Для сравнения, прочность этого материала в 2 раза больше, чем у чистого железа и в 4 раза такого же показателя алюминия. Также титан имеет две полиморфные фазы – низкотемпературную и высокотемпературную.

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области применения

Для производственных нужд чистый титан не применяется из-за его дороговизны и требуемых эксплуатационных качеств. Для повышения жесткости в состав добавляют оксиды, гибриды и нитриды.

Реже изменяют характеристики материала для улучшения стойкости к коррозии. Основные виды добавок для получения сплавов: сталь, никель, алюминий.

В некоторых случаях он выполняет функции дополнительного компонента.

О технологии сварки титана читайте здесь.

Области применения

Благодаря небольшой удельной массе и прочностным параметрам титан широко используется в авиационной и космической промышленности. Его применяют в качестве основного конструкционного материала в чистом виде. В особых случаях за счет уменьшения жаропрочности делают более дешевые сплавы. При этом его сопротивление коррозии и механическая прочность остаются неизменными.

  1. Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области применения
  2. Кроме этого, материал с добавками титана нашел применение в следующих областях:
  • Химическая промышленность. Его стойкость практически ко всем агрессивным средам, кроме органических кислот, позволяет изготавливать сложное оборудование с хорошими показателями безремонтного срока службы.
  • Производство транспортных средств. Причина – небольшая удельная масса и механическая прочность. Из него делают каркасы или несущие элементы конструкций.
  • Медицина. Для особых целей применяется специальный сплав нитинол (титан и никель). Его отличительное свойство – память формы. Для уменьшения нагрузки пациентов и минимизации вероятности негативного воздействия на организм многие медицинские шины и подобные им устройства делают из титана.
  • В промышленности металл применяется для изготовления корпусов и отдельных элементов оборудования.
  • Ювелирные украшения из титана обладают уникальным внешним видом и качествами.

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области применения

Особенности обработки

Для придания изделию нужной формы необходимо использовать специальное оборудование – токарный и фрезерный станок. Ручное резание или фрезеровка титана невозможна из-за его твердости. Помимо выбора мощности и других характеристик оборудования необходимо правильно подобрать режущие инструменты: фрезы, резцы, развертки, сверла и т.д.

  • Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области применения
  • При этом учитываются такие нюансы:
  • Титановая стружка легко воспламеняется. Необходимо принудительное охлаждение поверхности детали и работа на минимальных скоростях.
  • Гибка изделия выполняется только после предварительного разогрева поверхности. В противном случае велика вероятность появления трещин.
  • Сварка. Обязательно соблюдение особых условий.

Титан – уникальный материал с хорошими эксплуатационными и техническими качествами. Но для его обработки следует знать специфику технологии, а главное – технику безопасности.

Источник: https://ismith.ru/metal/svojstva-titana-i-ego-splavov/

Двоякость свойств металла титан

Многих интересует немного загадочный и не до конца изученный титан — металл, свойства которого отличаются некоторой двоякостью. Металл и самый прочный, и самый хрупкий.

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области примененияСамый прочный и самый хрупкий металл

Его открыли двое ученых с разницей в 6 лет — англичанин У. Грегор и немец М. Клапрот. Название титана связывают, с одной стороны, с мифическими титанами, сверхъестественными и бесстрашными, с другой стороны, с Титанией — королевой фей.
Это один из самых распространенных в природе материалов, но процесс получения чистого металла отличается особой сложностью.

Свойства титана

22 химический элемент таблицы Д. Менделеева Titanium (Ti) относится к 4 группе 4 периода.

Цвет титана серебристо-белый с выраженным блеском. Его блики переливаются всеми цветами радуги.

Это один из тугоплавких металлов. Он плавится при температуре +1660 °С (±20°). Титан отличается парамагнитностью: он не намагничивается в магнитном поле и не выталкивается из него.
Металл характеризуется низкой плотностью и высокой прочностью.

Но особенность этого материала заключается в том, что даже минимальные примеси других химических элементов кардинально изменяют его свойства.

При наличии ничтожной доли других металлов титан теряет свою жаропрочность, а минимум неметаллических веществ в его составе делают сплав хрупким.

Эта особенность обуславливает наличие 2 видов материала: чистого и технического.

  1. Титан чистого вида используют там, где требуется очень легкое вещество, выдерживающее большие нагрузки и сверхвысокие температурные диапазоны.
  2.  Технический материал применяется там, где ценятся такие параметры, как легкость, прочность и устойчивость к коррозии.

Вещество обладает свойством анизотропности. Это означает, что металл может изменять свои физические характеристики, исходя из приложенных усилий. На эту особенность следует обращать внимание, планируя применение материала.

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области примененияТитан теряет прочность при малейшем присутствии в нем примесей других металлов

Проведенные исследования свойств титана в нормальных условиях подтверждают его инертность. Вещество не реагирует на элементы, находящиеся в окружающей атмосфере.
Изменение параметров начинается при повышении температуры до +400°С и выше. Титан вступает в реакцию с кислородом, может воспламеняться в азоте, впитывает газы.

Эти свойства затрудняют получение чистого вещества и его сплавов. Производство титана основано на применении дорогостоящей вакуумной аппаратуры.

Титан и конкуренция с другими металлами

Этот металл постоянно сравнивают с алюминием и сплавами железа. Многие химические свойства титаназначительно лучше, чем у конкурентов:

  1. По механической прочности титан превосходит железо в 2 раза, а алюминий в 6 раз. Прочность его увеличивается при снижении температуры, чего не отмечается у конкурентов.
    Антикоррозионные характеристики титана значительно превышают показатели других металлов.
  2. При температурах окружающей среды металл абсолютно инертен. Но при повышении температуры свыше +200°С вещество начинает поглощать водород, изменяя свои характеристики.
  3. При более высоких температурах титан вступает в реакции с другими химическими элементами. Он обладает высокой удельной прочностью, что в 2 раза превосходит свойства лучших сплавов железа.
  4. Антикоррозионные свойства титана значительно превышают показатели алюминия и нержавеющей стали.
  5. Вещество плохо проводит электричество. Титан имеет удельное электросопротивление в 5 раз выше, чем у железа, в 20 раз, чем у алюминия, и в 10 раз выше, чем у магния.
  6. Титан характеризуется низкой теплопроводностью, это обусловлено низким коэффициентом температурного расширения. Она меньше в 3 раза, чем у железа, и в 12, чем у алюминия.

Какими способами получают титан?

Материал занимает 10 место по распространению в природе. Существует около 70 минералов, содержащих титан в виде титановой кислоты или его двуокиси. Наиболее распространенные из них и содержащие высокий процент производных металла:

  • ильменит;
  • рутил;
  • анатаз;
  • перовскит;
  • брукит.

Основные залежи титановых руд находятся в США, Великобритании, Японии, большие месторождения их открыты в России, Украине, Канаде, Франции, Испании, Бельгии.

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области примененияДобыча титана — дорогой и трудозатратный процесс

Получение металла из них стоит очень дорого. Ученые разработали 4 способа производства титана, каждый из которых рабочий и эффективно используется в промышленности:

  1. Магниетермический способ. Добытое сырье, содержащее титановые примеси, перерабатывают и получают диоксид титана. Это вещество подвергается хлорированию в шахтных или солевых хлораторах при повышенном температурном режиме. Процесс очень медленный, ведется в присутствии углеродного катализатора. При этом твердый диоксид переводится в газообразное вещество — тетрахлорид титана. Полученный материал восстанавливается магнием или натрием. Сплав, образовавшийся при реакции, подвергают нагреванию в вакуумной установке до сверхвысоких температур. В результате реакции происходит испарение магния и его соединений с хлором. В конце процесса получают губкоподобный материал. Его плавят и получают титан высокого качества.
  2. Гидридно-кальциевый способ. Руду подвергают химической реакции и получают гидрид титана. Следующий этап — разделение вещества на составляющие. Титан и водород выделяют в процессе нагревания в вакуумных установках. По окончании процесса получают оксид кальция, который отмывают слабыми кислотами. Первые два способа относятся к промышленному производству. Они позволяют получать в кратчайшие сроки чистый титан с относительно небольшими издержками.
  3. Электролизный метод. Титановые соединения подвергают воздействию током большой силы. В зависимости от исходного сырья, соединения разделяются на составляющие: хлор, кислород и титан.
  4. Йодидный способ или рафинирование. Полученный из минералов диоксид титана обдают парами йода. В результате реакции образуется йодид титана, который нагревают до высокой температуры — +1300…+1400°С и воздействуют на него электрическим током. При этом из исходного материала выделяются составляющие: йод и титан. Металл, полученный данным способом, не имеет примесей и добавок.

Области применения

Применение титана зависит от степени его очистки от примесей. Наличие даже небольшого количества других химических элементов в составе сплава титана кардинально меняет его физико-механические характеристики.

Титан с некоторым количеством примесей называется техническим. Он имеет высокие показатели коррозийной стойкости, это легкий и очень прочный материал. От этих и других показателей зависит его применение.

  • В химической промышленности из титана и его сплавов изготавливают теплообменники, различного диаметра трубы, арматуру, корпуса и детали для насосов различного назначения. Вещество незаменимо в местах, где требуются высокая прочность и стойкость к кислотам.
  • На транспорте титан используют для изготовления деталей и агрегатов велосипедов, автомобилей, железнодорожных вагонов и составов. Применение материала уменьшает вес подвижных составов и автомобилей, придает легкость и прочность велосипедным деталям.
  • Большое значение титан имеет в военно-морском ведомстве. Из него изготавливают детали и элементы корпусов для подводных лодок, пропеллеры для лодок и вертолетов.
  • В строительной промышленности применяется сплав цинк-титан. Он используется как отделочный материал для фасадов и кровель. Этот очень прочный сплав имеет важное свойство: из него можно изготавливать архитектурные детали самой фантастической конфигурации. Он может принимать любую форму.
  • В последнее десятилетие титан широко применяют в нефтедобывающей отрасли. Сплавы его применяют при изготовлении оборудования для сверхглубокого бурения. Материал используется для изготовления оборудования для добычи нефти и газа на морских шельфах.

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области примененияУ титана очень широкая область применения

Чистый титан имеет свои области применения. Он нужен там, где необходима стойкость к высоким температурам и при этом должна сохраняться прочность металла.

Его применяют в:

  • авиастроении и космической отрасли для изготовления деталей обшивки, корпусов, элементов крепления, шасси;
  • медицине для протезирования и изготовления сердечных клапанов и других аппаратов;
  • технике для работы в криогенной области (здесь используют свойство титана — при снижении температуры усиливается прочность металла и не утрачивается его пластичность).

В процентном соотношении использование титана для производства различных материалов выглядит так:

  • на изготовление краски используется 60 %;
  • пластик потребляет 20 %;
  • в производстве бумаги используют 13 %;
  • машиностроение потребляет 7 % получаемого титана и его сплавов.

Сырье и процесс получения титана дорогостоящие, затраты на его производство компенсируются и окупаются сроком службы изделий из этого вещества, его способностью не менять свой внешний вид за весь период эксплуатации.

Источник: https://ometallah.com/svojstva/dvoyakost-titana.html

Применение металла титан в промышленности и строительстве

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области применения

Совмещение в одном веществе прочности и легкости – параметр ценный настолько, что остальные качества и особенности материала могут совершенно игнорироваться. Титан дорог в производстве, стоек к температурам только в сверхчистом виде, сложен в использовании, но все это оказывается второстепенным по сравнению с комбинацией малого веса и высокой прочности.

Данная статья расскажет вам о применении титана в военной авиации, промышленности, медицине, авиастроении, для изготовления ювелирных изделий, о сплавах титана, их свойствах и применении в быту.

Область использования металла была бы значительно шире, если бы не высокая стоимость его получения. Из-за этого применяют тита

Титан – САЙТ О МЕТАЛЛЕ

Титан — химический элемент с атомным номером 22, металл. Обозначается символом Ti. Принадлежит к 4-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к побочной подгруппе IV группы, или к группе IVB), находится в четвёртом периоде таблицы. Атомная масса элемента 47,867(1) а.е.м.
Простое вещество титан — лёгкий прочный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой коррозионной стойкостью.

Металл получил своё название в честь персонажей древнегреческой мифологии, детей Геи – титанов. Название элементу дал Мартин Клапрот в соответствии со своими взглядами на химическую номенклатуру в противовес французской химической школе, где элемент старались называть по его химическим свойствам. Поскольку немецкий исследователь сам отметил невозможность определения свойств нового элемента только по его оксиду, он подобрал для него имя из мифологии, по аналогии с открытым им ранее ураном.

Титан находится на десятом месте по распространённости в природе. Содержание в земной коре — 0,57% по массе, в морской воде — 0,001 мг/л. В ультраосновных породах 300 г/т, в основных — 9 кг/т, в кислых 2,3 кг/т, в глинах и сланцах 4,5 кг/т. В земной коре титан почти всегда четырёхвалентен и присутствует только в кислородных соединениях. В свободном виде не встречается. Титан в условиях выветривания и осаждения имеет геохимическое сродство с Al2O3. Он концентрируется в бокситах коры выветривания и в морских глинистых осадках. Перенос титана осуществляется в виде механических обломков минералов и в виде коллоидов. До 30% TiO2 по весу накапливается в некоторых глинах. Минералы титана устойчивы к выветриванию и образуют крупные концентрации в россыпях. Известно более 100 минералов, содержащих титан. Важнейшие из них: рутил TiO2, ильменит FeTiO3, титаномагнетит FeTiO3 + Fe3O4, перовскит CaTiO3, титанит (сфен) CaTiSiO5. Различают коренные руды титана — ильменит-титано-магнетитовые и россыпные — рутил-ильменит-цирконовые.
Крупные коренные месторождения титана находятся на территории Австралии, Египта, Индии, Казахстана, Канады, Китая, Норвегии, России, США, Украины, Швеции, ЮАР, Южной Кореи; рассыпные месторождения имеются в Австралии, Бразилии, Индии, США, Сьерра-Леоне.
Россия обладает вторыми в мире, после Китая, запасами титана. Минерально-сырьевую базу титана России составляют 20 месторождений (из них 11 коренных и 9 россыпных), достаточно равномерно рассредоточенных по территории страны.
Крупнейшее из разведанных месторождений в России — Ярегское, которое находится в 25 км от города Ухта (Республика Коми). Запасы месторождения оцениваются в 2 миллиарда тонн руды со средним содержанием диоксида титана около 10%.
Крупнейший в мире производитель титана — компания «ВСМПО-АВИСМА» (Россия).
На 2002 год – 90% добываемого титана использовалось на производство диоксида титана TiO2. Мировое производство диоксида титана составляло 4,5 млн т/год. Подтверждённые запасы диоксида титана (без России) составляют около 800 млн т. На 2006 год, по оценке Геологической службы США, в пересчёте на диоксид титана и без учёта России, запасы ильменитовых руд составляют 603—673 млн т., а рутиловых — 49,7—52,7 млн т. Таким образом, при нынешних темпах добычи мировых разведанных запасов титана (без учёта России) хватит более чем на 150 лет.

Физические свойства
Титан — лёгкий серебристо-белый металл. При нормальном давлении существует в двух кристаллических модификациях: низкотемпературный α-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой (гексагональная сингония, пространственная группа C6mmc, параметры ячейки a = 0,2953 нм, c = 0,4729 нм, Z = 2) и высокотемпературный β-Ti с кубической объёмно-центрированной упаковкой (кубическая сингония, пространственная группа Im3m, параметры ячейки a = 0,3269 нм, Z = 2), температура перехода α↔β 883°C, теплота перехода ΔH=3,8 кДж/моль (87,4 кДж/кг). Большинство металлов при растворении в титане стабилизируют β-фазу и снижают температуру перехода α↔β. При давлении выше 9 ГПа и температуре выше 900°C титан переходит в гексагональную фазу (ω-Ti).
Плотность α-Ti и β-Ti соответственно равна 4,505 г/см³ (при 20°C) и 4,32 г/см³ (при 900°C). Атомная плотность α-титана 5,67·1022 ат/см³.
Температура плавления титана при нормальном давлении равна 1670 ± 2°C (1943 ± 2 К) принята в качестве одной из вторичных калибровочных точек температурной шкалы ITS-90.
Температура кипения 3287°C.
Молярная теплоёмкость при нормальных условиях Cp = 25,060 кДж/(моль·K), что соответствует удельной теплоёмкости 0,523 кДж/(кг·K). Теплота плавления 15 кДж/моль, теплота испарения 410 кДж/моль. Характеристическая дебаевская температура 430 К. 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. Молярная энтропия α-титана S0 = 30,7 кДж/(моль·К). Для титана в газовой фазе энтальпия формирования ΔH0
f = 473,0 кДж/моль, энергия Гиббса ΔG0
f = 428,4 кДж/моль, молярная энтропия S0 = 180,3 кДж/(моль·К), теплоёмкость при постоянном давлении Cp = 24,4 кДж/(моль·K).
Удельное электрическое сопротивление титана при 20°C составляет 0,58 мкОм·м (по другим данным 0,42 мкОм·м), при 800°C 1,80 мкОм·м. Температурный коэффициент сопротивления 0,003 К−1 в диапазоне 0…20°C.
Пластичен, сваривается в инертной атмосфере. Прочностные характеристики мало зависят от температуры, однако сильно зависят от чистоты и 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 175 МПа.
Имеет высокую вязкость, при механической обработке склонен к налипанию на режущий инструмент, и поэтому требуется нанесение специальных покрытий на инструмент, различных смазок.
Титан обладает высокой устойчивостью к испарению в вакууме, что наряду с его лёгкостью делает его перспективным при конструировании космических кораблей.
Температура перехода в сверхпроводящее состояние 0,387 К. При температурах выше 73 К титан парамагнитен. Магнитная восприимчивость при 20°C составляет 3,2·10−6. Постоянная Холла α-титана равна +1,82·10−13.

Химические свойства

При обычной температуре титан покрывается защитной пассивирующей плёнкой оксида TiO2, благодаря чему устойчив к коррозии, кроме щелочной среды. При измельчении в порошок, а также в тонкой стружке или проволоке титан пирофорен. Титановая пыль имеет свойство взрываться. Температура вспышки — 400°C. Титановая стружка пожароопасна.
Титан устойчив к разбавленным растворам многих кислот и щелочей (кроме HF, h4PO4 и концентрированной h3SO4). Титан устойчив к влажному хлору и водным растворам хлора. Легко реагирует даже со слабыми кислотами в присутствии комплексообразователей, например, с плавиковой кислотой HF он взаимодействует благодаря образованию комплексного аниона [TiF6]2−.
При нагревании на воздухе до 1200°C Ti загорается ярким белым пламенем с образованием оксидных фаз переменного состава TiOx. Из растворов солей титана осаждается гидроксид TiO(OH)2·xh3O, осторожным прокаливанием которого получают оксид TiO2. Гидроксид TiO(OH)2·xh3O и диоксид TiO2 амфотерны.
TiO2 взаимодействует с серной кислотой при длительном кипячении. При сплавлении с содой Na2CO3 или поташом K2CO3 оксид TiO2 образует титанаты.
При нагревании титан взаимодействует с галогенами (например, с хлором — при 550°C).
С азотом N2 выше 400°C титан образует нитрид TiNx (x = 0,58—1,00). Титан — единственный элемент, который горит в атмосфере азота.
При взаимодействии титана с углеродом образуется карбид титана TiCx (x = 0,49—1,00).
Титан образует сплавы и интерметаллические соединения со многими металлами.
Титан считается физиологически инертным, благодаря чему применяется в протезировании как металл, непосредственно контактирующий с тканями организма. В частности, титан применяется в стоматологии. Отличительная черта применения титана в медицине заключается не только в прочности, но и способности самого металла сращиваться с костью, что даёт возможность обеспечить квазимонолитность основы зуба.

Потребление титана
Цена титана составляет $5,9-6,0 за килограмм, в зависимости от чистоты.
Чистота и марка чернового титана (титановой губки) обычно определяется по его твёрдости, которая зависит от содержания примесей.
В 2005 компания Titanium Corporation опубликовала следующие данные потребления титана в мире:
60 % — краска;
20 % — пластик;
13 % — бумага;
7 % — машиностроение.

Подготовил Евгений Лавриненко (СМ)

свойства материала, плюсы и минусы, идеи дизайна с фото, разнообразие титановых цветов, стоимость и советы по выбору

Титановые обручальные кольца стремительно входят в моду не только среди креативной богемы, но уже и в более консервативных кругах. Золото, бесспорно, остаётся традиционным материалом, но такой сверхпрочный, лёгкий и бюджетный вариант, как титан, ранее просто-напросто недоступный, уверенно его догоняет. Ведь если материал колец говорит о крепости уз, то что может быть лучше металла, способного выдерживать даже космические перегрузки и оставаться в первозданном виде?

Описание и свойства

Фото 1
Без дополнительной обработки титан напоминает платину или белое золото – тот же благородный серебристый блеск, роскошный и в гладком, и в матовом исполнении.

При определённых химических манипуляциях, например, анодировании, титан можно сделать радужным, синим, розовым, даже чёрным.

Интересно! Возможен и завораживающий градиент – подобное решение точно придётся по вкусу творческим натурам, желающим придать свадебному аксессуару уникальные черты.

Титан – крайне прочный металл, не реагирующий ни на какие химические и механические раздражители, в течение жизни воздействующие на кольцо непрерывно. Он не темнеет, его невозможно поцарапать даже специальным лазером, но при этом сплав крайне лёгкий, что весьма важно для массивных мужских колец.

Титановые украшения: преимущества и недостатки

Главное преимущество сплава – прочность и долговечность. Титан используется для производства деталей космических кораблей, и поэтому способен выдерживать настолько экстремальные воздействия, что воссоздать их в обычной жизни не получится даже специально.
Фото 2
Более традиционные металлы, такие как золото и уж тем более серебро, чернеют, тускнеют, царапаются из-за постоянного соприкосновения с предметами и разнообразной бытовой химии. Титану же не страшны никакие испытания.

Золото и серебро, а куда чаще входящие в состав подобных колец примеси никеля, хрома или кобальта, могут вызвать аллергию. Титан же совершенно гипоаллергенен из-за своих уникальных химических свойств.

Он не оставляет на пальце чёрные следы, достаточно лёгок и, что немаловажно, стоит намного дешевле своих драгоценных собратьев.

Главный недостаток титана – невозможность переплавки. С возрастом пальцы часто отекают, расширяются суставы, и всё это вызывает необходимость в более крупном размере колец. Если золотое или серебряное украшение легко расширить, особенно в случае, если нет гравировки и драгоценных камней, то с титаном придётся менять изделие целиком.

По той же причине отекания пальцев могут возникнуть проблемы со снятием долго находящегося на пальце украшения – вплоть до его распиливания на руке. Чтобы избежать подобного, достаточно внимательно относиться к собственному здоровью и при возникновении каких-либо неудобств сразу же решать проблемы с кольцом.
Фото 5
Ещё один минус – невозможность добавления какого бы то ни было декора на уже готовое изделие – камней или гравировки. Все подобные элементы необходимо продумывать до эскиза украшения. Причина та же – высокая прочность и сложности с переплавкой.

Важно! Титан в 4 раза легче золота, поэтому даже массивное мужское кольцо из этого сплава весит немного.

Кому подходят?

Подобный материал придётся по душе уверенным в себе людям, идущим в ногу со временем и создающим уникальные собственные традиции. Любовь, столь же вечная, как используемый для космических кораблей сплав, безусловно, довольно красивый символ.

Титан оценят молодые люди, желающие чего-нибудь особенного, например, носить изысканные кольца с фиолетовым или чёрным градиентом.

Идеально подойдёт лёгкий, но внушительно выглядящий сплав мужчинам, желающим подчеркнуть несгибаемый характер. На хрупких женских пальчиках подобные кольца также смотрятся сказочно, вне зависимости от ширины и декора.
Фото 3
Титан – отличный вариант для новобрачных, не желающих переплачивать, ведь в данном случае бюджетность не мешает изделию сохранять превосходное качество.

Идеи дизайна

После выбора материала, внимание переключается на внешний вид кольца. Современное ювелирное искусство предлагает огромную палитру разнообразных моделей, и молодожёны могут выбирать как исходя из разнообразных примет и традиций, так и из собственного эстетического вкуса.

Матовое или глянцевое, с единичным крупным камнем или россыпью небольших, с гравировкой или напылением – интересных решений невероятно много. При выборе конкретного украшения стоит учитывать, что обручальные кольца не принято снимать никогда, поэтому дизайн должен подходить ко всему гардеробу, как к повседневному, так и к праздничному, а также уместно смотреться как на юном, так и на пожилом человеке.

С другой стороны, традиции меняются. Некоторые пары покупают новые кольца на годовщину, и это позволяет для свадьбы выбрать необычное дизайнерское решение. Титан в этом плане крайне удобный сплав, ведь играть можно не только с формой и декором, но и с цветом самого кольца.
Фото 27

Фото 26

Фото 25

Классика без камня

Минималистичные и элегантные кольца, круглые или квадратные в сечении, отлично смотрятся без узора и дополнительных элементов. По традиции считается, что любые шероховатости на обручальном кольце приводят к ссорам, поэтому украшения обязательно должны быть гладкими.

Простое по дизайну кольцо легче сочетать с любым стилем в одежде, оно не слишком бросается в глаза, но при этом добавляет аристократических ноток общему образу.

Идея! Матовые варианты без декора смотрятся лаконично и элегантно, при этом в них присутствуют нотки нежности, особенно если и оттенок подобрать пастельный.

За гладкими кольцами легче ухаживать, а полировка делает титан лишь ярче, не уменьшая вес изделия и не истончая его.

С узором

Узор на титановое кольцо наносится как с помощью напыления или гравировки, так и благодаря вставкам из других металлов.

Интересна японская техника мокумэ-ганэ, при котором материалы не сплавляются, а словно бы склеиваются между собой. Получившиеся абстрактные узоры придутся по душе любительницам изящных и необычных украшений. Конечно, стоимость подобного аксессуара существенно повысится по сравнению с чисто титановыми аналогами, но зато и внешний вид получится совершенно роскошным.

В качестве напыления используют платину, золото различного цвета, серебро. Благородные металлы от соседства титана становятся менее капризными, но подобные изделия всё равно будут уступать по свойствам чистому сплаву.
Фото 12

Фото 11

Фото 10

С камнем

Если вы желаете получить роскошное украшение, то отличный вариант – инкрустация драгоценным камнем. Это может быть единичный крупный кристалл той или иной формы или россыпь мелких камушков.

Интересно выглядит алмазная грань, создающая очаровательные переливы при каждом движении руки. Особенно популярно такое решение при использовании чёрного титана – внешний вид аксессуара получается элегантным и одновременно необычным.

Кроме бриллиантов, используют другие драгоценные и полудрагоценные камни – сапфиры, изумруды, рубины, жемчуг. Обязательно изучите свойства выбранного камня, так как каждый из них требует определённого ухода.

Если титану не страшны никакие превратности судьбы, то изумруд вполне способен разбиться или поцарапаться от неловкого удара, жемчуг плохо переносит резкие перепады температур, сапфир темнеет. Также можно обратить внимание на полудрагоценные камни – малахит, горный хрусталь, аметист, янтарь.

Помните, что каждый камень обладает своей энергетикой и связанными с ним суевериями – учитывайте это. Подбирать кристалл также можно по знаку Зодиака.
Фото 13

Фото 15

Фото 14

С эмалью

Если защитные свойства эмали для сверхпрочного титана совершенно бесполезны, то, с эстетической точки зрения, подобный декор смотрится интересно.

Существует два способа работы с эмалью. Более простой, но менее долговечный холодный и более дорогой горячий. В обоих случаях возможно создание неожиданных и интересных узоров – хорошие мастера способны передать подробную картину с мельчайшими деталями, благо палитра цветов эмали практически безгранична. А так как титановые кольца обычно довольно широкие, то и холст для уникального узора позволяет фантазии новобрачных и ювелира разойтись по полной программе.

Особенность! В случае титановых колец эмаль более удобный способ декора, нежели гравировка, поэтому надписи или иной узор лучше наносить именно ей.

Не менее интересны и тонкие линии эмали, идущие через кольцо параллельной или пересекающейся линией. Подобный лаконичный дизайн чаще всего предпочитают мужчины. Драгоценные камни в этом случае лучше добавлять не на саму эмаль, а на пространство вокруг, чтобы не перегрузить композицию.

Стоит при этом понимать, что эмаль – это прочное, но всё-таки стекло, по своей прочности ни в какое сравнение не идущее с мощным титаном. Поэтому если вы выбираете подобное украшение, то обращаться с ним придется намного бережнее, нежели с чистым сплавом, и оберегать поверхность от ударов.
Фото 24

Фото 23

Фото 22

Цвет

Обычные титановые кольца обладают приятным серебристым оттенком и на взгляд непрофессионала ничем не отличаются от аналогов из платины или белого золота. Серые кольца, матовые или глянцевые, идеально подходят любителям минимализма и современности. Такое украшение отлично впишется в любой гардероб.

При желании на титан легко можно напылить золото. В этом случае обручальное кольцо напоминает классическое, отличаясь лишь большей прочностью и лёгкостью. Подобное решение придётся по душе любителям традиций, а также парам, которые не могут себе позволить чистое золото по причинам финансового или медицинского характера, например, из-за аллергии.
Фото 16

Фото 17

Фото 18
Если вы креативны и молоды, то стоит воспользоваться свойством титана менять цвет. Фиолетовые, алые, синие кольца, одного оттенка или с узорным градиентом, смотрятся очень необычно и ярко, привлекая внимание к своему владельцу. Подобное украшение не нуждается в декоре для того, чтобы выглядеть стильно, но при желании можно добавить как гравировку, так и драгоценные камни.

Особняком стоят чёрные кольца, на ко

Титан. Фотографии продукции из титана

ПРОДУКЦИЯ


 

 

8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

(800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
e-mail: [email protected]

Нихром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Фехраль

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нихром в изоляции

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Титан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Вольфрам

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Молибден

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Кобальт

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Термопарная проволока

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Провода термопарные

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Никель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Монель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Константан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Мельхиор

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Твердые сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Порошки металлов

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нержавеющая сталь

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Жаропрочные сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ферросплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Олово

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Тантал

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ниобий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ванадий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Хром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Рений

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Тантал. Свойства, применение, химический состав, марки

ПРОДУКЦИЯ


 

Внимание! Если Вы обнаружили ошибку на сайте, то выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

 

8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

(800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
e-mail: [email protected]

Нихром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Фехраль

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нихром в изоляции

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Титан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Вольфрам

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Молибден

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Кобальт

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Термопарная проволока

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Провода термопарные

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Никель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Монель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Константан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Мельхиор

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Твердые сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Порошки металлов

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нержавеющая сталь

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Жаропрочные сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ферросплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Олово

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Тантал

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ниобий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ванадий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Хром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Рений

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Тантал является одним из самых тугоплавких материалов, одновременно очень твердым и пластичным, что делает его применение незаменимым в областях, связанных с высокими температурами. На странице представлено описание данного металла: физические, химические свойства, области применения, марки, виды продукции.

Основные сведения

Тантал (Ta) — химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 73, атомная масса 180,94. Блестящий серебристо-белый металл, относящийся к классу тугоплавких. Имеет плотность 16,65 г/см3, температуру плавления tпл. = 3017 °С, температуру кипения tкип. = 5458 °С. Обладает хорошей прочностью, твердостью и при этом достаточно пластичен.

Описываемый химический элемент относится к редким металлам. Его запасы в земной коре составляют примерно 0,0002%. В рудах всегда встречается вместе с ниобием. Основные минералы — колумбит-танталит, лопарит.

История открытия

Тантал был открыт шведским химиком А. Г. Экебергом в 1802 г. Но в результате этого открытия он не был выделен в чистом виде. До 1844 г. считалось, что Ta и Nb являются одним и тем же элементом. В 1903 г. пластичный металлический тантал впервые удалось получить немецкому ученому В. Болтону, а первый промышленный штабик был произведен лишь в 1922 г. Активное промышленное производство Ta было налажено в конце Второй Мировой войны.

Свойства тантала

Физическиесвойства


Свойство Значение
Атомный номер 73
Атомная масса, а.е.м 180,94
Радиус атома, пм 149
Плотность, г/см³ 16,65
Молярная теплоемкость, Дж/(K·моль) 25,39
Теплопроводность, Вт/(м·K) 57,5
Температура плавления, °С 3017
Температура кипения, °С 5458
Теплота плавления, кДж/моль 24,7
Теплота испарения, кДж/моль 758
Молярный объем, см³/моль 10,9
Группа металлов Тугоплавкий металл

Химические свойства


Свойство Значение
Ковалентный радиус, пм 134
Радиус иона, пм (+5e) 68
Электроотрицательность (по Полингу) 1,5
Электродный потенциал 0
Степени окисления 5

Марки тантала

В большинстве случаев материал распространяется в чистом виде, однако, встречаются и сплавы с другими металлами.
  • ТВЧ — тантал высокой чистоты, содержание Ta составляет 99,9%.
  • Т — чистый тантал с 99,37% Ta и 0,5% Nb.
  • ТВ — сплав Ta с W.

Достоинства / недостатки

    Достоинства:
  • обладает высокой температурой плавления;
  • имеет хорошие механические и технологические свойства — твердый, прочный и пластичный металл;
  • стоек к коррозии во многих химически агрессивных средах;
  • обладает способностью поглощать газы;
  • имеет хорошую совместимость с биологическими тканями.
    Недостатки:
  • низкий процент содержания в земной коре;
  • очень высокая стоимость.

Области применения тантала

Основные направления использования металла следующие:
  • электровакуумные приборы;
  • электроника;
  • медицина;
  • химическая и атомная промышленность;
  • металлургия.
Основными свойствами, которые используются для производства деталей электровакуумных приборов, являются высокая температура плавления и способность к поглощению газов. Среди конкретных компонентов, производимых из тантала, можно выделить пружины, сетки мощных генераторных ламп, катоды прямого и косвенного накала, аноды.

Способность Ta к образованию устойчивой оксидной пленки при электролитическом анодном окислении используется для создания электронных компонентов. Такое свойство тантала позволяет применять данный материал в электролитических конденсаторах.

Благодаря совместимости Ta с биологическими тканями рассматриваемый металл получил широкое распространение в медицине.

Коррозионная стойкость, прочность и тугоплавкость тантала определили его использование в химическом и ядерном машиностроении в качестве конструкционного материала.

Очень высокая твердость Ta позволяет применять данный металл для производства твердых сплавов. Так замена TiС на TaС существенно улучшает механические свойства твердого сплава.

Продукция из тантала

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о