Применение титан: Титан. Свойства, применение, марки, химический состав. Сплавы титана

Содержание

Титановый порошок: титан и Ti сплавы. Марки и составы титанового порошка

Производство

Порошки титана и его сплавов получают в АО «ПОЛЕМА» восстановлением оксидов металлов гидридом кальция, — способом, разработанным в 50-ых годах прошлого века в ЦНИИЧМ им. И.П.Бардина. Выбор гидрида кальция в качестве восстановителя объясняется высокой активностью кальция, позволяющей восстанавливать практически все окислы металлов и неметаллов независимо от их термодинамической активности. При этом не образуются твердые растворы и химические соединения кальция с восстановленными металлами.

Применение

Восстановленные порошки титана и сплавов имеет неправильную (иррегулярную) форму и развитую поверхность частиц, благодаря чему отлично формуются при сравнительно низких давлениях прессования в жестких матрицах, а также методом гидростатического прессования в эластичных оболочках. Порошки хорошо прокатываются в ленту и спекаются в вакууме или нейтральной атмосфере.

Порошки титана и сплавов на основе титана применяются в производстве коррозионностойких фильтров тонкой очистки технических жидкостей в виде пористого проката, в медицине для изготовления имплантов, в пищевой промышленности для изготовления регенерируемых фильтров в системах очистки питьевой и минеральной воды, соков и напитков, в производстве пиротехнических средств высокой надежности, пористых нераспыляемых геттеров (газопоглотителей) с высокой сорбционной емкостью и скоростью сорбции, а также для изготовления композитов с алюминием и другими металлами, деталей часовых механизмов и кислотостойкого оборудования. Порошки применяются также для плазменного и микроплазменного напыления покрытий.

1. Титановые порошки

Марки и химический состав

Марки	Ti	Примеси, масс. %, не более
Марки	Ti	N	C	H	Fe+Ni	Si	Cl
ПТК-1	основа	0,07	0,05	0,35	0,35	0,10	0,003
ПТК-2	основа	0,20	0,05	0,35	0,35	1,00	0,003
ПТС-1	основа	0,08	0,05	0,35	0,40	0,10	0,004
ПТС-2	основа	0,20	0,05	0,35	0,40	1,00	0,004
ПТМ-1	основа	0,08	0,05	0,35	0,40	0,10	0,004
ПТМ-2 ПТМ(А)-2	основа	0,08	0,05	0,35	0,40	0,10	0,004
ПТОМ-1	основа	0,08	0,05	0,40	0,40	0,10	0,004
ПТОМ-2	основа	0,20	0,05	0,40	0,40	1,00	0,004

*Примеры химического состава порошка ПТМ-1*
№ примера	Ti	Примеси, масс. %
№ примера	Ti	C	O	N	S	Ca	Fe	Ni	Si	Al	Mg
1	основа	0,046	0,25	0,08	0,002	0,22	0,050	0,17	0,040	0,01	<0,01
2	основа	0,024	0,30	0,060	0,002	0,18	0,040	0,057	0,038	0,05	<0,01
3	основа	0,045	0,28	0,050	0,003	0,30	0,030	0,040	0,032	<0,02	<0,02

Размер частиц, насыпная плотность и уплотняемость порошков

Марки	Гранулометрический состав, масс. %, по фракциям, мкм				Насыпная плотность, г/см3 *	Уплотняемость, г/см3, при давлении МПа *
Марки	+280	+100	+45(40)	-45(40)	Насыпная плотность, г/см3 *	200	600
ПТК	≤ 5,0	Баланс (остальное)		≤ 10	0,89	2,70	3,50
ПТС	≤ 1,0	Не опр.	≥ 25 (35)	Баланс	1,15	2,60	3,24
ПТМ	0,0	≤ 2,0	≥ 15(25)	Баланс	1,02	2,44	3,35
ПТОМ	0,0	≤ 1,0	≤ 5,0 (5,0)	Баланс	1,36	2,72	3,48

* Средние значения (справочные данные)

Спецификацией (ТУ) устанавливается норма насыпной плотности для порошка ПТК: 0,6-1,0 г/см

3 и нормируемый гранулометрический состав для порошка ПТМ (А): +280 мкм — 0,0%, +100 мкм ≤ 1,0%, +45 мкм – 15-40% (+40 мкм – 25-50%), -45 (40) мкм – остальное.

рис. 1 рис. 2

*рис. 1: ПТМ. Распределение частиц по размерам.

*pис. 2: Форма частиц порошка.

По согласованию с заказчиком допускается другие требования к химическому и гранулометрическому составам. В частности, для плазменного напыления покрытий изготавливается титановый порошок фракций 40-100, 40-140, 63-160 мкм.

2.Порошок ПТ51Ц49 (Ti51Zr49) сплава

*Химический состав порошка ПТ51Ц49*
Ti	Zr	Примеси, масс. % не более
Ti	Zr	C	N	O	Ni	Mg	Fe	Si	Al
50,5-53,0	остальное	0,10	0,10	0,50	0,14	0,014	0,10	0,10	0,10

Размер частиц порошка (основная фракция) менее 100 мкм.

По согласованию с клиентом могут быть установлены другие требования к химическому составу и размеру частиц порошка.

Распределение компонентов в сплаве Ti51Zr49 мас.%

*Пример фактического химического состава порошка ПТ51Ц49*
Ti	Zr	Примеси, масс. %
Ti	Zr	C	N	O	Ni	Mg	Fe	Si	Al
50,8	остальное	0,096	0,053	0,22	0,057	0,01	0,022	0,055	0,025

3. Порошок ПТФ (Ti70V30) сплава

*Химический состав порошка и его насыпная плотность*
Марка	Массовая доля элементов, %		Примеси, %, не более					Насыпная плотность, г/см³, не более
Марка	Ti	V	N	C	H	Ca	O	Насыпная плотность, г/см³, не более
ПТФ	65 не менее	25-32	0,30	0,10	0,60	0,20	0,50	1,2

Размер частиц порошка (основная фракция) менее 100 мкм.

*Пример фактического химического состава порошка ПТФ*
Ti	V	Примеси, масс. %
Ti	V	N	C	H	Ca	O
основа	28,83	0,046	0,042	0,29	0,20	0,28

4. Другие порошковые сплавы с титаном:

ПВ-Н55Т45 (Ni55Ti45), ПВ-Т88Н12 (Ti88Ni12), ПВ-Т65Ю35 (Ti65Al35)

Порошки данного класса применяются преимущественно для нанесения покрытий и изготовления деталей методом ПМ

Преимущества

Высокоразвитая поверхность частиц порошков, обеспечивающая уникальные физико-химические свойства материалов и изделий из них для применения в различных областях техники, медицине и пищевой промышленности в качестве фильтров, сорбционных насосов (газопоглотителей), пиротехнических систем, имплантов и композитов
Отличная прессуемость порошков
Высокая структурная однородность порошковых сплавов и интерметаллидов с титаном

Титан

Титан особо ценится за низкую плотность в сочетании с высокой прочностью и отличной стойкостью к коррозии. Максимальный показатель прочности на разрыв чистого титана может достигнуть 740 Н/мм2, а показатель такого сплава как LT 33, содержащего алюминий, ванадий и олово, достигает 1200 Н/мм2. Температурный коэффициент расширения металла составляет около половины от температурного коэффициента расширения нержавеющей стали и меди, и одну третью часть от данного коэффициента алюминия. Его плотность составляет около 60% от плотности стали, одну вторую от плотности меди и в 1.7 раз больше, чем у алюминия. Его модуль упругости составляет половину от модуля упругости нержавеющей стали, что делает его стойким и прочным к ударам.Авиакосмическая промышленность остается самым крупным потребителем этого металла. Титановые сплавы, способные к функционированию при температурах от 0°С до 600°С, используются в авиадвигателях для дисков, лопастей, валов и корпусов. Высокопрочные сплавы широко используются в производстве различных деталей, входящих в конструкцию летательных аппаратов — от мелких крепежных деталей, которые весят несколько граммов, до тележек шасси и больших крыльевых балок, вес которых достигает 1 тонны. Титан может составлять 10 процентов ненагруженного веса некоторых серийных пассажирских самолетов. Сейчас титан в основном потребляется в виде диоксида титана — нетоксичного белого пигмента, который используют для производства красок, бумаги, пластмассы и косметики.

Начало

Хотя о существовании титановых минералов известно более 200 лет, серийное производство титана и пигмента диоксида титана для продажи началось не раньше 1940 года. В.Дж.Кроли запатентовал метод производства титана методом угле-хлорирования титанового диоксида в 1938году. Этот элемент был назван в честь Титанов из греческой мифологии немецким химиком МТ.Клапрот, который успешно отделил диоксид титана от рутила в конце восемнадцатого века.

Американское Геологическое управление подсчитало, что добыча ильменита в мире в 2004 году в целом составила 4.8 млн тонн, в то время как добыча рутила в мире в целом составила 400 000 тонн. Ильменит обеспечивает потребность в титановых минералах в мире на 90%. По подсчетам Американского Геологического управления мировые ресурсы анатаза, рутила и ильменита в общем составляют более двух миллиардов тонн.

Производство

Первый этап в производстве титана заключается в изготовлении губки путем хлорирования руды рутила. Хлор и кокс соединяют с рутилом для создания тетрахлорида титана, который затем в замкнутой системе соединяют с магнием для производства титановой губки и хлорида магния. Магний и хлорид магния извлекают для переработки путем использования вакуумного дистилляционного процесса или технологического процесса выщелачивания, создателем которого является Кроль. Основными производителями титановой губки являются США, Россия, Казахстан, Украина, Япония и Китай.

Метод вакуумно-дугового переплава или электронно-лучевая холодная подовая печь используются для плавки губки со скрапом и/или легирующими элементами, такими как ванадий, алюминий, молибден, олово и цирконий для производства переплавленных электродов. Данные электроды можно вновь переплавить методом вакуумно-дугового переплава для производства материала по наиболее строгим спецификациям в авиакосмической сфере и в сфере высоких технологий, или их можно отлить прямо в слябы.

Слитки ВДП имеют цилиндрическую форму и могут весить до 7.94 тонн. Их куют для изготовления слябов или биллетов или используют для прецизионного литья. Методом прокатки производят плиты, листы прутки, стержни и проволоку. Трубы производят из нарезанных из листов штрипсов.

Применение

В повседневной жизни титан обычно ассоциируется с ценными изделиями, такими как наручные часы, оправы для очков, спортивные товары и ювелирные изделия, но кроме этого он широко используется в авиации, а также в других областях, в которых титан, благодаря сочетанию своих физических свойств и био-совместимости, имеет преимущества перед другими металлами. В зависимости от непосредственного назначения, титан конкурирует с никелем, нержавеющей сталью и циркониевыми сплавами.

Многообещающие признаки роста показывает автомобильный сектор. В системах подвесок, например, замена стальных пружин на титановые дает преимущество в виде уменьшения веса на 60%. Также титан применяют в производстве коленчатых валов, соединительных тяг и выхлопных систем. Электростанции и заводы по опреснению морской воды также являются важными областями для роста применения титана. В то же время идет развитие производства титановых подложек для компьютерных жестких дисков.

Применение титана и титановых сплавов » Днепр-Титан

Самолетостроение.

Основными требованиями, предъявляемыми к материалам для самолетостроения, являются их высокие удельная прочность и жаропрочность, сопротивление усталостным нагрузкам, трещиностойкость и достаточная коррозионная стойкость.

Титановые сплавы: ОТ4, ВТ6, ВТ22

Титановые сплавы используются в планере самолета для таких деталей и конструкций как обшивка, силовой набор, детали крепления, шасси, механизация крыла, пилоны, гидроцилиндры, различные агрегаты и др.

Титановые сплавы используются в вертолетах главным образом для деталей системы несущего винта и привода, а также системы управления. Из титановых сплавов изготовляют втулки несущего винта, втулки хвостового винта, цапфы, скобы, корпуса осевых шарниров, наконечники лопастей.

Для высоконагруженных вертолетных деталей используют титановые сплавы ВТ6, ВТ 5-1 и опробуют высокопрочные сплавы ВТ22.

Двигателестроение.

Двигатели гражданской авиации.

Применение титана в газотурбинных двигателях, а именно в турбовентиляторных двигателях.

Титановые сплавы применяются в двигателях в основном для изготовления узлов вентилятора и компрессора, т.е. дисков, лопаток, направляющих аппаратов, промежуточных колец, корпуса двигателя, различных корпусных деталей, воздухозаборника и некоторых др. деталей.

Ракетостроение.

Титановые сплавы широко использовались в пилотируемых ракетных комплексах «Восток» и «Союз», беспилотных «Луна», «Марс», «Венера», а также в более поздних космических системах – «Энергия» и орбитальном корабле «Буран».

Основными объектами применения титана являются твердотопливные и жидкостные ракетные двигатели, обшивки, корпуса пороховых двигателей, трубчатые конструкции стыковых отсеков, агрегаты различного назначения, в частности газовые баллоны высокого давления, детали крепления и др.

Основными требованиями, предъявляемыми к титановым сплавам в этих конструкциях, являются высокая удельная прочность, а в некоторых случаях – низкая хладноломкость, высокая упругость паров в глубоком вакууме и др. В ракетостроении используется практически вся номенклатура конструкционных титановых сплавов.

Судостроение.

В судостроении титановые сплавы используются главным образом как коррозионно-стойкий материал в морской среде. Из титановых сплавов изготовляют обшивку судов, гребные винты, теплообменники и др. судовую аппаратуру.

Как правило, используют низкопрочные и среднепрочные сплавы хорошо сваривающиеся всеми видами сварки и обладающие удовлетворительной технологической пластичностью.

ПТ 7М, ПТ-3В и др.

Машиностроение.

В отечественной промышленности титановые сплавы применяются главным образом в химическом, тяжелом, энергетическом и транспортном машиностроении, машиностроении для легкой, пищевой промышленности и в бытовых приборах.

Титановые сплавы применяются для изготовления таких деталей, как шатуны, впускные и выпускные клапаны, коромысла клапанов и глушителей.

Наиболее целесообразно использовать титановые сплавы для деталей высоконагруженных деталей; для несущей конструкции автомобилей рекомендованы сплавы средней прочности, для ходовой части – сплавы средней прочности и высокопрочные, для деталей двигателя – сплавы средней прочности и жаропрочные.

Медицина.

Одним из ценных свойств титана является его биологическая совместимость с живой тканью. Титан и его сплавы (например, ВТ6 и ВТ14) является идеальным материалом для протезирования.

Сочетание высокой удельной прочности и практически идеальной совместимости титана и его сплавов с тканями человеческого организма делает из наиболее перспективным материалом для изготовления протезов (замена костей), имплантантов. Зубных металлокерамических коронок и каркасов мостовидных протезов, базисов съемных зубных протезов.

Другие отрасли.

Все более расширяется применение титана в спортивном инвентаре (спортивные велосипеды, альпинистское снаряжение).

Еще одним потребителям титана может стать монументальная архитектура. В Москве, установлено два крупных монумента в честь запуска первого искусственного спутника Земли и первого космонавта Ю.А. Гагарина.

Титан успешно используется и как броневой материал.

Титан для людей и автомобилей | Об автомобилях | Авто

Открытый в 1791 году титан получил имя бога греческой мифологии за свою невероятную прочность и выносливость. Титан вообще занимает особое место среди металлов, поскольку обладает наивысшим соотношением прочности к удельному весу. Будучи в два раза легче стали, он плавится при 1650 °C (это выше, чем температура вулканической лавы).Титан также является идеальным материалом для экстремальных условий эксплуатации, что позволяет применять его в коммерческой авиации, конструкциях портативных компьютеров, космических кораблей и… суперкаров.

Да, вы все правильно поняли, чтобы разогнать Chevrolet Corvette ZR1 с 0 до100 км/ч за 3,9 сек. и достичь скорости 330 км/ч, необходимы особые конструкторские решения. И тут уж без помощи «греческого бога» не обойтись. Применение титана в Chevrolet Corvette ZR1 позволило значительно облегчить легендарный американский споркар. В случае с ZR1 титан используется для изготовления элементов подвески и двигателя — устанавливаемый на автомобиль LS9 V8 объемом 6,2 л и мощность 638 л.с. оборудован облегченными титановыми впускными клапанами и шатунами. Что же касается применения титановой выпускной системы массой 11,8 кг, то одно это обусловило снижение массы данного компонента на 41% по сравнению с аналогом из нержавеющей стали (19,96 кг). Дополнительными преимуществами титана является его необычайная стойкость к воздействию солевой, кислотной или хлористой среды и практически неограниченный срок службы.

Различное использование титана

Биопротезирование. Титан вернул к полноценной жизни миллионы людей, страдающих остеоартритом, ревматоидным артритом или ограниченной подвижностью суставов. На сегодняшний день биопротезирование является обычной практикой в сфере ортопедической хирургии и протезирования суставов. Будучи нетоксичным и обладая прекрасной биологической совместимостью, этот легковесный материал используется для восстановления подвижности суставов с 1950 года.

Для людей с ограниченными возможностями. Титан помогает инвалидам становится атлетами и расширяет границы их возможностей. Найдя широкое применение в данной сфере – от высокотехнологичных титановых протезов с датчиками и микропроцессорами, регулирующими нагрузку на стопы и лодыжки в течение миллисекунд, до облегченных инвалидных колясок, – этот сверхпрочный материал помогает людям с ограниченными возможностями по всему миру приобщиться к спорту.

Реактивные двигатели. Титан широко используется в авиастроении ввиду долговечности и стойкости к коррозии, а также способности выдерживать невероятно высокие нагрузки. Он применяется для изготовления множества конструктивных элементов – от деталей реактивного двигателя до дверей и кресел.

Спортивный инвентарь. Клюшки для гольфа, теннисные ракетки, биты для крикета и бейсбола – во всех этих «ударных» инструментах используется титан. Когда гольфист делает замах клюшкой, ее рукоятка изгибается под нагрузкой. Титан уменьшает изгиб рукоятки и головки клюшки, позволяя игроку бить по мячу с полной силой.

Технологии и люди

Наилучшим примером расширения границ человеческой выносливости, скорости и силы при помощи титана является его применение в биопротезах параолимпийских спортсменов, участвующих в различных видах соревнований по легкой атлетике. Сравнивая Corvette и спортсмена, можно увидеть, что в обоих случаях используются инновации – высокотехнологичные титановые подвески ручной работы. Каждая подвеска выполняет идентичные биомеханические движения, оптимизирует трение и боковые ускорения за миллисекунды, расширяя пределы возможностей человека и улучшая технические характеристики автомобиля.

«Нижние части конечностей человеческого тела поглощают энергию мускулов под нагрузкой и обеспечивают мягкое и комфортное движение тела даже на неровной поверхности или при сильной нагрузке», – рассказывает доктор Нил Смит (Neil Smith), ведущий специалист по биомеханике человека Чичестерского университета, Великобритания, работающий с лучшими в мире футболистами и атлетами.

Адаптивная подвеска Magnetic Selective Ride Control модели Corvette при помощи компьютера настроена на обеспечение оптимальных ходовых качеств и сцепления с дорогой. Плотность титановых тазобедренных суставов бегуна превышает плотность человеческой кости в два раза. Беговые протезы изготовлены из тех же материалов, что и элементы подвески Corvette.

«Суставы человеческого тела состоят из мышц, хрящей и сухожилий, которые со временем могут прийти в негодность. Когда требуется замена человеческой ткани, мы ищем помощи за пределами медицинского мира, например в автомобильной промышленности. Используемые здесь современные материалы, например титан и углеродная ткань, могут заменить “амортизаторы” и “элементы подвески” человеческого организма», – проясняет ситуацию д-р Смит (Dr. Smith).

Независимо от области применения, титан оправданно носит имя мифологического героя, поскольку с его помощью создается «суперчеловек» и «суперавтомобиль».

Смотрите также:

крупные проектные решения с применением титана в аппаратурном оформлении

ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА», являясь крупнейшим в России вертикально интегрированным производителем титановых полуфабрикатов, осуществляет поставки всех видов продукции (листы, плиты, прутки, трубы, поковки, штамповки) предприятиям нефтехимического и атомного машиностроения, трубной продукции для целей нефте- и газоразведки и последующей добычи.

ИА Neftegaz.RU. За последние пять лет ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА» в качестве изготовителя теплообменного и емкостного оборудования участвовало в ряде стратегически важных для Российской Федерации проектах, направленных на энергетическую безопасность страны.

Титан для «Газпрома»

В 2016-2017 гг. ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА» было сконструировано и изготовлено по техническому заданию АО «СвердНИИхиммаш» оборудование для оснащения технологической линии солезавода в Калининградской области общим объемом более 150 тонн.

Многоцелевой проект строительства подземных хранилищ газа (ПХГ) в Калининградской области стартовал в 2015 г., в результате реализации проекта «Газпром» получил природные резервуары для хранения природного газа в самой западной точке РФ и обеспечил энергонезависимость данного региона, а также обеспечил регион собственным производством поваренной соли и строительного гипса – это побочные продукты при размывке каверн. Оборудование по подготовке товарной соли выполнено из титановых сплавов, так как именно данный материал обеспечивает высокую коррозионную стойкость, гарантированный срок эксплуатации и экологическую безопасность данного производства.

Титан для переработки нефтехимии

В 2017 г. ПАО Корпорация «ВСМПО-АВСИМА» приняло участие в реализации проекта на развитие глубокой переработки побочных продуктов нефтегазодобычи Западной Сибири, в том числе попутного нефтяного газа (ПНГ) в полиолефины. Новый комплекс позволит вовлечь в полезную переработку до 22,4 млрд куб. м ПНГ, тем самым предотвращая его сжигание на месторождениях и выбросы загрязняющих веществ в объеме 40 млн тонн в год с получением высокоценного продукта с высокой рыночной стоимостью.

Установка производительностью 150 куб. м в час станет ключевым узлом замкнутого водооборотного цикла «ЗапСибНефтехима» и предназначена для переработки загрязненных стоков основного технологического производства завода. Установка состоит из комплекса предварительной очистки, а также трех вакуум-выпарных линий. Две линии будут находиться в эксплуатации, а одна останется в резерве. Использование выпарных установок позволяет достаточно эффективно очищать стоки от содержащихся в них соединений и получать обессоленную воду требуемого качества и влажный осадок солей. Установка, разработанная АО «СвердНИИхиммаш», встанет в единый комплекс (замкнутый цикл) применяемых на объекте технологий компаний Linde AG, LyondellBasell и Ineos, обеспечивающих современный уровень безопасности, экологичности и автоматизации объекта.

Титан для добычи нефти и газа на шельфе

ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА» принимало активное участие в строительстве МЛСП «Приразломное». С 2013 г. МЛСП начала свою трудовую деятельность в сложных условиях арктического шельфа и продолжает сотрудничество с ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА», которое в течение 2016-2019 гг. выполнило на замену часть узлов трубопроводной обвязки и корпуса установки тонкой очистки.

Корпорация готова предложить свои научные и производственные достижения, а также совместно с ведущими материаловедческими, проектными, эксплуатирующими организациями в области нефтегазодобывающей отрасли участвовать как в программе импортозамещения, так и в создании новых прорывных технических решений подобно тем, что сегодня созданы при участии ВСМПО в авиастроении и двигателестроении.

Менеджеры Корпорации ВСМПО-АВИСМА всегда готовы к сотрудничеству. Все интересующие вопросы можно задать по телефонам: (34345)6-29-12, (34345)6-00-37.

Титан — Применение в химической аппаратуре

Технические условия на химические аппараты 216 Технический проект 17 Технологичность сварных конструкций 17 Типизация металлоконструкций 6 Титан — Применение в химической аппаратуре 218 Толщина стенок сосудов — Добавка на коррозию 181 Точность, размеров при изготовлении станин 266 Точность сборки под сварку 26 Трещины — Зарождение и развитие при эксплуатации 98 Трещины горячие 59 [c.374]
Титан и его сплавы. Титан и его сплавы широко применяются во мно гих областях техники, в частности в химической аппаратуре, судостроении, авиации и ракетостроении, вследствие весьма удачного сочетания свойств высокой удельной прочности, исключительно высокой коррозионной стойкости, значительной прочности при высоких температурах.

Чистый титан весьма пластичен. К числу свойств, создающих некоторые затруднения в применении титана в качестве конструкционного материала, относится низкая теплопроводность (в 13 раз меньше, чем у А1, и в 4 раза меньше, чем у Fe), нежелательная в условиях больших термических градиентов, в особенности при тепловом ударе, вследствие опасности возникновения высоких термических напряжений, и в условиях высокочастотных периодических термических колебаний этот недостаток отчасти компенсируется малостью коэффициента термического расширения. Титан имеет низкий, по сравнению со сталью, модуль продольной упругости, затрудняющий получение жестких и вместе с тем легких конструкций, несмотря на высокую удельную прочность. [c.323]

Титан и его сплавы применяются в химической промышленности для изготовления аппаратуры в производстве серной кислоты, хлора и ряда органических продуктов. Титан нашел промышленное применение в качестве основы для электродов ОРТА (окисные [c. 220]

По способности сопротивляться различным агрессивным средам наиболее универсальными свойствами обладают сплавы хастеллой (Ni — Мо — Си — Fe — Сг — Si), медноникелевые сплавы, титан, фосфористые бронзы и нержавеющие стали. Последние ввиду своей технологичности и экономичности получили наиболее широкое применение. Однако и при выборе нержавеющих сталей надо соблюдать известную осторожность, имея в виду, что понятие нержавеющая сталь еще не означает абсолютную стойкость во всех случаях. Покажем это на примере серной кислоты, являющейся, наряду с соляной, наиболее агрессивной. На рис. 207 представлены диаграммы, на которых очерчены области кон центраций и температур, в которых нержавеющие стали различных марок обладают удовлетворительной коррозионной стойкостью и могут применяться для химической аппаратуры [7]. [c.380]

Сочетание высоких прочностных свойств и коррозионной стойкости обусловили широкое применение титана и его сплавов. Как конструкционный материал титан и его сплавы применяют в авиации, ракетной технике, при строительстве морских судов, в химической промышленности, при изготовлении гидрометаллургической аппаратуры, различных деталей гальванических ванн, в приборостроении и др. Поскольку титан и его сплавы жаростойки, их широко используют для изготовления деталей, подвергающихся высокотемпературному нагреванию. Листовой титан применяют для футеровки стальных аппаратов от воздействия агрессивных сред. В качестве конструкционного материала титан и его сплавы рекомендуются для работы более чем в 130 агрессивных средах. [c.66]

Сварка — один из основных технологических процессов в производстве химической аппаратуры из сплавов титана. В связи с этим большое значение приобретает коррозионная стойкость сварных соединений титана. Можно считать установленным, что сварные соединения титана по стойкости в тех условиях, в которых рекомендуется применение титана, практически равноценны основному металлу. Это особенно относится к средам, в которых титан находится в устойчивом пассивном состоянии (кислородные соединения хлора, растворы хлоридов, азотной кислоты и [c. 182]

Титан имеет применение прежде всего в самолетостроении и в изготовлении химической аппаратуры. Титан очень устойчив против кислот и щелочей, в особенности так называемый иодид- [c.394]

Сводные данные о том, в каких количествах расходуется титан на различные виды оборудования, приведены на рис. 50. Основная масса титана в химической промышленности используется для изготовления теплообменной и выпарной аппаратуры (46%) и различных коммуникаций (20%). Из теплообменной. аппаратуры наиболее широкое применение находят кожухотрубные теплообменники с различной поверхностью нагрева (от 5—10 м2 до 420 м2), массой до 4—8 т. Чаще всего используются теплообменники, выполненные целиком из титана. В тех случаях, когда хладоагентом является вода, с целью уменьшения расхода титана и понижения стоимости экономичней применение теплообменников с корпусом из углеродистой стали и с трубными решетками из биметалла сталь — титан. [c.152]

Таким образом, отличительные особенности применения титана и его сплавов в химической промышленности развитых капиталистических стран (США, Канада, Япония, страны Западной Европы) таковы широкое применение фасонного литья использование сплава титана повышенной коррозионной стойкости Ti — 0,2% Pd применение стальной аппаратуры, футерованной титаном и плакированной тонколистовым титаном широкое внедрение пластинчатых теплообменников использование тонкостенных труб в кожухотрубных теплообменниках i тонколистового титана в аппаратах и конструкциях. [c.164]

Широкое применение титана в химической промышленности ограничивается его высокой стоимостью. Имеются хорошие виды на ее снижение. Высказывались соображения, что даже если титан останется значительно дороже нержавеющей стали (в виде листового материала), то разница в стоимости готовой установки не должна быть столь большой это объясняется малой разницей в других расходах на изготовление аппаратуры из титана и стали. По сроку службы установки из титана в большинстве случаев должны превосходить стальные [95]. [c.315]

НИИ с высокими механическими свойствами (высокая удельная прочность) и хорошая сопротивляемость коррозии. В двигателях титан применяется для изготовления деталей воздухозаборника, корпуса, лопаток и дисков компрессора низкого давления и т, д. Из титановых сплавов делают обшивку фюзеляжа и крыла сверхзвуковых самолетов, панели, лонжероны, шпангоуты, крепеж и т. д. Вследствие высокой коррозионной стойкости титан нашел применение в химической и пищевой промышленности (емкости, фильтры, змеевики, автоклавы, трубопроводы и т. д.), а также в судостроении (морская аппаратура, обшивка корпуса и морских крыльев судов и т. д.). В энергомашиностроении титановые сплавы применяются для дисков и лопаток стационарных паровых и газовых турбин. Многие титановые сплавы обладают высокой пластичностью при низкой температуре, что делает их пригодными для к4)иогенной техники. [c.346]

В настоящее время в СССР проводят опробование ванадий-и ниобийсодержащих сталей с целью их применения для изготовления эмалированной химической аппаратуры. Предложено также комплексное легирование малоуглеродистой стали ванадием и титаном [98]. [c.102]

В Советском Союзе и за рубежом были разработаны методы изготовления химической аппаратуры из углеродистой стали, защишенной гонким слоем титана. При этом применяются два метода облицовка оборудования тонколистовым титаном со стороны соприкосновения агрессивной среды, и применение двухслойного металла сталь ВМСтЗ— титан ВТ1. [c.76]

В статье анализируется опыт эксплуатации титанового оборудования и коммуникаций в отечественной химической промышленности на протяжении почти 20-летнего периода. Показано, что основным потребителем титана была и будет хлорная отрасль, а в ней производство хлора и каустической соды. Появляются новые производства, которые разрабатываются именно с учетом возможности использования титана в качестве конструкционного материала.Следующим крупным потребителем титана являются производства хлоридов металлов и удобрений на их основе. Ежегодно увеличивается применение титана в установках по обезвреживанию отходов.Титановое оборудование используется в д х случаях когда титан является единственным конструкционным материалом по своей коррозионной стойкости и когда титан имеет бесспорные преимущества по сравнению с традиционными материалами.Проанализированы тевденции использования титана для изготовления различных видов оборудования. Постоянно увеличивается расход титана для изготовления теплообменной и выпарной аппаратуры и уменьшается его использование для изготовления коммуникаций. [c.100]

Применение титана | Продукты и услуги

Применение титана

Богатый потенциал титана как материала теперь полностью признан, и сфера его применения расширяется с каждым днем. Сегодня мы продолжаем работать в тесном сотрудничестве с нашими клиентами и занимаемся разработкой новых практических применений этого удивительного материала.

Аэрокосмическая промышленность

Самолет

Фото: ANA Фото: IHI Coporation

Ценится за сочетание легкого веса и высокой прочности, титан способствует усилению планера и обеспечивает более высокие характеристики реактивных двигателей.

Характеристики	Легкость, прочность, устойчивость к коррозии
Приложения	Детали реактивных двигателей (вентиляторы, компрессоры и пр.), Корпуса самолетов, топливные баки, шасси, воздуховоды, крепежные детали, рессоры и пр.

Самолеты и реактивные двигатели: В самолетах используется большое количество титанового сплава, поскольку он легкий и чрезвычайно прочный при высоких температурах. Титан используется для усиления рамной конструкции и способствует техническому совершенствованию реактивных двигателей.

Общая промышленность

Химические заводы

Признанный за счет общей стоимости, обеспечиваемой его долговечностью в течение длительного периода, применение титана в качестве конструкционных материалов и материалов оборудования для заводов находится на подъеме.

Характеристики	Легкость, прочность, устойчивость к коррозии
Приложения	Установки СПГ Установки опреснения морской воды Нефтеперерабатывающие заводы

Автоцистерны

В автоцистернах, перевозящих гипохлорит натрия и хромат натрия, используется титан, потому что он легкий, устойчивый к коррозии и чрезвычайно прочный.

Теплообменники

Титан — безопасный и экономичный материал, который идеально подходит для теплообменников, которые используются в условиях экстремально высоких температур и высокого давления.

Фото: АльфаЛаваль

Строительство

Строений и памятников

Сферная наблюдательная комната телохранителей Fuji Television Tokyo Big Sight — Фото: © Satoru MishimaHotel Marques de Riscal (Испания) — Фото: NIPPOM STEEL & SUMITOMO METAL

Благодаря легкому весу, высокой прочности и текстурным свойствам, титан все чаще используется в качестве кровельного материала для традиционных японских построек, таких как храмы и святыни, а также в качестве материала крыш и наружных поверхностей для основных объектов, таких как музей искусства и естествознания, а также стадионы с куполами. .

Крыша главного зала храма Сэнсо-дзи

Титан используется в качестве кровельного материала из-за его высокой стойкости к землетрясениям, высокой коррозионной стойкости и легкого веса, а также усовершенствования технологии обработки для сохранения поверхности, подобной плитке.

Фото: © H.OSAWA

Материал крыши Национального музея Кюсю

Национальный музей Кюсю имеет блестящую синюю крышу из цветного титана.

Крыша главного зала храма Коэцу-дзи

Храм Коэцу-дзи в Киото использовал титан при ремонте крыши своего главного зала. Чтобы он соответствовал японской архитектуре, поверхность титана была обработана, чтобы придать ей текстуру, похожую на дымчатую плитку. Древние постройки, такие как храмы и святыни, необходимо защищать, чтобы сохранить их для будущих поколений. Титан высоко ценится как лучший кровельный материал, поскольку он обладает высокой коррозионной стойкостью, очень легкий, не растворяется и не повреждает мох.

Автомобили четырех- и двухколесные

Фото: Yamaha Motor CO., LTD. Фото: НИППОМ СТАЛЬ И СУМИТОМО МЕТАЛЛ

Титан используется во многих деталях мотоциклов, но в первую очередь он используется для изготовления глушителей. Глушители используются в экстремальных условиях, поэтому титан признан лучшим материалом, поскольку он легкий, прочный и не ржавеет.

Продукты для повседневного использования

Спорт, мода и отдых

От клюшек для гольфа до наручных часов, оправ для очков, ножей и даже ювелирных изделий — использование титана распространяется на все виды товаров нашей повседневной жизни.

Характеристики	Легкий, высокопрочный, модный, коррозионная стойкость, биосовместимость
Приложения	Клюшки для гольфа, теннисные ракетки, лыжные тарелки, велосипеды и т. Д.

Головка клюшки из титана

Титановые сплавы используются для головок клюшек для гольфа.
Все больше игроков в гольф выбирают драйверы с титановыми головками, которые больше и легче, обеспечивают большую дистанцию и прямолинейность.

Фото: Dunlop Sports Co., LTD.

Ежедневное использование

Фото: CASIO COMPUTER CO., LTD. Фото: © H.OSAWA

Титановые часы и очки

Титан используется для изготовления оправ для очков, потому что он очень легкий, не ржавеет, безопасен для человеческого тела (не вызывает аллергии) и обладает достаточной гибкостью. Титан также используется в наручных часах по тем же причинам, а также потому, что он придает им роскошный внешний вид.

Ювелирные изделия из титана

Титан легкий, не вызывает аллергии на металл, имеет уникальную модную текстуру. Поэтому он широко используется в ювелирных изделиях, таких как серьги, ожерелья, булавки для галстука и запонки.

Ножи

Титан безвреден для человеческого организма и гигиеничен. Поэтому он идеально подходит для кухонных ножей.Ножи из титана сохраняют свою остроту в шесть раз дольше, чем ножи из нержавеющей стали.

Медицина и социальное обеспечение

Медицинский

Обладая превосходными характеристиками биосовместимости и низкой частотой аллергических реакций, связанных с металлами, титан широко используется в качестве материала для имплантатов (искусственные зубные имплантаты и искусственная кость). Ожидается развитие приложений в других областях медицины.

Характеристики	Нетоксичность, биосовместимость, коррозионная стойкость, прочность,
Приложения	Кости искусственные, кардиостимулятор, хирургический инструмент и т. Д.
Социальное обеспечение	Титан используется для изготовления инвалидных колясок из-за его небольшого веса и высокой прочности.

Стоматологические инструменты

Многие стоматологические инструменты из титановых сплавов используются в стоматологии из-за их более низкой удельной плотности, чем у инструментов из нержавеющей стали.
Кроме того, они обладают превосходными характеристиками коррозионной стойкости и прочности по сравнению с инструментами из нержавеющей стали.

Имплантаты искусственные

Титан обладает высокой биосовместимостью и не вредит организму человека. Поэтому он идеально подходит для использования в дентальных имплантатах.

Благосостояние

Титан используется для инвалидных колясок из-за его небольшого веса и высокой прочности.

Морское проектирование

Фото: Haneda D-runwayf Construction СП Титановая крышка для стальной сваи — Фото: © H.OSAWA

Характеристики	Коррозионная стойкость, малый вес
Приложения	Мосты Ocean, антикоррозийное покрытие для свай и пр.

Причал взлетно-посадочной полосы D аэропорта Ханэда

Транс-Токийское шоссе

Завод по преобразованию тепловой энергии океана (OTEC)

Как альтернативный источник энергии, OTEC находится в центре внимания. Используя преимущество естественного температурного градиента океана, система теплового двигателя замкнутого цикла использует циркуляцию смеси аммиака и воды для приведения в действие генераторов энергии. Для реализации этой технологии производства электроэнергии необходимо широкое использование прочного, устойчивого к морской воде титана для изготовления труб и разнообразного оборудования.

Титан: применение и применение — Металпедия

Титан традиционно использовался в качестве легкого, чрезвычайно прочного и чрезвычайно устойчивого к коррозии материала в самолетах, электростанциях, установках по опреснению морской воды и теплообменниках.В последнее время он нашел все более широкое применение в потребительских товарах, спортивных товарах и оборудовании информационных технологий (ИТ) за счет использования его эстетичного внешнего вида и роскошного внешнего вида.
Разработаны тысячи титановых сплавов, которые можно разделить на четыре основные категории. Их свойства зависят от их основной химической структуры и способа обращения с ними во время производства. Некоторые элементы, используемые для изготовления сплавов, включают алюминий, молибден, кобальт, цирконий, олово и ванадий.Сплавы с альфа-фазой имеют самую низкую прочность, но они поддаются формованию и сварке. Сплавы Альфа плюс бета обладают высокой прочностью. Сплавы, близкие к альфа, имеют среднюю прочность, но обладают хорошим сопротивлением ползучести. Бета-фазные сплавы обладают самой высокой прочностью среди всех титановых сплавов, но им также не хватает пластичности.
Есть разница между странами по применению титана. В то время как на авиакосмическую промышленность приходится половина спроса на титан в США, Европе и России, промышленные применения, особенно на химических заводах, преобладают в Азии.Эти дифференцированные рынки останутся основными драйверами спроса, обусловившими рост на 4,6% в год (в прошлом году) до 2018 года.

Авиакосмическая промышленность является крупнейшим потребителем титановой продукции. Это полезный материал для этой промышленности из-за его высокого отношения прочности к весу и высокотемпературных свойств. Титан обычно используется для изготовления деталей и креплений самолетов. Эти же свойства делают титан полезным для производства газотурбинных двигателей, а также для других деталей, таких как лопатки компрессора, кожухи, кожухи двигателя и тепловые экраны.
Расширение использования титана на аэрокосмическом рынке можно объяснить несколькими факторами, в том числе спросом на новые конструкции самолетов с увеличенным содержанием углепластика (полимера [или пластика], армированного углеродным волокном). Титан имеет такую же степень теплового расширения, что и многие популярные композитные материалы, поэтому он пользуется большим спросом в качестве композитного материала интерфейса.
По оценкам, в новом Boeing 787 Dreamliner используется 15 процентов титана по весу, что на 5 процентов больше, чем в стали, и он, несомненно, является образцом растущего использования титана в производстве коммерческих самолетов. Более широкое использование титана в этом самолете напрямую связано с использованием композитных компонентов на основе совместимости материалов. Рост количества композитных материалов в дизайне, производстве и использовании является убедительным показателем дополнительного увеличения производства титановых деталей.
Текущие отраслевые прогнозы на титан указывают на 40-процентное увеличение спроса к 2015 году. Предвидя этот рост, многие крупные производители титана объявили о планах увеличения своих производственных мощностей.
Военный самолет
Титан уже почти 60 лет используется в самолетах, особенно в военных самолетах. Сорок два процента веса конструкции Lockheed Martin F22 Raptor, поступившего на вооружение в США в конце 2005 года, составляет титан. И даже в 60-х годах около 93 процентов конструкционной массы Lockheed SR-71 Blackbird состояло из титановых сплавов. Он также используется в самолетах Lockheed Martin JSF (по весу составляет около трети всех самолетов) и в коммерческих авиалайнерах Airbus A350 и A380.
Невозможно переоценить важность титана в аэрокосмической промышленности. Согласно последним данным Геологической службы США, в 2012 году около 72 процентов металлического титана, потребляемого в США, использовалось в аэрокосмической сфере, а остальные 28 процентов использовались в «броне, химической обработке, судостроении, медицине, производстве электроэнергии. , спортивные товары и другие приложения, не относящиеся к аэрокосмической сфере ».
В глобальном масштабе, как сообщает английский исследовательский дом Roskill Information Services в обзоре своего предстоящего отчета о металле («Металл титана: обзор рынка до 2018 года»), с увеличением использования композитов, в частности углеродосовместимых армированных полимеров (CFRP). ) в производстве больших пассажирских самолетов: «Положение титана как ключевого материала в аэрокосмической промышленности гарантировано и продолжает расти.”

Люди развиваются, используя ресурсы океана, поскольку технологии позволяют нам это делать, а земельные ресурсы истощаются. Титан привлекателен для применения в океанской инженерии из-за его превосходной коррозионной стойкости. Поэтому многие изделия из титана применялись для опреснения морской воды, а также для судов и исследования ресурсов океана.
Еще в 1960-х годах Китай начал проводить прикладные исследования использования титана в сосудах.С большим трудом была создана звуковая система из титана судового качества. Титан обладает уникальными преимуществами при применении на судах и в морской промышленности. В подводных лодках, бативудах, атомных ледоколах, судах на подводных крыльях, судах на воздушной подушке, тральщиках и гребных винтах есть титан.
Хотя в Китае есть надежная система для титана судового качества, а количество титана, используемого на судах, растет, многие ключевые технологии еще не освоены из-за отсутствия сотрудничества между исследовательскими организациями, исследовательскими институтами материалов и судовыми компаниями.
В России потребление титана на судах достигло 15-20%, а это означает, что рынок титана будет резко увеличиваться, достигнув рыночной стоимости в сотни миллиардов долларов. Следующим потенциальным рынком для титана будет разведка и разработка нефти. Всего на одну морскую буровую платформу требуется 1500–2000 тонн титана. Китай планирует построить 70 платформ в ближайшие 3-5 лет, а потребление титана достигнет 140 тысяч тонн. Кроме того, Китай остро нуждается в опреснительных установках и прибрежных электростанциях, и если удастся добиться снижения затрат и улучшения качества, перспективы рынка титана будут очень радужными.

Список преимуществ титана обширен. Это делает его невероятно полезным для множества различных отраслей, включая автомобильную, аэрокосмическую и архитектурную. Но поскольку титан устойчив к коррозии, биосовместим и обладает врожденной способностью соединяться с человеческими костями, он также стал одним из основных продуктов в области медицины. От хирургических титановых инструментов до ортопедических титановых стержней, штифтов и пластин, медицинский и стоматологический титан действительно стал основным материалом, используемым в медицине.
Общие применения титана в медицинской промышленности:
• Тазобедренные и коленные суставы
• Костные винты
• Костные пластины
• Зубные имплантаты
• Хирургические аппараты
• Чехлы для кардиостимуляторов
• Оправы для очков
• Сердечные клапаны
• Фармацевтическое оборудование
• Инвалидные коляски
Ожидается, что использование титана в биомедицинской промышленности будет только расти в ближайшие годы.С учетом того, что демография бэби-бумеров продолжает стареть, а наша индустрия здравоохранения подталкивает людей к более активной жизни, вполне логично, что медицинская промышленность будет продолжать исследовать новые и инновационные способы использования этого популярного металлического сплава. А поскольку реформа здравоохранения является серьезной проблемой в настоящее время, рентабельность титана делает его еще более привлекательным для тех, кто хочет сократить расходы на здравоохранение.

В автомобилестроении титан впервые нашел применение в деталях двигателей гоночных автомобилей в начале 1980-х годов.С тех пор спектр применения титана расширился, включив его применение в глушителях суперкоротких байков и ограниченных моделях высокопроизводительных автомобилей.
Благодаря своей высокой прочности и низкой плотности в сочетании с виртуальной устойчивостью к коррозии в автомобильной среде, титан предлагает множество преимуществ для использования в автомобилях. Однако, несмотря на свои преимущества, титан еще не нашел широкого применения, поскольку автомобильная промышленность очень чувствительна к ценам.Стоимость титана относительно выше, чем у стали или алюминиевых сплавов. Однако в некоторых областях применения титан вызывает большой интерес.
Производимые компоненты легковых автомобилей, для которых можно было бы извлечь выгоду из использования титана, включают клапаны двигателей, шатуны и держатели клапанных пружин, а также клапанные пружины. Однако до недавнего времени использование титана в семейных автомобилях не продвигалось дальше стадии прототипирования из-за высокой стоимости титана по сравнению с конкурирующими материалами.Чтобы использовать титан в крупносерийном производстве, необходимо преодолеть два основных препятствия.

Согласно исследованию, в Китае титан в основном используется в химической промышленности, такой как теплообменник (57%), титановый анод (20%), титановый контейнер (16%) и другие (7%). В химической промышленности основными потребителями титана являются хлорщелочи и карбонат натрия.

Дистрибьюторы из титана быстро находят более широкое применение титановым трубкам в товарах для отдыха, включая спортивное оборудование, такое как велосипеды, клюшки для гольфа и теннисные ракетки.Лист и проволока из титана в настоящее время являются привлекательной альтернативой другим специальным металлам, используемым в ювелирной промышленности, особенно в свадебных украшениях.
В 2008 году потребление титана для изготовления спортивного инвентаря составило 13% от общего объема потребления в Китае, при этом одни только головки для гольфа и клюшки для гольфа потребили более 1000 тонн. Велосипеды, изготовленные с рамой из титанового сплава, также приобретают популярность, и в настоящее время в области титановых велосипедов работает около 50 компаний. В течение долгого времени США были крупнейшим производителем и потребителем титановых велосипедов.Оправы для очков — еще одно известное применение титана из-за его необычайной легкости и меньшей склонности к аллергии на кожу. Кроме того, после анодной обработки титан может быть цветным, что делает его еще более популярным в качестве материала оправы.
Благодаря постоянно развивающимся технологиям, применение титана в повседневной жизни быстро расширяется, но, тем не менее, Америка и Япония остаются лидерами в этой области.

Металлический титан и пигмент TiO2 — два основных продукта, производимых из минералов титана, и от них зависят крупные отрасли промышленности. Первым по объему производства является микрокристаллический TiO2 для белого пигмента. Из-за чрезвычайно высокого показателя преломления TiO2 в виде рутила (от 2,6 до 2,9 или выше, чем у алмаза), это основной непрозрачный пигмент, используемый в красках и других продуктах, таких как пластмассы и бумага, не только для белого цвета, но и для целого ряда цветов. Пигмент диоксида титана обычно составляет более 20 процентов от веса некоторых красок. Пигментная промышленность потребляет более 90 процентов всех добываемых минералов титана.
Продукт, занимающий второе место по объему, хотя, возможно, и не по важности, — это металлический титан. Высокое отношение прочности к весу, устойчивость к коррозии и высоким температурам металлического титана и сплавов на его основе делают их важными ингредиентами во многих отраслях промышленности. Наиболее важным является авиастроение, где использование титана росло более 30 лет до такой степени, что нынешнее поколение коммерческих авиалайнеров может содержать 30 процентов титана по весу. Другой тенденцией последнего времени стала диверсификация использования металлического титана в других отраслях. Многие отрасли промышленности используют преимущества коррозионной стойкости титана, например, в теплообменниках и опреснительных установках.
1. Титановая губка
2. Пигмент диоксид титана

О нас Связаться с нами
Metalpedia — это некоммерческий веб-сайт, цель которого — расширить знания о металлах и предоставить пользователям обширную справочную базу данных.Он в максимальной степени предоставляет пользователям достоверную информацию и знания. Если есть какое-либо нарушение авторских прав, пожалуйста, сообщите нам через нашу контактную информацию, чтобы незамедлительно удалить такой контент, нарушающий авторские права.

6 основных применений титана

Просмотры сообщений: 5730

Титан является важным тугоплавким металлом . Титановый сплав обладает характеристиками низкой плотности, высокой удельной прочности, хорошей коррозионной стойкости, низкой теплопроводности, нетоксичности и немагнитности, свариваемости, хорошей биосовместимости и прочной отделки поверхности. Многие страны мира признали важность материалов из титановых сплавов. В этой статье мы рассмотрим 6 основных применений титана.

Использование титана

1. Использование титана в аэрокосмической области

В западных странах, таких как США, 60% титановых материалов используются в аэрокосмической области.Однако в связи с быстрым развитием азиатской авиакосмической отрасли в последние годы потребление титана в аэрокосмической области соответственно возрастет. С глобальной точки зрения авиационная промышленность играет решающую роль на рынке титана.

В 2011 году мировое производство титана достигло 148 000 тонн, из них около 64 тысяч тонн титана для коммерческой авиации. В будущем глобальный экономический рост по-прежнему будет иметь огромный спрос на воздушный транспорт. По оценкам, потребность в новых самолетах в ближайшие 20 лет составит около 30 000 человек.

Использование титана

В то же время спрос на титан в новых самолетах выше, чем в старых самолетах. Ожидается, что средний спрос на титан для коммерческих самолетов достигнет 40 тонн на самолет в течение 20 лет. Исходя из этого расчета, мировой спрос на титан в секторе коммерческой авиации в ближайшие 20 лет составит около 1,2 миллиона тонн.

Кроме того, в связи с глобальной геополитической ситуацией, глобальные военные расходы различных стран увеличились, и ожидается, что новый спрос на титан также появится в области военной авиации.

2. Использование титана в автомобильной промышленности

Снижение расхода топлива и выбросов вредных газов стало одной из основных движущих сил и направлений технического прогресса в автомобильной промышленности. Исследования показывают, что на каждые 10% уменьшения массы автомобиля расход топлива можно сэкономить на 8-10%, а выбросы выхлопных газов — на 10%.

Что касается вождения, характеристики ускорения улучшаются после облегчения транспортного средства, а также улучшаются устойчивость управления транспортным средством, шум и вибрация.С точки зрения безопасности при столкновении, после облегчения автомобиля инерция во время столкновения мала и тормозной путь сокращается.

Использование титана

Предпочтительный способ уменьшить вес автомобилей — заменить традиционные автомобильные материалы, такие как сталь, высокопрочными легкими материалами, такими как алюминий , магний и титан.

3. Использование титана в медицинской промышленности

Титан находит широкое применение в медицине.Титан близок к человеческим костям, имеет хорошую биосовместимость с тканями человека и не имеет побочных токсических эффектов. Человеческие имплантаты — это особые функциональные материалы, которые тесно связаны с жизнью и здоровьем человека.

По сравнению с другими металлическими материалами, преимущества использования титана и титановых сплавов в основном следующие: легкий вес, низкий модуль упругости, немагнитность, нетоксичность, коррозионная стойкость, высокая прочность и хорошая ударная вязкость.

Использование титана

Количество титанового сплава в хирургических имплантатах увеличивается на 5-7% в год.Сотни металлических деталей из титана и сплавов титана , таких как головка бедра, тазобедренный сустав, плечевая кость, череп, коленный сустав, локтевой сустав, плечевой сустав, пястно-фаланговый сустав, крепежные винты и т. Д., Были трансплантированы в человеческое тело. и добился хорошего эффекта.

4. Использование титана в химической промышленности

Титан обладает отличной коррозионной стойкостью и широко используется во многих отраслях народного хозяйства. В частности, в химическом производстве титан используется вместо нержавеющей стали, сплавов на основе никеля и других редких металлов в качестве коррозионно-стойких материалов.

Это имеет большое значение для увеличения производства, улучшения качества продукции, продления срока службы оборудования, снижения потребления, снижения энергопотребления, снижения затрат, предотвращения загрязнения, улучшения условий труда и повышения производительности труда.

Титан стал одним из основных антикоррозионных материалов в химическом оборудовании и подтвердил свой статус коррозионной стойкости в химическом оборудовании. Как идеальный материал для химического оборудования, титан также привлекает все больше внимания технических специалистов.

Использование титана

После многих лет продвижения на рынок титан и его сплавы широко используются в химическом производстве как превосходный коррозионно-стойкий конструкционный материал. В настоящее время применение титанового оборудования расширилось от производства кальцинированной соды и каустической соды до хлората, хлорида аммония, мочевины, органического синтеза, красителей, неорганических солей, пестицидов, синтетических волокон, удобрений и тонкой химической промышленности.

5. Использование титана в морской технике

В связи с развитием науки и техники и истощением ресурсов суши в повестку дня были включены вопросы человеческого развития и использования океана.

Титан обладает превосходной коррозионной стойкостью к морской воде и широко используется в опреснении морской воды, на судах, разработке морской тепловой энергии и подводной добыче ресурсов.

Использование титана

Благодаря характеристикам титана и титановых сплавов они обладают уникальными преимуществами при применении на кораблях и морском оборудовании, поэтому они широко используются в атомных подводных лодках, глубоководных аппаратах, атомных ледоколах, судах на подводных крыльях, судах на воздушной подушке, тральщиках и гребных винтах, морской воде. трубопроводы, конденсаторы, теплообменники и др.

6. Использование титана в повседневной жизни

Титан используется в спортивных товарах из-за его легкости и высокой прочности. Использование титана постепенно расширилось от самых ранних теннисных ракеток и ракеток для бадминтона до головок для гольфа, клюшек и гоночных автомобилей.

Велосипедные рамы из титановых сплавов также очень популярны. В настоящее время насчитывается около 50 компаний, производящих титановые велосипеды. Соединенные Штаты уже давно являются крупнейшим производителем и потребителем титановых велосипедов.

Использование титана

Легкий титан также используется в оправе для очков, а титан не вызывает аллергии на кожу, а поверхность титана может иметь яркие цвета после анодирования, поэтому его используют в оправе с начала 1980-х годов.

Заключение

Спасибо, что прочитали наши статьи, и надеемся, что вам понравилось. Если вы хотите узнать больше об использовании титана и других тугоплавких металлов , вы можете посетить Advanced Refractory Metals для получения дополнительной информации. Мы предоставляем нашим клиентам высококачественную продукцию из титана и других тугоплавких металлов по очень конкурентоспособной цене.

применений металлического титана и диоксида титана

Разведывательный самолет ЦРУ А-12: Фотография сверхзвукового разведывательного самолета ЦРУ А-12 под названием «Титановый гусь», готовящегося к дозаправке на большой высоте. Название вполне уместно, ведь многие детали сделаны из титана. Изображение Центрального разведывательного управления.

Что такое титан?

Титан — это прочный, устойчивый к коррозии и инертный серебристый металл.Это девятый по содержанию элемент в земной коре. Вместо того, чтобы встречаться в крупных месторождениях, небольшие количества титана встречаются почти в каждой породе.

Титан — важный компонент небольшого числа минералов. Около 90% титана в земной коре содержится в ильмените, минерале, о котором большинство людей никогда не слышали. Это оксид железа-титана с химическим составом FeTiO ₃. Остальная часть приповерхностного титана Земли состоит из таких минералов, как анатаз, брукит, лейкоксен, перовскит, рутил и сфен.

Нитинол 60: Нитинол 60 — это сплав, содержащий 60 процентов никеля и 40 процентов титана. Обычно для изготовления подшипников используется нержавеющая сталь, потому что она твердая, но нержавеющая сталь подвержена коррозии. Нитинол 60 решил проблему коррозии без потери прочности и не вступал в реакцию со смазочными материалами подшипников. Изображение НАСА.

Использование металлического титана

Титан — знакомый металл. Многие знают, что он используется в украшениях, протезах, теннисных ракетках, вратарских масках, ножницах, велосипедных рамах, хирургических инструментах, мобильных телефонах и других высокопроизводительных продуктах.Титан прочен, как сталь, но весит примерно вдвое меньше. Он вдвое прочнее алюминия, но лишь примерно на 60% тяжелее.

Титан в сочетании с железом, алюминием, ванадием, никелем, молибденом и другими металлами дает сплавы с высокими эксплуатационными характеристиками. Для реактивных двигателей, космических кораблей, военной техники, подшипников, бронежилетов и других высокотехнологичных продуктов требуются детали, изготовленные из этих сплавов.

Титан Детали самолетов: Металлический титан и его сплавы обеспечивают высокопрочные, легкие, устойчивые к коррозии детали для авиационных двигателей, органов управления и структурных компонентов.У этого NASA F-16XL есть титановая перчатка для исследования ламинарного потока, закрывающая часть его левого крыла. Изображение НАСА, сделанное Джимом Россом.

Белая краска: Большая часть используемых сегодня белых красок содержит диоксид титана в качестве пигмента. Это придает краске стойкий яркий белый цвет, непрозрачность, которую можно покрыть одним слоем, и яркость, отражающую свет. Когда краска высыхает, на стене остается минеральное покрытие из диоксида титана. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / Okea.

Что такое диоксид титана?

Диоксид титана — это яркий, белый, непрозрачный материал с химическим составом TiO ₂. Его получают путем окисления ильменита или других минералов титана при высоких температурах. Затем его измельчают до мелкого порошка, необходимого для его множества применений.

Примерно в десять раз больше титана используется в форме диоксида титана по сравнению с металлическим титаном. Большинство людей никогда не слышали об использовании титана в такой форме.Это связано с тем, что диоксид титана является ингредиентом продуктов, а не основным материалом.

Полировальные пасты: Порошок диоксида титана тщательно классифицируется по размеру частиц и продается как полироль для гранильных и металлических работ. На фотографии изображена только что открытая бочка каменного стакана с густой белой пеной лака.

Использование диоксида титана

Чаще всего титан используется в качестве отбеливающего, осветляющего и матирующего средства.Высококачественные белые краски обычно содержат значительное количество диоксида титана, пигмент которого имеет название «титановый белила». Диоксид титана увеличивает белизну и отражательную способность краски. Когда вы входите в комнату и включаете свет, краска обладает высокой отражающей способностью и делает комнату ярче, потому что от окрашенных поверхностей отражается больше света. Двуокись титана также увеличивает непрозрачность краски, позволяя во многих ситуациях одним слоем покрыть то, что находится ниже.

В течение почти 2000 лет «свинцово-белила» были важным пигментом, используемым в белых красках.В 1904 году производитель красок Sherwin-Williams сообщил об опасности красок, содержащих свинцовый пигмент. С этого времени производители красок начали отходить от свинцовых пигментов, и титановый пигмент стал наиболее подходящей заменой. Сегодня большая часть производимых белых красок содержит пигмент диоксида титана.

Диоксид титана вдавливается в волокна высококачественной бумаги для улучшения их белизны, яркости и текстуры. Его добавляют в обезжиренное молоко, чтобы улучшить его белизну и непрозрачность. По той же причине его добавляют в зубную пасту, резину, пластмассы, косметику, солнцезащитный крем и многие продукты питания. Это материалы, которые использует почти каждый человек на Земле почти каждый день. Мало кто осознает ту роль, которую играет в них титан. Его можно использовать в пищевых продуктах, косметике и других продуктах, потребляемых людьми, потому что он инертен.

Порошок диоксида титана также сортируется по размеру частиц для использования в качестве полировальной пасты. Он используется для полировки драгоценных камней, металлов и других материалов.Часто он менее эффективен, чем другие полироли, но когда он эффективен, он может обеспечить экономию средств.

Heavy Mineral Sand: При раскопке на мелководье Фолли-Бич, Южная Каролина, обнажаются тонкие слои тяжелых минеральных песков. Большая часть добываемого сегодня ильменита происходит из песков с высоким содержанием минералов. Фотография Карлтона Берна, Геологическая служба США.

Откуда берется титан?

Большая часть титана в мире производится путем добычи тяжелых минеральных песков. Эти пески образуются по градиенту от обнаженных масс магматических пород, таких как габбро, норит и анортозит. Эти породы содержат титансодержащие минералы, такие как ильменит, анатаз, брукит, лейкоксен, перовскит, рутил и сфен.

Когда эти породы разрушаются в результате выветривания, минералы титана оказываются одними из самых устойчивых. Они концентрируются в результате выветривания и переносятся вниз по течению в виде песчинок и ила. В конце концов, они оседают в виде песка вдоль береговой линии континента.Здесь их обычно выкапывают или добывают. Добыча также происходит во внутренних районах, где титановые минералы откладывались в периоды, когда уровень моря был выше, чем мы знаем сегодня.

Эти тяжелые минеральные пески могут содержать несколько процентов по весу ильменита и других минералов титана. После добычи песок поступает на обогатительную фабрику, которая извлекает титансодержащие минералы. Одновременно могут быть извлечены другие ценные минералы. Затем их перерабатывают или продают для производства металлического титана или диоксида титана. Затем песок возвращается в то место, где он был добыт, и восстанавливается пляж.

Титан в отложениях и почвах ручьев: Карта, показывающая содержание титана в форме диоксида титана в отложениях и почвах ручьев на востоке США. По данным Геологической службы США, в богатой титаном зоне, соответствующей физиографической провинции Вирджиния Блю-Ридж, значения диоксида титана превышают 3% по весу.

Производство титана в США

Соединенные Штаты используют больше минералов титана, чем производят в настоящее время, что делает их нетто-импортером титана.Небольшие дноуглубительные работы проводились у атлантического побережья Флориды. Здесь отложения береговой линии выкапываются и обрабатываются для удаления тяжелых минеральных песков. Ильменит является основным титансодержащим минералом, извлекаемым в результате этой деятельности.

Добыча на суше ведется во многих местах Вирджинии. Здесь ильменитсодержащее тело анортозита в физико-географической провинции Голубой хребет подверглось эрозии. Отложения, образовавшиеся в результате этой эрозии, могут локально содержать несколько процентов тяжелых минералов по весу, при этом ильменит является основным минералом, содержащим титан.Эти месторождения были раскопаны и переработаны для удаления тяжелых минералов. Район, где происходит эта добыча, соответствует богатым титаном отложениям и почвам, отобранным, проанализированным и нанесенным на карту Национальной геохимической службой (см. Сопроводительную карту).

Для удовлетворения своих потребностей в титане Соединенные Штаты импортируют титановые минеральные концентраты. Ведущие производители титана: Австралия, Канада, Китай, Япония, Кения, Мадагаскар, Мозамбик, Норвегия, Россия, Саудовская Аравия, Сенегал, Сьерра-Леоне и Южная Африка.

Найдите другие темы на Geology.com:

Скалы: Галереи фотографий вулканических, осадочных и метаморфических пород с описаниями.

Минералы: Информация о рудных минералах, драгоценных камнях и породообразующих минералах.

Вулканы: Статьи о вулканах, вулканических опасностях и извержениях прошлого и настоящего.

Драгоценные камни: Яркие изображения и статьи об алмазах и цветных камнях.

Общая геология: Статьи о гейзерах, маарах, дельтах, перекатах, соляных куполах, воде и многом другом!

Магазин геологии: Молотки, полевые сумки, ручные линзы, карты, книги, кирки твердости, золотые кастрюли.

Алмазы: Узнайте о свойствах алмаза, его разнообразных применениях и открытиях.