Технические характеристики Mazda Titan

Описание автомобиля Mazda Titan

Выпуск грузовиков Mazda Titan осуществляется с 1971 года, последнюю модернизацию автомобиль проходил в 2004 году. Данная модель привлекает к себе внимание в первую очередь тем, что имеет множество вариантов исполнения. Так, кабина может быть одинарной, полуторной, со спальником или предоставлять сразу семь посадочных мест. Длина колесной базы так же может быть различной — Standard, Long и Super Long, в соответствии с этим изменяется и грузоподъемность. Среди основных достоинств ТС следует отметить простоту при эксплуатации, крайне высокую живучесть ходовой части, отличный обзор из кабины, низкую высоту погрузки. Машина комплектовалась дизельными или бензиновыми моторами различной мощности.

Экстерьер

Грузовик Mazda 70-х годов имел высокую кабину, капот отсутствует, компоновка двигателя Titan выполнена в салоне между креслами.

Под лобовым стеклом располагаются сигналы поворотов, между ними выполнена фирменная надпись. Блоки фар состоят из парных круглой формы огней.

Современная версия грузовика имеет еще более высокую кабину, на передних стойках установлены длинные кронштейны, на них крепятся большие боковые зеркала. В нижней половине носовой части скомпонованы крупные фары, пространство между ними занято радиаторной решеткой изготовленной из пересекающихся горизонтальных и вертикальных планок. В узкий металлический передний бампер встроены квадратной формы дневные ходовые огни. Задние колеса двухскатные, на бортах кузова приварены кронштейны, которые используются при натягивании тента. Габаритные размеры корпуса составили 4460/1695 /1930 мм, типоразмер шин — 6.50 — 16 LT.

Интерьер

Кабина грузовика Mazda в зависимости от варианта исполнения может вместить до семи человек, кресла Titan имеют удобный ортопедический профиль, который будет по достоинству оценены теми, кто занимается грузоперевозками на дальние расстояния.

Между местами водителя и экспедитора располагается защитный кожух двигателя. Его площадка используется под установку надстройки с несколькими нишами, подстаканниками и закрытым бардачком. Селектор трансмиссии смонтирован на отдельной, примыкающей к консоли тумбе, в ее нижней части присутствует 8-литровая ниша. В состав консоли вошли крупные переключатели управления бортовых систем, дисплей навигатора, панель автомагнитолы, средства управления климатическим оборудованием. Перед местом экспедитора присутствует пара полок, закрытый крышкой 15-литровый бардачок.

Технические характеристики

Мазда Титан может оснащаться дизельными двигателями объемом 3059, 3459, 4570 см³, мощностью 95, 109, 121 л. сил соответственно и крутящим моментом 169, 284, 322 Нм. Моторы оснащены фирменной системой подачи топлива под давлением, отличаются высокой надежностью и живучестью.

Титан ВТ1-0 — сплав, свойства, характеристики обзорная статья, доклад, реферат

Титановая продукция имеет определенную характеристику и указывает на химический состав металла с порядковым номером 22 и атомным весом 47,88. К техническому титану относится марка ВТ1-0, имеющая серебристо-белый оттенок с удельной плотностью в 4,32 г/см3. Данный металл обладает довольно большой легкостью, высокой плотностью, превосходной стойкостью к коррозии с незначительным изменением коэффициента теплового расширения. Химический состав металла ВТ1-0 соответствует требованиям ОСТ1 90013 или ГОСТ – 19807.

---

Основным преимуществом титана является прочность к коррозии и его легкость. Благодаря этим характеристикам, титановый сплав стал незаменим при строительстве кораблей, ракет и самолетов. Для его получения из руды применяется самая совершенная технология, благодаря которой лишь в 50-м году наладилось производство титана. По причине этого, данный металл считается редким. Продажа титана в компании нфметалл.

Краткая информация о титане

Рассматривая периодическую таблицу Менделеева можно заметить, что титан располагается в четвертой группе, четвертого периода. Внешний вид титанового сплава имеет схожесть со сталью и является переходным элементом. Температура плавления металла очень высокая и достигает 1668 градусов, а для его кипения следует повысить до 3300. Рассматривая плотность металла можно заметить, что он занимает промежуточную позицию между алюминиевым сплавом и железом. Титан обладает высочайшей механической плотностью, в два раза превышающей железо и 5-6 раз алюминий прокат. Пластичность титана напрямую зависит от кислорода и азота, поэтому для улучшения металла используется углерод, благодаря которому образуются тугоплавкие карбиды, имеющие высокую твердость.

Выпускаемая продукция из титана:

Применение

Технический титан используется при изготовлении емкостей, труб, насосов, подвесок в гальваническом производстве и других изделий, подвергающихся агрессивному воздействию рабочей среды. Аппаратура для металлургии цветных металлов, изготавливается из титанового сплава и является довольно надежной. Данный металл дает превосходный технический эффект, благодаря которому повышается срок службы оборудования и является экономичным при эксплуатации.

Рассматривая биологическую безвредность титана, можно прийти к заключению, что он незаменим при изготовлении оборудования в пищевой промышленности. Обращая внимание на восстановительную хирургию, становится заметно присутствие этого металла. Титан не реагирует на резкий перепад температуры и глубокий холод, поэтому применяется в криогенной технике, не теряя при этом своей пластичности.

Титан служит прекрасным материалом для изготовления монументов и при необходимости анодируется цветным металлом. Довольно легко полируется, получая при этом зеркальную поверхность. Благодаря этим качеством, титановый сплав стал очень востребован в художественных изделиях и украшениях.

Титан и его характеристики

Общая характеристика титана

Титан очень распространен в природе; содержание титана в земной коре составляет 0,6% (масс.), т.е. выше, чем содержание таких широко используемых в технике металлов, как медь, свинец и цинк.

Минералы, содержащие титан, находятся в природе повсеместно. Важнейшими из них являются: титаномагнетиты FeTiO₃×nFe₃O₄, ильменит FeTiO₃, сфен CaTiSiO₅ и рутил TiO₂.

В виде простого вещества титан представляет собой серебристо-белый металл (рис. 1). Относится к легким металлам. Тугоплавок. Плотность – 4,50 г/см

3. Температуры плавления и кипения равны 1668^oС и 3330^oС, соответственно. Коррозионно-устойчив при на воздухе при обычной температуре, что объясняется наличием на его поверхности защитной пленки состава TiO₂.

Рис. 1. Титан. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса титана

Относительной молекулярная масса вещества (M_r) – это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (A_r) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии титан существует в виде одноатомных молекул Ti, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 47,867.

Изотопы титана

Известно, что в природе титан может находиться в виде пяти стабильных изотопов ⁴⁶Ti, ⁴⁷Ti, ⁴⁸Ti, ⁴⁹Ti и ⁵⁰Ti. Их массовые числа равны 46, 47, 48, 49 и 50 соответственно. Ядро атома изотопа титана ⁴⁶Ti содержит двадцать два протона и двадцать четыре нейтрона, а остальные изотопы отличаются от него только числом нейтронов.

Существуют искусственные изотопы титана с массовыми числами от 38-ми до 64-х, среди которых наиболее стабильным является ⁴⁴Ti с периодом полураспада равным 60 лет, а также два ядерных изотопа.

Ионы титана

На внешнем энергетическом уровне атома титана имеется четыре электрона, которые являются валентными:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s².

В результате химического взаимодействия титан отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

Ti⁰ -2e → Ti²⁺;

Ti⁰ -3e → Ti³⁺;

Ti⁰ -4e → Ti⁴⁺.

Молекула и атом титана

В свободном состоянии титан существует в виде одноатомных молекул Ti. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу титана:

Энергия ионизации атома, эВ	6,82
Относительная электроотрицательность	1,54
Радиус атома, нм	0,147

Сплавы титана

Главное свойство титана, способствующее его широкому применению в современной технике – высокая жаростойкость как самого титана, так и его сплавов с алюминием и другими металлами.

Кроме того, эти сплавы жаропрочностью – стойкостью сохранять высокие механические свойства при повышенных температурах. Все это делает сплавы титана весьма ценными материалами для самолето- и ракетостроения.

При высоких температурах титан соединяется с галогенами, кислородом, серой, азотом и другими элементами. На этом основано применение сплавов титана с железом (ферротиттана) в качестве добавки к стали.

Примеры решения задач

Описание – технические характеристики газотурбинной установки Солар Турбайнз Титан 130, мощность 15000 кВт

Особенности установки

Для морского применения или для суши при повышенных требованиях
NEC Класс 1, Раздел 2 или CENELEC/ATEX Зона 2
Осевой или компактный радиальный выхлоп
Имеется стандартная комплектация для суши (только с осевым выхлопом)

Общие технические данные

Газовая турбина Titan™ 130

• Промышленная, одновальная, с простым циклом
• Компрессор:
  • 14-ступенчатый, осевой
  • Регулируемые направляющие аппараты. 5 статоров
  • Степень повышения давления: 17,1:1
  • Расход на входе: 49.8 кг/с (109,7 фн/с)
  • Частота вращения: 11220 об/мин
  • Корпус с вертикальным разъемом
• Камера сгорания:
  • Одиночная, кольцевая
  • Обычная: 21 топливная форсунка или
  • SoLoNOxTM низкоэмиссионная с сухим подавлением выбросов: 14 топливных форсунок
  • Система запальной горелки
• Силовая турбина
  • 3-ступенчатая. осевая
• Подшипники:
  • 3 сегментных опорных подшипника
  • 1 сегментный упорный подшипник
• Покрытия
  • Компрессор: неорганическое алюминием
  • Лопатки турбины и сопловых аппаратов: Диффузионное, алюминидом драгметалла

Редуктор

• Планетарный
  • 1500 об/мин (50 Гц) или 1800 об/мин (60 Гц)
  • Коробка вспомогательных приводов Генератор
• Тип: явнополюсный, трехфазный, 6-проводной. соединение звездой, синхронный с возбуждением генератором на постоянных магнитах
• Имеющиеся исполнения:
  • Открытый каплезащищенный
  • Закрытый с воздухо-воздушным охлаждением*
  • Закрытый с воздушно-водяным охлаждением*
• Подшипники скольжения
• Изоляция NEMA Класс F
• Превышение температуры Класс В
• Напряжения: 6600 — 13800 В
• Частота: 50 или 60 Гц

Установка

• Механическое исполнение
  • Стальная рама основания с поддонами
  • Обвязка из нержавеющей стали 316L5 ≤ диам. 4″
  • Обжимные трубные муфты
  • Пригодны для трехточечной подвески*
  • Варианты для плавучих установок для добычи, хранения и выгрузки (за дополнительную плату)*
• Электрическая система
  • NEC, Класс 1, Группа D, Раздел 2
  • CENELEC/ATEX Зона 2*
  • Проводка в кабельном желобе
  • Аккумулятор 120 В постоянного тока/ Система зарядки
• Электрическая система пуска
• Топливные системы
  • с обычным горением или низкоэмиссионная (SoLoNOx)
• Виды топлива
  • Природный газ или двухтопливная (газа/дистиллятное топливо)
• Встроенная система смазки
  • Приводимый турбиной главный насос
  • Электрический насос предпусковой и заключительной смазки
  • Резервный насос постоянного тока (120В)
  • Маслоохладитель и маслоподогреватель (за дополнительную плату)
  • Маслоотделитель и пламегаситель вентиляции бака
  • Масляный фильтр системы смазки
• Система очистки турбины компрессора при прокручивании и в работе (за дополнительную плату)*
  • Передвижной очистной бак (за дополнительную плату)
• Системы воздухозабора и выхлопа
  • Углеродистая сталь
  • Нержавеющая сталь*
  • Морские фильтры*
• Укрытие (только для привода или полное)
  • Система обнаружения и тушения пожара
• Заводские испытания турбины и установки
  • Документация
  • Электротехнические чертежи
  • Механические чертежи
  • Паспорт контроля качеств
  • План осмотра и испытаний
  • Протоколы испытаний
  • Руководства по эксплуатации и обслуживанию
• Пульт цифрового дисплея на агрегатной раме

Система управления TurbotronicTM

• Система управления на агрегатной раме (внешняя система управления за дополнительную плату)
  • Питание САУ 24 В постоянного тока (вход 120 В постоянного тока)
  • Контрольный интерфейс с последовательным каналом связи
  • Возможность непосредственного программирования
• Контроль вибрации
  • Подшипники и вал турбины
  • Редуктор
  • Подшипники генератора
• Контроль температуры
  • Процесс горения турбины
  • Подшипники и турбины и смазка
  • Подшипники и обмотки генератора
• Регулирование генератора
  • Выбираемые режимы регулирования
  • Транзисторное регулирование напряжения
  • Автоматическая синхронизация
  • Щит учета с ручной синхронизацией (за дополнительную плату)
  • Регулирование активной мощности (за дополнительную плату)
• Система воспроизведения и контроля ТТ4000
  • Множественные экраны дисплея оператора
  • Сбор и воспроизведение данных
  • Характеристика турбины (за дополнительную плату)
  • Принтер/регистратор (за дополнительную плату)

Характеристика

Номинальная мощность	15 ООО кВтэ
Удельный расход теплоты топлива	10230 кДж/кВтэ-ч
	(9695 БТЕ/кВтэ-ч)
Расход на выхлопе	179250 кг/ч
	(395180 фн/ч)
Темп. выхлопа	495°С
	(925°F)

Номинальный режим — ISO при 15°С (59°F), уровень моря
Без учета потерь на входе и выхлопе
Относительная влажность 60%
Топливо — природный газ с низшей теплотворной способностью = 31.5 — 43.3 МДж/нм³ (800- 1100 БТЕ/н куб. фт)
Оптимальная частота вращения силовой турбины
Вспомогательное оборудование с приводом переменного тока
КПД двигателя: 35.2%

Корпоративный сайт компании

Технические характеристики Ниссан Титан — Бибипедия

Модификация	Мощность, кВт(л.с.)/об	Расход топлива (средний), л/100 км	Вес (масса), кг
LE 4 двери 4×2 сша	(305)/4900	14. 6	2253
LE 4 двери 4×4 сша	(305)/4900	15	2423
LE 4 двери 4X2 сша	(317)/4900	15	2194
LE 4 двери 4X2 LWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
LE 4 двери 4X2 LWB сша	(317)/4900	16.7	—
LE 4 двери 4X2 SWB (New) сша	(317)/4900	16. 7	—
LE 4 двери 4X2 SWB сша	(317)/4900	16.7	—
LE 4 двери 4X4 сша	(317)/4900	15	2330
LE 4 двери 4X4 LWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
LE 4 двери 4X4 LWB сша	(317)/4900	16.7	—
LE 4 двери 4X4 SWB (New) сша	(317)/4900	16. 7	—
LE 4 двери 4X4 SWB сша	(317)/4900	16.7	—
LE King кабина 4×2 сша	(305)/4900	14.6	2253
LE King кабина 4×4 сша	(305)/4900	15	2398
LE King кабина 4X2 сша	(317)/4900	15	2194
LE King кабина 4X2 LWB сша	(317)/4900	16. 7	—
LE King кабина 4X2 SWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
LE King кабина 4X2 SWB сша	(317)/4900	16.7	—
LE King кабина 4X4 сша	(317)/4900	15	2302
LE King кабина 4X4 LWB сша	(317)/4900	16.7	—
LE King кабина 4X4 SWB (New) сша	(317)/4900	16. 7	—
LE King кабина 4X4 SWB сша	(317)/4900	16.7	—
PRO-4X 4 двери 4X4 LWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
PRO-4X 4 двери 4X4 LWB сша	(317)/4900	16.7	—
PRO-4X 4 двери 4X4 SWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
PRO-4X 4 двери 4X4 SWB сша	(317)/4900	16. 7	—
PRO-4X King кабина 4X4 SWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
PRO-4X King кабина 4X4 SWB сша	(317)/4900	16.7	—
SE 4 двери 4×2 сша	(305)/4900	14.6	2277
SE 4 двери 4×4 сша	(305)/4900	15	2423
SE 4 двери 4X2 сша	(317)/4900	15	2220
SE 4 двери 4X2 LWB (New) сша	(317)/4900	16. 7	—
SE 4 двери 4X2 LWB сша	(317)/4900	16.7	—
SE 4 двери 4X2 SWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
SE 4 двери 4X2 SWB сша	(317)/4900	16.7	—
SE 4 двери 4X4 сша	(317)/4900	15	2330
SE 4 двери 4X4 LWB (New) сша	(317)/4900	16. 7	—
SE 4 двери 4X4 LWB сша	(317)/4900	16.7	—
SE 4 двери 4X4 SWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
SE 4 двери 4X4 SWB сша	(317)/4900	16.7	—
SE King кабина 4×2 сша	(305)/4900	14.6	2253
SE King кабина 4×4 сша	(305)/4900	15	2398
SE King кабина 4X2 сша	(317)/4900	15	2194
SE King кабина 4X2 LWB (New) сша	(317)/4900	16. 7	—
SE King кабина 4X2 LWB сша	(317)/4900	16.7	—
SE King кабина 4X2 SWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
SE King кабина 4X2 SWB сша	(317)/4900	16.7	—
SE King кабина 4X4 сша	(317)/4900	15	2302
SE King кабина 4X4 LWB (New) сша	(317)/4900	16. 7	—
SE King кабина 4X4 LWB сша	(317)/4900	16.7	—
SE King кабина 4X4 SWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
SE King кабина 4X4 SWB сша	(317)/4900	16.7	—
XE 4 двери 4×2 сша	(305)/4900	14.6	2277
XE 4 двери 4×4 сша	(305)/4900	15	2423
XE 4 двери 4X2 сша	(317)/4900	15	2220
XE 4 двери 4X2 LWB (New) сша	(317)/4900	16. 7	—
XE 4 двери 4X2 LWB сша	(317)/4900	16.7	—
XE 4 двери 4X2 SWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
XE 4 двери 4X2 SWB сша	(317)/4900	16.7	—
XE 4 двери 4X4 сша	(317)/4900	15	2330
XE 4 двери 4X4 LWB (New) сша	(317)/4900	16. 7	—
XE 4 двери 4X4 LWB сша	(317)/4900	16.7	—
XE 4 двери 4X4 SWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
XE 4 двери 4X4 SWB сша	(317)/4900	16.7	—
XE King кабина 4×4 сша	(305)/4900	15	2398
XE King кабина 4X2 LWB (New) сша	(317)/4900	16. 7	—
XE King кабина 4X2 LWB сша	(317)/4900	16.7	—
XE King кабина 4X2 SWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
XE King кабина 4X4 сша	(317)/4900	15	2302
XE King кабина 4X4 LWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
XE King кабина 4X4 LWB сша	(317)/4900	16. 7	—
XE King кабина 4X4 SWB (New) сша	(317)/4900	16.7	—
XE King кабина 4X4 SWB сша	(317)/4900	16.7	—

технические характеристики универсального и прозрачного Классик Fix

Титан Wild

Клей Титан используется достаточно широко, поскольку он способен склеить большое количество видов материалов, от пенопласта и до бетона. Его применяют во всех видах работ, он экономичен и бесцветен, быстро схватывается и сохнет, не содержит в составе вредных веществ и устойчив к перепадам температур.

Разновидности

Существует множество видов клея Титан: монтажный, для декора, для древесины, герметики и даже для кровли. Каждый имеет свои характеристики и области применения. Технические характеристики клея Титан представлены ниже.

• Универсальный Титан Wild – устойчив к температуре и воде. Высыхает в течение получаса. Наносится на чистую поверхность, оставляется на 2 минуты для подсыхания, затем поверхности соединяют. Если смешать клей с денатуратом, то такую смесь можно использовать в качестве грунтовки.

Универсальный Титан Wild

• Классик Fix – монтажный клей. Выдерживает диапазон температур от -30 до +60. Полностью высыхает за 48 часов. Обладает повышенной прочностью и быстрым схватыванием. После высыхания образует эластичный прозрачный шов. Устойчив к влаге, морозу и не содержит вредных веществ. Применяется для монтажа всех материалов, от дерева до металла, однако не подходит для поролона.

Классик Fix

• Styro 753 – профессиональный клей, предназначенный для работы с пенополистиролом. С его помощью утепляют здания. Он невероятно экономичен, одного баллона хватает на рабочую площадь около 8 кв. м. таким клеем можно приклеивать пенопласт к бетону, металлу или дереву. Отличается высокой теплоизоляцией и стойкостью к разнообразным грибкам. Уже через 2 часа после приклеивания поролон можно шлифовать, резать или красить. Во время работы с ним необходимо соблюдать температурный режим рабочей среды: она не должна быть ниже 0 и выше +30 градусов. Выпускается он уже в готовом виде, использовать можно сразу же после открытия.

Styro 753

Чем еще производитель клея завоевал любовь покупателей, так это удобной упаковкой с дозатором. Он обеспечивает максимально комфортное нанесение клея без использования дополнительных инструментов.

Способ применения

Поверхности предварительно очистить от грязи, пыли, следов старого клея, краски и влаги. Клей наносится тонким слоем, затем его оставляют на 2-5 минут (в зависимости от разновидности) для высыхания, а затем поверхности соединяют. Пористые материалы покрывают средством два раза.

В случае приклеивания плиток на потолок, клей наносят пунктиром. Если на потолке имеется побелка, ее нужно удалить, а потолок покрыть грунтовкой в виде клея, смешанного с денатуратом. Спустя 4 часа можно укладывать плитку. Клей высыхает примерно за 30-40 минут.

Средний расход клея составляет 0,5 литра на 10 кв. м. срок годности составляет 36 месяцев.

Классик Fix

В случае работы с клеем Титан Styro 753, поверхности также должны быть предварительно очищены от всего лишнего. Температура баллона с клеем должна быть около 20 градусов тепла. Работать лучше всего в перчатках. Баллон перевернуть и трясти около 20 секунд. Затем накрутить аппликатор. Наносится клей пунктиром, отступая 2 см от края. Коррекция положения деталей возможна в течение 15 минут с момента нанесения клея.

Фасовка

Производитель выпускает клей в пластиковых бутылках, которые в свою очередь помещаются в картонные коробки. Возможные варианты:

• бутылка 0,25 литра, в коробке 49 штук;
• бутылка 0,5 литра, в коробке 36 штук;
• бутылка 1 литр, в коробке 25 штук.

Важно: хранить в местах, недоступных для детей. В случае попадания клея на кожу, участок кожи промыть водой. Применять следует в хорошо вентилируемых помещениях.

Основные преимущества клея Титан заключаются в том, что он невероятно универсален, прочен, обладает высокими показателями стойкости к влаге, морозам и не требует специальных навыков для его использования, достаточно изучения инструкции.

Свойства и применение титана и его сплавов, технические характеристики

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.

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.

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.

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.

В большинстве случаев материал обрабатывается в заводских условиях. Но есть ряд исключений – зная свойства этого материала, часть работ по изменению внешнего вида изделия и его характеристик можно выполнять в домашней мастерской.

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.

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.

Атрибуты, характеристики и применение титана и его сплавов

Хорошо известно, что у титана есть недвижимость, привлекательная для авиакосмической отрасли и других отраслях, и что его приложения ограничены из-за высокой стоимости. Этот обзор предоставит тем, кто не связано с титаном объяснение почему титан так привлекателен материал, причем авиакосмическая промышленность является основным фокус. Краткое описание титана приложения и некоторые из его уникальных свойства также будут обсуждаться. ВВЕДЕНИЕ Основные характеристики титана привлекательный материал включает отличное соотношение прочности и веса, обеспечивающее экономия веса привлекательная для аэрокосмическая и нефтехимическая промышленность; коррозионная стойкость, особенно привлекательная в авиакосмическую, химическую, нефтехимическую и архитектурная промышленность; и биологическая совместимость, представляющая интерес в медицинскую промышленность. Химический промышленность является крупнейшим потребителем титана благодаря отличной коррозионной стойкости, особенно в присутствии окисляющих кислоты.Аэрокосмическая промышленность — это следующий по величине пользователь, в первую очередь из-за повышенного (и криогенные) температурные возможности и снижение веса за счет высокая прочность и низкая плотность; с увеличенным использование полимерного графитового волокна армированные композиты на самолетах, низкий коэффициент теплового расширения тоже немаловажный фактор. Баллистический свойства титана тоже отличные на основе нормализованной плотности. Особенности применения титана в других будут кратко обсуждены области. КАК БЫ ВЫ … … опишите общее значение этой статьи? Цель состоит в том, чтобы предоставить тем, кто не знакомы с титаном и те, у кого мало знаний взгляд на некоторые из уникальных аспекты и преимущества титана. … опишите эту работу материаловедение и инженерия профессионал без опыта в ваша техническая специальность? Цель состоит в том, чтобы объяснить, что уникален в титане и типы приложений, где титан будет предлагать преимущества перед другими материалы. … опишите эту работу непрофессионал? Он дает базовое понимание уникальные особенности титана и описывает типы приложений где следует использовать титан. ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТИТАНА Экономия веса Высокая прочность и низкая плотность титан (на ~ 40% ниже, чем у стали) предоставляют много возможностей для веса экономия.Лучшим примером этого является его использование на шасси Боинга Самолеты 777 и 787 и Airbus A380. На рисунке 1 показано шасси. на самолете 777. 1 Все маркированные детали изготовлены из Ti-10V-2Fe- 3Al. Этот сплав используется как минимум предел прочности на разрыв 1193 МПа; это используется на замену высокопрочной низколегированной сталь 4340М, которая применяется на 1930 МПа. Эта замена привела при экономии веса более 580 кг. 1 Боинг 787 использовал следующее поколение высокопрочный титановый сплав Ti-5Al- 5V-5Mo-3Cr, у которого чуть выше прочность и некоторые преимущества обработки Использование титана при посадке зубчатая конструкция также должна значительно уменьшить обслуживание шасси затраты из-за его коррозионной стойкости. Низкая плотность и высокая прочность сделать его очень привлекательным для совершения ответных действий детали, такие как шатуны для автомобилей Приложения.Опять же цена слишком высок для семейных автомобилей, но Министерство энергетики США инвестирует в значительных усилиях по производству титана комплектующие для легковых и грузовых автомобилей доступный. (Титан успешно используется для гоночных автомобилей высокого класса, где стоимость не такая уж и большая проблема.) Ограничение пространства Это приложение не подходит часто, но очень важный. В лучший пример для этого — шасси Балка, используемая на 737, 747 и 757. Этот компонент, работающий между крыло и фюзеляж, поддерживает посадку механизм. Другие самолеты Boeing используют алюминиевый сплав для этого применения, но для вышеуказанного самолета загрузка составляет выше, и алюминиевая конструкция будет не помещается в оболочку крыла. Алюминиевый сплав был бы предпочтительным вариант так как он намного дешевле по стоимости. Другой вариант — сталь, но это был бы больший вес. Рабочая температура Структура в двигателе и выхлопе помещения работают при повышенной температуре, так что основные варианты сплавы на основе титана или никеля; снова, никелевые сплавы добавят значительных масса.Используются титановые моторные сплавы. примерно до 600 ° C. Есть приложения, такие как заглушка и сопло (рис. 2), которые испытывают температуры выше этого на короткое время в течение определенные условия эксплуатации. Температура ограничение для титановых сплавов, кроме специализированных моторных сплавов, около 540 ° C. Выше этой температуры кислородное загрязнение становится проблемой, охрупчивание поверхности. Титан также используется при криогенных температурах для таких конструкций, как крыльчатки для ракетные двигатели. Коррозионная стойкость Титан имеет очень стойкое зарождение оксид, который образуется мгновенно при контакте с воздухом. Этот оксид причина отличной коррозии сопротивление. Коррозия не фактор для титана в аэрокосмической среде. Титан не рвется, что в мнение авторов является обоснованием за отличный сервис. В эксплуатации, алюминиевые и стальные сплавы со временем образует коррозионные ямы, которые служат для снятия стресса, затем инициировать коррозию под напряжением или усталость трещины.С титаном этого не происходит. Эта коррозионная стойкость несет вплоть до химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажная и архитектурная промышленность. Титан и его сплавы имеют отличная стойкость к самым окислительным, нейтральный, и замедленное восстановление условия. Он также устойчив к коррозии внутри человеческого тела. Биосовместимость тоже отлично; он используется для протезы и кости будут расти в правильно спроектированные титановые конструкции.Технически чистый титан также используется для наружных архитектурных приложений, практика началась в Япония. Применяется для наружных поверхностей в качестве он никогда не потребует обслуживания. Самым известным из них является его использование на внешний вид искусства Гуггенхайма Музей в Бильбао, Испания. Совместимость композитов Титан совместим с графитовые волокна в полимерных композитах. Имеется высокий гальванический потенциал между алюминием и графитом, и если алюминий соприкасается с графитом в присутствии влага алюминий подвергнется коррозии прочь.Его можно изолировать от композитными методами, такими как слой из стекловолокна, но на участках, которые трудно осмотреть и заменить, титан используется как консервативный подход. Кроме того, коэффициент тепловое расширение (КТР) титана, в то время как выше, чем у графита, намного ниже, чем у алюминия. Даже при рабочей температуре дальность конструкции фюзеляжа, около От 60 ° C в круизе до + 55 ° C в жаркий день, разница в КТР при использовании алюминия конструкция, прикрепленная к композиту приведет к очень высокой загрузке.Этот не проблема с титановой структурой. Очевидно, что чем длиннее компонент, тем больше будет проблема с использованием алюминий. Низкий модуль упругости Основная область, где это важно в замене стали пружины. При модуле упругости около вдвое меньше стали, только вдвое меньше катушек не требуется. Это в сочетании с высокой прочностью и плотностью около 60% стали может в идеале приводит к экономии веса около 70% от стальной пружины.Кроме того, титан предлагает много превосходная коррозионная стойкость, снижение эксплуатационные расходы. Броня Титан обладает отличной баллистической способностью. сопротивление и обеспечивает 1535% снижение веса по сравнению со сталью или алюминиевая броня для такой же баллистической защита при поверхностных плотностях проценты, которые привели к существенным экономия веса на военной базе боевые машины. Более легкие автомобили имеют лучшая транспортабельность и маневренность.Отличная коррозионная стойкость, низкий ферромагнетизм и совместимость с композитами также обеспечивают значительные преимущества. Две программы, которые использовать титан в модернизированных транспортных средствах. Боевая машина пехоты Брэдли (Рисунок 3) и Abrams Main Battle Танк. 2 Относительно дороговизна титана. был успешно смягчен с помощью пластины, изготовленной из электронного луча, холодный под, слиток однократной плавки. 3 УНИКАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ТИТАНА Общая коррозионная стойкость уже обсуждалось.В отношении к коррозионное растрескивание под напряжением (SCC), в промышленных масштабах чистые и большинство титановых сплавов практически неуязвимы, если нет свежая резкая трещина при наличии стресса. Если титан треснул воздух, защитный оксид немедленно переформировать, и SCC может не произойти. Если трещина возникла в морской воде, например, тогда SCC может произойти на некоторые высокопрочные сплавы или высокопрочные кислородные марки технически чистой титан. Даже здесь SCC может быть смягченным, если деталь не загружена немедленно. Доусон и Пеллу 4 показали, что рост усталостной трещины Ti-6Al-6V-2Sn может быть восстановлен при тестируется на низкой частоте до тех пор, пока интенсивность напряжения ниже, чем у порог стресс-коррозии. Это связано с повторной пассивацией (повторное формирование оксида) в морской воде при более низкая частота, тогда как есть недостаточно времени для того, чтобы это произошло в более высокие частоты. Модуль -сплавов можно изменять. существенно. Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn при 60% холода работа имела растяжение прочность ~ 1070 МПа с модулем ~ 7683 ГПа. При выдержке при 480 ° C прочность и модуль были ~ 1,515 МПа и 103 ГПа соответственно. Титан сплавы, содержащие Nb, Zr и Ta, упоминается как резинка металлическая, развитая для медицинской промышленности имеют эластичные модули от 4050 ГПа в зависимости от по ориентированию и обработке.Эти модули близки к модулю кости, что делает его идеальным для протезирования. Холодная работа снижает модуль упругости при увеличении силы. 5 Кристаллографическая текстура гексагональный плотноупакованный (HCP) а-фаза может иметь очень значительный влияние на свойства в разных направлениях. Ларсон6 смоделировал модуль монокристалл технически чистой титана и определил, что когда напряженный вдоль базального полюса модуль упругости составляет ~ 144 ГПа, но при напряжении перпендикулярно базальному полюсу ~ 96 ГПа.Различия в предельном растяжении сила, которые также являются показателем кристаллографической текстуры, между продольное и поперечное направление около 205 МПа недавно наблюдается для прокатной полосы, с непрерывная прокатка в одном направлении что может привести к сильной текстуре. Эффект Баушингера, пока нет обязательно уникальный, кажется, более сильный эффект в титановых сплавах, чем другие системы сплавов. Это приписывается ограниченное количество систем скольжения в гексагональный плотноупакованный (HCP) низкий температура α-фазы. Если образец на растяжение натягивается и тест останавливается до отказа, и сжатие образец взят из Расчетная длина образца на растяжение, а значительное падение предела текучести наблюдается. Деформация растяжения 0,5% при комнатной температуре может снизить коэффициент сжатия на 30%. Это объясняется дислокациями в материал движется в обратном направлении следуя той же траектории скольжения, что означает дислокационные барьеры не имеют преодолеть на ранних этапах деформация.То же явление наблюдается при растяжении компрессии образец, а затем тянет на растяжение от его расчетной длины. Этот эффект может быть устранены или смягчены путем формирования при повышенной температуре или в последующем отжиг. Следовательно, по крайней мере, в авиакосмическая промышленность, когда титан деталь формируется, в последующем отжигается чтобы избежать этого значительного снижения урожайности. Не влияет на предел прочности при растяжении сила. Отмечено охрупчивание твердых металлов. проблема с титаном и его сплавами, наиболее ярким примером является кадмий.Интимный контакт (принуждение титан в кадмий или наоборот) и высокие растягивающие напряжения необходимы для этого. ВЫСОКАЯ СТОИМОСТЬ ТИТАНА Как многие знают, главный фактор ограничение более широкого использования титана это его стоимость. Со значительным дороже алюминия и стали сплавы, использование титана должно быть обосновано для каждого приложения. Там этому способствуют несколько факторов. Для разделения требуется высокая энергия металла из руды.Слиток плавление также энергоемко; в кроме того, его высокая реакционная способность требует плавление в инертной атмосфере с использованием медная реторта или под с водяным охлаждением, в зависимости от техники плавки. Обработка также требует больших затрат. порядка 10100 раз медленнее, чем обработка алюминиевых сплавов. Это было недавно указано Froes 7 , что килограмм алюминиевого листа мог быть купленным по более низкой цене, чем килограмм титановой губки, исходный материал. Эта губка еще должен быть многократно переплавлен с мастером добавление сплава, кованые или кованые и свернутый до размера, подходящего для листа бар, положить в пачку с несколькими листами прутки, прокатанные до заданной толщины и протравили и отшлифовали до финала толщину для получения титанового листа. Учитывая эти факторы, многие исследований и разработок на Боинг и другое оригинальное оборудование производителей и производителей посвящена снижению доли закупок титановых компонентов.За Например, можно использовать тарелку весом 40 кг. для обработки детали весом 5 кг, то есть почти 90% титана превращается в стружку (лом). Уменьшение этого отношение покупок к полетам означает, что снижение веса очень дорогой материал, а также уменьшающий объем выполняемой обработки на этом материале. Несколько технологий преследуются для достижения этой цели. К ним относятся сварка, более широкое использование экструзии там, где это необходимо, сверхпластичный формовка и сверхпластическая формовка с диффузионным склеиванием, горячая растяжка формовка для получения более точной формы формы и даже порошковая металлургия. Что касается сварки, то оба фьюжн и твердотельная сварка исследуются. Пример достижимого сокращения доходов от покупок с помощью лазерной сварки показано на рисунке. 4. Электронный пучок и трение. и линейная сварка трением также изучается. Сплавы с улучшенными обрабатываемость также исследуются. ВЫВОДЫ Титан — привлекательный материал для многочисленные отрасли, но его использование был ограничен.Широкий спектр ведутся работы по сокращению этого Стоимость. Значительное снижение затрат может значительно расширить производственную базу. В Армия США хотела бы использовать его для уменьшения масса бронетехники, ВМС США хотели бы использовать его для надстройка части его поверхности корабли, поскольку они имеют тенденцию становиться тяжелыми, химическая / нефтехимическая промышленность могла использовать больше преимуществ его коррозии сопротивление и аэрокосмическая промышленность будет использовать больше для снижения веса, если цена может быть снижена. Если эти отрасли могли быть проникнуты значительным образом, промышленная база для титан значительно расширится что должно уменьшить и стабилизировать Стоимость. В настоящее время с единственным объемом пользователи, являющиеся химическими и аэрокосмическими промышленности, когда авиакосмическая промышленность промышленность имеет значительный рост в заказы, например, когда Boeing 787 выходит на производственную мощность, Боинг требования будут очень высокими, и цена пойдет вверх. Это означает, что некоторые отрасли с положительным но маржинальный бизнес может упасть их использование титана.Если цена получит до точки, где рынок может быть значительно расширились, цены должен быть стабильнее. БЛАГОДАРНОСТИ Автор хотел бы выразить его благодарность доктору Дж. К. Уильямсу, Honda Кафедра в Государственном университете Огайо и Дж. К. Фаннинг, менеджер по структурным вопросам Разработка приложений в TIMET, Хендерсон, Невада, за их полезные предоставленные комментарии и информация. ССЫЛКИ 1.Р. Р. Бойер, Thermec 2003, Международная конференция по переработке и производству передовых Материалы (Цюрих: Trans Tech Publications, 2003). 2. Дж. К. Фаннинг, Titanium 99 Science and Technology (Санкт-Петербург, Россия: ЦНИИМЕНТ, Прометы, 2000). 3. Буркинс М. и др. Механические и баллистические Свойства электронно-лучевого одиночного расплава Ti- Табличка 6A1-4V, Отчет исследовательской лаборатории армии № ARL-MR-515 (май 2001 г.), www.arl.army.mil/arlreports/2001/ARL-MR-515.pdf. 4. Д.Б. Доусон и Р. Pelloux, Met. Пер. , 58 (8) (1974), стр. 723. 5. Х. Тобе и др., Ti-2007 Science and Technology (Сендай, Япония: JIM, 2007), с. 1449. 6. Ф. Ларсон, Текстура в титановом листе и его Влияние на свойства пластической текучести, AMRA TR-65-24 (Александрия, Вирджиния: Национальная техническая информация Сервис, 1965). 7. Ф. Х. Фроэс, М. А. Имам, Доступная стоимость Разработки в технологии титана и Приложения, Стоимость доступного титана III, изд.М.А. Имам, Ф.Х. Фроес и К.Ф. Дринг (Цюрих: Trans Tech Публикации, 2010), с. 112. Р.Р. Бойер — технический специалист компании Boeing. Company, Сиэтл, Вашингтон 98124; [email protected].

Плотность, другие характеристики и области применения

Титан, также сокращенно Ti, отличается низкой плотностью и высокой прочностью, а также имеет самое высокое отношение веса к прочности среди всех конструкционных металлов. В природе титан является обычным минералом, встречающимся практически во всех земных породах и водоемах.Его наиболее распространенное соединение, диоксид титана, используется в производстве белых пигментов, в то время как другие соединения могут использоваться в качестве химических катализаторов.

Для чего используется титан?

В промышленных целях титан часто легируют с другими металлами для улучшения его врожденных свойств, при этом такие металлы, как железо, алюминий и молибден, входят в состав обычных сплавов для аэрокосмической промышленности. В нелегированной форме титан обладает такой же прочностью, как и некоторые виды стали, но на 45 процентов легче.Титан также устойчив к коррозии, что делает его ключевым выбором для высокопроизводительных приложений — медицинские устройства, реактивные двигатели, военные приложения и электроника — это лишь некоторые из элементов, в которых свойства титана выгодны.

История титана

Титану дал свое название немецкий химик М. Клапрот после того, как он успешно отделил диоксид титана (TiO2) от рутила (минерала, обычно обнаруживаемого в магматических и метаморфических породах) в конце 1700-х годов. В будущем произошло разделение, но чистый титан не был выделен до 1910 года американским химиком М.А. Хантер. Уроженец Люксембурга Уильям Кролл позже запатентовал процесс производства титана в 1938 году, и вскоре после этого последовало крупное производство титана, титановых сплавов и диоксида титана.

Диоксид титана является наиболее распространенной формой и до сих пор широко используется для пигментов и красок, ткани и тканей.

Чистый титан в основном используется в качестве сплава с другими металлами, так как он обеспечивает чрезвычайно высокую температуру плавления, очень легкий и устойчивый к коррозии. Такое использование делает его идеальным для аэрокосмической, морской и медицинской промышленности.

Физико-химические свойства титана

Физически титан отличается прочностью, низкой плотностью и пластичностью. Кроме того, он отличается низкой электрической и теплопроводностью. Насколько плотен титан? Плотность титана на 60 процентов больше, чем у алюминия, но он вдвое прочнее и способен сохранять прочность при высоких температурах из-за чрезвычайно высокой точки плавления: около 1650 градусов Цельсия (C). Хотя титан твердый, он не такой твердый, как некоторые марки стали, особенно подвергнутые термообработке.

С химической точки зрения наиболее заметной характеристикой титана является его коррозионная стойкость: титан может противостоять соляной кислоте, хлору и большинству органических кислот, но растворим при воздействии высококонцентрированных кислот. В чистом азоте горит титан. Под воздействием воды и воздуха титан образует оксидное покрытие, которое еще больше препятствует реакции. Однако при более высоких температурах титан быстро реагирует с воздухом или кислородом (1200 ° C для воздуха, 1130 ° C для чистого кислорода).

Полезные ресурсы титана:

Изделия из других металлов

Больше от Metals & Metal Products

Титан: свойства, применение и производство

Титан в чистом виде — это серебристый металл, известный своей прочностью и низкой плотностью по сравнению с другими такими же твердыми металлами. Однако в большинстве отраслей промышленности титановый сплав используется гораздо чаще.

Благодаря своим физическим и химическим свойствам металл нашел применение в самых разных отраслях промышленности, таких как медицинское оборудование, химические заводы, военные объекты и спортивное снаряжение.

Свойства титана

Высокая прочность, низкая плотность

Чистый титан характеризуется своей удельной прочностью, достигающей предела прочности на разрыв до 590 МПа. В форме сплава эта прочность резко увеличивается до 1250 МПа (проявляется в сплаве марки Ti-15Mo-5Zr-3AI).

Его усталостная прочность составляет примерно половину его предела прочности на разрыв и не снижается при сварке или погружении в морскую воду.

Титан — подходящий компонент для применений, требующих уникального сочетания прочности и легкости материала.

• Плотность: 4,506 г / см ³
• Предел прочности при растяжении: от минимум 200 МПа до более 1300 МПа (зависит от чистоты и состава сплава)

Коррозионная стойкость

Поскольку чистый титан легко вступает в реакцию с кислородом, он, естественно, образует оксидную пленку, которая защищает себя от коррозионных материалов и окружающей среды. Его коррозионная стойкость к соединениям хлора, морской воде, обычным кислотам и экстремальным температурам.

Огнеупорные свойства

Титан также характеризуется свойствами тугоплавкого металла. Его температура плавления превышает 1650 ° C, что значительно выше, чем у алюминия и стали. Между тем, его коэффициент теплового расширения составляет 8,6 мкм / (м · К), что ниже, чем у стали и меди.

Применение титана

Аэрокосмическая промышленность

Из-за термостойкости и коррозионной стойкости титанового сплава этот материал используется в производстве деталей самолетов (планера и элементы крепления), компонентов гидравлической системы и шасси.

Военный самолет Lockheed SR-71 Blackbird сделан в основном из титана и был известен своей скоростью и конструктивной эффективностью. Хотя самолет-шпион-невидимка был снят с производства в конце 90-х годов, производители самолетов продолжают использовать титан в современных летательных аппаратах для увеличения прочности при одновременном снижении веса.

Рис. 1. Военный самолет Lockheed SR-71 Blackbird в основном сделан из титана.

Судовое оборудование

Титан имеет высокий уровень коррозионной стойкости к морской воде, что делает его подходящим компонентом для судовых буровых установок, лопастей и валов гребных винтов, а также других деталей, погруженных в воду.

Спортивные приложения

Высокое соотношение прочности и веса титана позволяет находить широкое применение в спортивной индустрии. Материал используется в качестве компонентов спортивных товаров, таких как теннисные ракетки, бейсбольные биты, клюшки для гольфа, велосипедные рамы и лыжное снаряжение.

Медицинская промышленность

Благодаря своей инертности и нетоксичности, титан используется в широком спектре медицинских применений, включая хирургические имплантаты, зубные имплантаты, хирургические инструменты и доступное оборудование.

Пиротехника

Порошок титана дает яркие белые искры, которые используются в фейерверках.

Пигмент

Диоксид титана — естественная оксидная форма металла — нашел свое применение в качестве отбеливающего средства в красках, пластмассах и зубной пасте.

Ювелирные изделия

Биосовместимость, высокое отношение прочности к весу и коррозионно-стойкие свойства титана используются в ювелирной промышленности для изготовления браслетов, колец и цепочек для ожерелий.

Производство и обработка

Чистый титан легко вступает в реакцию с кислородом, и большая часть титана, встречающегося в природе, оказывается в виде руды или «губки», в частности рутила (TiO ₂ ) или ильменита (FeTiO ₃ ). В процессе Кролла из руды извлекается TiO ₂ посредством процесса восстановления в присутствии газообразного хлора, в результате чего образуется тетрахлорид титана (TiCl ₄ ). После очистки фракционной перегонкой TiCl ₄ восстанавливается расплавленным металлическим магнием в сосуде с регулируемой температурой с получением чистого металлического титана.

В случае сплавов титан, помимо других металлов, сочетается с алюминием, ванадием, оловом и / или палладием. Разнообразие комбинаций создает список марок титана выше альфа- и бета-категорий. Каждый сорт предназначен для конкретного применения на основе полученных свойств.

Термическая обработка дополнительно увеличивает прочность титанового сплава, особенно с точки зрения сопротивления усталости, устойчивости к ползучести и целостности против разрушения. Условия термической обработки во многом зависят от состава сплава, чтобы оптимизировать физические свойства материала.

6 удивительных фактов о титане

---

Титан с атомным номером 22 является тугоплавким металлом, который широко используется в аэрокосмической и обрабатывающей промышленности. Его прочные и легкие свойства делают его идеальным для применения в аэрокосмической и производственной сферах. Даже если вы слышали о титане, вероятно, есть некоторые вещи в этом металле, которых вы не знаете.

# 1) Он вдвое прочнее алюминия

По сравнению с алюминием титан примерно в два раза прочнее.Для применений с высокими напряжениями, требующих прочного металла, нет замены титану. В то время как прочность стали равна прочности титана, сталь весит примерно на 45% больше, чем ее титановый аналог.

# 2) Естественная устойчивость к коррозии

Титан не только прочный и легкий; он также естественно устойчив к коррозии. Когда титан первоначально подвергается воздействию кислорода, на нем образуется тонкий слой оксида, который защищает остальной металл от дальнейшей коррозии. Некоторые металлообрабатывающие компании также добавляют другие металлы для создания титановых сплавов с превосходным уровнем защиты от коррозии.

# 3) Это не происходит естественным образом

Вопреки распространенному мнению, титан не встречается в природе. Скорее, он содержится в минералах руктил, ильменит и сфен. Эти минералы собирают, после чего добывают титан.

# 4) Используется для медицинских имплантатов

Титан часто используется для медицинских имплантатов, потому что он редко отторгается человеческим организмом.Как объясняется в этой статье в Википедии, он считается самым биосовместимым металлом в мире. Титан способен противостоять уникальным средам внутри человеческого тела. В то же время он несет меньший риск отторжения, чем другие металлы, используемые для медицинских имплантатов.

# 5) Только 0,63% земной коры состоит из титана

Являясь девятым элементом земной коры по распространенности, титан встречается относительно редко. Исследования показывают, что на прочный и легкий металл приходится всего около 0.63% земной коры. При таком небольшом количестве доступного титана его сбор и производство обходятся дороже, чем другие металлы. Конечно, его уникальные свойства — прочность, легкость и естественная устойчивость к коррозии — делают титан оправданным вложением в определенные области применения.

# 6) Обладает высокой температурой плавления

Титан также имеет высокую температуру плавления. При нагревании титан не разжижается, пока не достигнет 3034 градусов по Фаренгейту. Для сравнения: температура плавления алюминия составляет всего 1221 градус по Фаренгейту, а температура плавления железа — 2750 градусов по Фаренгейту.С учетом сказанного, титан по-прежнему имеет более низкую температуру плавления вольфрама. В естественной форме температура плавления вольфрама составляет 6192 градусов по Фаренгейту.

Нет тегов для этого сообщения.

Титановые сплавы — Характеристики и применение

Титан — это блестящий переходный металл серебристого цвета, низкой плотности и высокой прочности . Титан устойчив к коррозии в морской воде, царской водке и хлоре. На электростанциях титан может использоваться в поверхностных конденсаторах.Металл добывается из основных минеральных руд процессами Kroll и Hunter . Процесс Кролла включал восстановление тетрахлорида титана (TiCl4) сначала натрием и кальцием, а затем магнием в атмосфере инертного газа. Чистый титан прочнее обычных низкоуглеродистых сталей, но на 45% легче. Кроме того, он вдвое прочнее слабых алюминиевых сплавов, но только на 60% тяжелее. Двумя наиболее полезными свойствами металла являются коррозионная стойкость , и отношение прочности к плотности , наивысшее из всех металлических элементов.Коррозионная стойкость титановых сплавов при нормальных температурах необычайно высока. Коррозионная стойкость титана основана на образовании стабильного защитного оксидного слоя. Хотя «коммерчески чистый» титан имеет приемлемые механические свойства и использовался для ортопедических и дентальных имплантатов, для большинства применений титан легируют небольшими количествами алюминия и ванадия, обычно 6% и 4% соответственно по весу. Эта смесь имеет растворимость в твердом веществе, которая резко меняется в зависимости от температуры, что позволяет ей претерпевать осаждение , упрочняя .

Титановые сплавы — это металлы, содержащие смесь титана и других химических элементов. Такие сплавы обладают очень высокой прочностью на разрыв и ударной вязкостью (даже при экстремальных температурах). Они легкие, обладают необычайной коррозионной стойкостью и способностью выдерживать экстремальные температуры.

Типы титановых сплавов

Титан существует в двух кристаллографических формах. При комнатной температуре нелегированный (технически чистый) титан имеет гексагональную плотноупакованную (ГПУ) кристаллическую структуру , называемую альфа (α) фазой .Когда температура чистого титана достигает 885 ° C (так называемая температура β-перехода титана), кристаллическая структура изменяется на bcc-структуру , известную как beta (β) фаза . Легирующие элементы либо повышают, либо понижают температуру превращения из α в β, поэтому легирующие элементы в титане классифицируются как α-стабилизаторы или β-стабилизаторы. Например, ванадий, ниобий и молибден снижают температуру превращения из α в β и способствуют образованию β фазы.

• Альфа Сплавы . Альфа-сплавы содержат такие элементы, как алюминий и олово, и являются предпочтительными для высокотемпературных применений из-за их превосходных характеристик ползучести. Эти α-стабилизирующие элементы работают либо путем ингибирования изменения температуры фазового превращения, либо путем ее повышения. Отсутствие перехода из пластичного в хрупкое состояние, характерного для β-сплавов, делает α-сплавы подходящими для криогенных применений. С другой стороны, они не могут быть упрочнены термической обработкой, потому что альфа является стабильной фазой и, следовательно, они не так прочны, как бета-сплавы.
• Бета-сплавы . Бета-сплавы содержат переходные элементы, такие как ванадий, ниобий и молибден, которые имеют тенденцию снижать температуру фазового перехода от α к β. Бета-сплавы обладают отличной закаливаемостью и легко поддаются термообработке. Эти материалы хорошо поддаются ковке и обладают высокой вязкостью разрушения. Например, предел прочности высокопрочного титанового сплава ТИ-10В-2Fe-3Al составляет около 1200 МПа.
• Альфа + Бета Сплав .Альфа + бета-сплавы имеют состав, который поддерживает смесь α- и β-фаз и может содержать от 10 до 50% β-фазы при комнатной температуре. Самый распространенный сплав α + β — Ti-6Al-4V. Прочность этих сплавов может быть улучшена и контролироваться термической обработкой. Примеры включают: Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V-ELI, Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-7Nb.

Марки титана

Чистый титан и его сплавы обычно определяются по их маркам, определенным международным стандартом ASTM. В целом существует почти 40 марок титана и его сплавов.Ниже приводится обзор наиболее часто встречающихся титановых сплавов марки и с чистотой , их свойств, преимуществ и применения в промышленности.

• Сорт 1 . Технически чистый титан марки 1 — самый пластичный и самый мягкий титановый сплав. Это хорошее решение для холодной штамповки и агрессивных сред. Обладает высочайшей формуемостью , отличной коррозионной стойкостью и высокой ударной вязкостью. Благодаря своей формуемости он обычно доступен в виде титановых пластин и трубок.К ним относятся:
  • Химическая обработка
  • Производство хлоратов
  • Архитектура
  • Медицинская промышленность
  • Морская промышленность
  • Автомобильные детали
  • Конструкция планера
• Класс 2 . Технически чистый титан марки 2 очень похож на титан марки 1, но имеет более высокую прочность, чем сорт 1, и превосходные свойства холодной штамповки. Он обеспечивает отличные сварочные свойства и обладает отличной стойкостью к окислению и коррозии.Этот сорт титана является наиболее распространенным в промышленно чистом титане. Это лучший выбор для многих областей применения:
  • Аэрокосмическая промышленность,
  • Автомобильная промышленность,
  • Химическая обработка и производство хлоратов,
  • Опреснение
  • Производство электроэнергии
• Уровень 5 — Ti-6Al-4V . Марка 5 является наиболее часто используемым сплавом и представляет собой сплав альфа + бета. Сплав 5-го сорта составляет 50% от общего объема потребления титана во всем мире.Он имеет химический состав: 6% алюминия, 4% ванадия, 0,25% (максимум) железа, 0,2% (максимум) кислорода и остальное титан. Обычно Ti-6Al-4V используется при температурах до 400 градусов Цельсия. Его плотность составляет примерно 4420 кг / м ³ . Он значительно прочнее технически чистого титана (сорта 1-4) из-за возможности термической обработки. Этот сплав представляет собой превосходное сочетание прочности, коррозионной стойкости, сварных швов и технологичности. Он является лучшим выбором для многих областей применения:
  • Авиационные турбины
  • Компоненты двигателя
  • Конструкционные элементы самолетов
  • Крепежные детали для аэрокосмической отрасли
  • Высокопроизводительные детали автоматики
  • Морское применение
• Класс 23 — Ti-6Al-4V-ELI . Ti-6Al-4V-ELI или TAV-ELI — это версия Ti-6Al-4V с более высокой степенью чистоты. ELI расшифровывается как Extra Low Interstitial. Существенное различие между Ti6Al4V ELI (сорт 23) и Ti6Al4V (сорт 5) заключается в снижении содержания кислорода до 0,13% (максимум) в классе 23. Уменьшение количества внедренных элементов кислорода и железа улучшает пластичность и вязкость разрушения с некоторым снижением прочности. Это лучший выбор для любой ситуации, когда требуется сочетание высокой прочности, небольшого веса, хорошей коррозионной стойкости и высокой прочности.Этот сорт титана, медицинский титан, используется в биомедицинских приложениях , таких как имплантируемые компоненты, благодаря его биосовместимости, хорошей усталостной прочности и низкому модулю упругости.

Применение титановых сплавов — использование

Два наиболее полезных свойства металла — это коррозионная стойкость , и отношение прочности к плотности , самое высокое среди всех металлических элементов. Коррозионная стойкость титановых сплавов при нормальных температурах необычайно высока.Эти свойства определяют применение титана и его сплавов. Самое раннее промышленное применение титана было в 1952 году для гондол и брандмауэров авиалайнера Douglas DC-7. Высокая удельная прочность, хорошее сопротивление усталости и длительность ползучести, а также хорошая вязкость разрушения — вот характеристики, которые делают титан предпочтительным металлом для применения в аэрокосмической отрасли . На авиакосмическую промышленность, включая использование как компонентов конструкции (планера), так и реактивных двигателей, по-прежнему приходится наибольшая доля использования титановых сплавов.На сверхзвуковом самолете SR-71 титан использовался на 85% конструкции. Из-за очень высокой инертности титан находит множество биомедицинских применений, что основано на его инертности в организме человека, то есть устойчивости к коррозии жидкостями организма.

Технически чистый титан — степень 1 в конденсаторах пара

На атомных электростанциях система основного конденсатора пара (MC) предназначена для конденсации и деаэрации отработавшего пара из главной турбины и обеспечения теплоотвода для системы байпаса турбины. Отработанный пар из турбин низкого давления конденсируется, проходя по трубам, содержащим воду из системы охлаждения. Эти трубы обычно изготавливаются из нержавеющей стали, медных сплавов или титана в зависимости от нескольких критериев выбора (таких как теплопроводность или коррозионная стойкость). Титановые трубки конденсатора обычно являются лучшим техническим выбором, однако титан — очень дорогой материал, и использование титановых трубок конденсатора связано с очень высокими начальными затратами. В частности, титан может принести значительные улучшения, такие как более высокая скорость воды, способствующая лучшим тепловым коэффициентам, превосходная стойкость к истиранию, эрозии и коррозии, тем самым улучшая сопротивление загрязнению.Трубы в основном представляют собой сварные трубы из ASTM SB 338 класса 1, изготовленные на непрерывной производственной линии. Этот коммерчески чистый титан является самым мягким и имеет самую высокую пластичность. Он обладает хорошими характеристиками холодной штамповки и обеспечивает отличную коррозионную стойкость. Он также обладает отличными сварочными свойствами и высокой ударной вязкостью. Все производственные операции (сварка, отжиг, неразрушающий контроль) полностью автоматизированы для производства высококачественных труб в больших количествах.

Свойства титановых сплавов

Свойства материала — это интенсивных свойств , что означает, что они не зависят от количества массы и могут изменяться от места к месту в системе в любой момент.В основе материаловедения лежит изучение структуры материалов и их соотнесение с их свойствами (механическими, электрическими и т. Д.). Как только специалист по материалам узнает об этой корреляции структура-свойство, он может перейти к изучению относительных характеристик материала в данном приложении. Основными определяющими факторами структуры материала и, следовательно, его свойств являются составляющие его химические элементы и способ, которым он был переработан в свою окончательную форму.

Плотность титановых сплавов

Плотность типичного титанового сплава составляет 4. 43 г / см ³ ( Ti-6Al-4V ).

Плотность определяется как масса на единицу объема . Это интенсивное свойство , которое математически определяется как масса, разделенная на объем:

ρ = m / V

На словах плотность (ρ) вещества — это общая масса (m) этого вещества. деленное на общий объем (V), занимаемый этим веществом. Стандартная единица СИ составляет килограммов на кубический метр ( кг / м ³ ).Стандартная английская единица — фунтов массы на кубический фут ( фунт / фут ³ ).

Поскольку плотность (ρ) вещества — это общая масса (m) этого вещества, деленная на общий объем (V), занимаемый этим веществом, очевидно, что плотность вещества сильно зависит от его атомной массы и также на плотность атомных номеров (N; атомов / см ³ ),

• Атомный вес . Атомная масса переносится атомным ядром, которое занимает только около 10 ^-12 от общего объема атома или меньше, но оно содержит весь положительный заряд и не менее 99.95% от общей массы атома. Следовательно, оно определяется массовым числом (числом протонов и нейтронов).
• Плотность атомного номера . Плотность атомного числа (N; атомов / см ³ ), которая связана с атомными радиусами, представляет собой количество атомов данного типа в единице объема (В; см ³ ) материала. Плотность атомного числа (N; атомы / см ³ ) чистого материала, имеющего атомную или молекулярную массу (М; граммы / моль) и плотность материала (; грамм / см ³ ) легко определяется вычисляется из следующего уравнения с использованием числа Авогадро ( N _A = 6.022 × 10 ²³ атомов или молекул на моль):
• Кристаллическая структура. На плотность кристаллического вещества существенно влияет его кристаллическая структура. ГЦК-структура, наряду со своим гексагональным родственником (ГПУ), имеет наиболее эффективный фактор упаковки (74%). Металлы, содержащие структуры FCC, включают аустенит, алюминий, медь, свинец, серебро, золото, никель, платину и торий.

Механические свойства титановых сплавов

Материалы часто выбирают для различных применений, поскольку они имеют желаемое сочетание механических характеристик.Для структурных применений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.

Прочность титановых сплавов

В механике материалов прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Сопротивление материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала — это его способность выдерживать эту приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности на разрыв

Предел прочности на разрыв для технически чистого титана марки 2 составляет около 340 МПа.

Предел прочности на разрыв Ti-6Al-4V — титановый сплав марки 5 составляет около 1170 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой напряжения-деформации. Это соответствует максимальному напряжению , которое может выдержать конструкция при растяжении.Предел прочности на разрыв часто сокращают до «прочности на разрыв» или даже до «предела». Если это напряжение приложить и поддерживать, в результате произойдет разрушение. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 процентов больше, чем предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает образование шейки, где площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая «напряжение-деформация» не содержит напряжения, превышающего предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; поэтому его значение не зависит от размера испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, а также температура испытательной среды и материала. Предел прочности на разрыв варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.

Предел текучести

Предел текучести технически чистого титана марки 2 составляет около 300 МПа.

Предел текучести титанового сплава Ti-6Al-4V — Grade 5 составляет около 1100 МПа.

Предел текучести — это точка на кривой зависимости напряжения от деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. До достижения предела текучести материал будет упруго деформироваться и вернется к своей исходной форме после снятия приложенного напряжения. После того, как предел текучести будет превышен, некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют поведение, называемое явлением предела текучести. Предел текучести варьируется от 35 МПа для алюминия с низкой прочностью до более 1400 МПа для очень высокопрочных сталей.

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости Юнга технически чистого титана марки 2 составляет около 105 ГПа.

Модуль упругости Юнга Ti-6Al-4V — титановый сплав марки 5 составляет около 114 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для растягивающего и сжимающего напряжения в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается с помощью испытаний на растяжение. С точностью до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из положения равновесия.Все атомы смещаются на одинаковую величину и при этом сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и остаточная деформация не происходит. Согласно закону Гука, напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон равен модулю Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

Твердость титановых сплавов

Твердость по Роквеллу технически чистого титана — марка 2 составляет примерно 80 HRB.

Твердость по Роквеллу Ti-6Al-4V — титановый сплав класса 5 составляет приблизительно 41 HRC.

Испытание на твердость по Роквеллу — одно из наиболее распространенных испытаний на твердость при вдавливании, которое было разработано для испытания на твердость. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением при предварительной нагрузке (незначительная нагрузка). Незначительная нагрузка устанавливает нулевое положение.Основная нагрузка прикладывается, затем снимается, сохраняя при этом второстепенную нагрузку. Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета числа твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны. Основным преимуществом твердости по Роквеллу является ее способность напрямую отображать значения твердости . Результатом является безразмерное число, обозначенное как HRA, HRB, HRC и т. Д., Где последняя буква — соответствующая шкала Роквелла.

Испытание Rockwell C проводится с пенетратором Brale (, алмазный конус 120 °, ) и основной нагрузкой 150 кг.

Термические свойства титановых сплавов

Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и на приложение тепла. Поскольку твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются. Но различных материалов реагируют на приложение тепла по-разному, .

Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность — это свойства, которые часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

Точка плавления титановых сплавов

Точка плавления технически чистого титана марки 2 составляет около 1660 ° C.

Точка плавления Ti-6Al-4V — титановый сплав класса 5 составляет около 1660 ° C.

В общем, плавление представляет собой фазовый переход вещества из твердой в жидкую фазу.Точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое изменение. Точка плавления также определяет состояние, в котором твердое вещество и жидкость могут существовать в равновесии.

Теплопроводность титановых сплавов

Теплопроводность технически чистого титана марки марки 2 составляет 16 Вт / (м · К).

Теплопроводность титанового сплава Ti-6Al-4V — Grade 5 составляет 6,7 Вт / (м · К).

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеренным в Вт / м.К . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. В общем:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно можно записать k = k (T) .Подобные определения связаны с теплопроводностью в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

3 основные функции и 10 характеристик титана — металлический титан

Функциональные материалы — это технические материалы, основанные на физических свойствах, то есть материалы с особыми свойствами в электрических, магнитных, акустических, оптических, тепловых и т. Д. Или материалы, которые проявляют особые функции под своим действием.Исследования титана и титановых сплавов показали, что у них есть три специальные функции для применения:

1. Функция памяти: титан-никелевый сплав обладает односторонним, двусторонним и всесторонним эффектом памяти при определенной температуре окружающей среды и признан лучшим сплавом с памятью. Муфты трубопроводов для систем давления масла для истребителей; системы нефтепроводов для совместных нефтяных предприятий; Антенны с параболической сеткой диаметром 500 мм из проволоки 0,5 мм для аэрокосмических аппаратов; от храпа в медицинской технике Лечение; изготовление винтов для заживления переломов.Все вышеперечисленные приложения достигли значительных результатов.
2. Сверхпроводящая функция: Ниобий-титановый сплав проявляет сверхпроводящую функцию с нулевым сопротивлением, когда температура ниже критической.
3. Функция хранения водорода: сплав титана с железом обладает характеристиками поглощения водорода, что позволяет безопасно хранить большое количество водорода и выделять водород в определенных условиях. Это многообещающе для отделения водорода, очистки водорода, хранения и транспортировки водорода, а также для производства тепловых насосов и батарей, использующих водород в качестве источника энергии.

Вот десять характеристик Титана:

◆ Низкая плотность и высокая удельная прочность: Плотность металлического титана составляет 4,51 г / см3, что выше, чем у алюминия, и ниже, чем у стали, меди и никеля, но удельная прочность находится в верхней части металла.

◆ Коррозионная стойкость: титан — очень активный металл с низким равновесным потенциалом и высокой степенью термодинамической коррозии в среде. Однако титан очень стабилен во многих средах, таких как титан, который устойчив к коррозии в таких средах, как окислительные, нейтральные и слабо восстановительные.

◆ Хорошая термостойкость: новый титановый сплав можно долго использовать при температуре 600 ° C и выше.

◆ Хорошая низкотемпературная стойкость: титановые сплавы TA7 (Ti-5Al-2.5Sn), TC4 (Ti-6Al-4V) и Ti-2.5Zr-1.5Mo представляют собой низкотемпературные титановые сплавы. Их прочность увеличивается с понижением температуры, но пластичность мало меняется. При низкой температуре -196-253 ° C они могут сохранять хорошую пластичность и вязкость, избегая холода и хрупкости металлов, и являются идеальными материалами для криогенных сосудов, резервуаров и другого оборудования.

◆ Сильные антидемпфирующие свойства: после воздействия механической и электрической вибрации металлический титан имеет самое продолжительное время затухания вибрации по сравнению со сталью и медью.

◆ Немагнитный, нетоксичный: титан — немагнитный металл, он не намагничивается в большом магнитном поле, нетоксичен и хорошо совместим с тканями и кровью человека, поэтому используется медицинским сообществом. .

◆ Предел прочности на разрыв близок к пределу текучести: это свойство указывает на то, что его коэффициент текучести (предел прочности / предел текучести) высокий, что указывает на то, что металлический титановый материал плохо деформируется во время формования.Поскольку отношение предела текучести титана к модулю упругости велико, упругость титана во время формования велика.

◆ Хорошая теплопроводность: хотя теплопроводность титана ниже, чем у углеродистой стали и меди, толщина стенки может быть значительно уменьшена за счет превосходной коррозионной стойкости титана, а теплообмен между поверхностью и паром представляет собой конденсацию капель. . В группе нагрева поверхность не загрязняется, и термическое сопротивление может быть уменьшено, так что характеристики теплообмена титана заметно улучшаются.

◆ Низкий модуль упругости: модуль упругости титана составляет 106,4 GMPa при комнатной температуре, что составляет 57% от стали.

◆ Характеристики всасывания: Титан — очень химически активный металл, который вступает в реакцию со многими элементами и соединениями при высоких температурах. Ингаляция титана в основном относится к реакции с углеродом, водородом, азотом и кислородом при высокой температуре.

Для получения дополнительной информации о металлическом титане и титановом сплаве посетите сайт http: // www.samaterials.com/7-titanium.

Что такое титан? — Свойства и использование — Видео и стенограмма урока

Характеристики титана

Как член группы 4 (четвертый столбец периодической таблицы, в переходных металлах), титан обычно находится в степени окисления +4 (количество электронов, с которыми он предпочитает связываться). Титан в природе встречается в оксидной форме. Благодаря своим металлическим свойствам титан имеет высокие температуры кипения и плавления. Титан обладает очень низкой плотностью и высокой прочностью.Фактически, одним из наиболее полезных свойств титана является его высокое отношение прочности на разрыв к плотности. Кроме того, титан хорошо известен своей высокой устойчивостью к коррозии. Это уникальное свойство делает титан предпочтительным металлом для множества применений, где коррозия является потенциальной проблемой. Благодаря этим уникальным свойствам титан находит множество применений и применений по всему миру.

Отрывок из таблицы Менделеева, чтобы показать переходные металлы

Титан использует

Теперь мы упоминали, что титан можно использовать для множества приложений, так что же они из себя представляют? Вы когда-нибудь задумывались, из какого металла строят самолеты? Вы, наверное, догадались, что это была сталь (на самом деле это сплав, а не металл).Однако, если вы угадали титан, вы были правы. Титан — это элемент, отвечающий за сверхпрочность самолетов. Вдобавок титан прямо сейчас вращается вокруг планеты. В настоящий момент у Международной космической станции есть бесчисленное множество деталей, сделанных из титана.

Кроме того, задумывались ли вы, какое химическое вещество или элемент отвечает за белый цвет зубной пасты или краски? Как вы теперь можете предположить, белый цвет зубной пасты придает титансодержащий комплекс.Вау! Кто бы мог подумать, что тот же металл, который делает самолет таким прочным, можно использовать для окрашивания зубной пасты?

Порошок оксида титана, используемый для окрашивания

Как упоминалось ранее, титан обладает высокой устойчивостью к коррозии. По этой причине титан часто используется на кораблях и другом морском оборудовании. Титан также можно комбинировать с другими металлами, такими как железо и марганец, чтобы повысить его общую твердость и долговечность за счет легирования . Легирование — это процесс объединения двух или более элементов. Этот процесс может быть выполнен по ряду причин, в том числе для создания более прочных материалов.

Титан также нашел применение в медицине. Например, титан используется в ортопедии из-за его биосовместимости, поскольку организм не отвергает его, и он не токсичен. Кроме того, титан не вступает в реакцию с телом и не обладает магнитными свойствами, что полезно в таких приложениях, как магнитно-резонансная томография (МРТ).

Краткое содержание урока

Итак, что в итоге можно сказать о титане? Что ж, как мы видели в этом уроке, титан можно считать Суперменом стихий! Но, более научно, мы узнали, что элемент титан имеет химическое сокращение Ti, имеет атомный номер 22 и является членом переходных металлов. Мы также узнали, что, хотя титан имеет относительно низкую плотность, он очень прочен и используется во многих областях, от использования в качестве пигмента в зубной пасте до деталей в самолетах.