Роль металу

Титан(Ti) — перехідний метал у групі 4 (підгрупа титану) періоду 4 Періодичної таблиці з символом Ti, атомним номером 22 і відносною атомною масою 47,867. Титан — твердий, блискучий, сріблясто--білий метал, який існує в гексагональній та кубічній фазах. Він має відносну щільність 4,506, температуру плавлення 1668 градусів і температуру кипіння 3287 градусів. Його питомий опір становить 42 × 10⁻⁸ Ом·м (при 20 градусах). У природі зустрічається переважно у вигляді рутилу, перовскіту та ільменіту. Губчастий титан отримують шляхом відновлення тетрахлориду титану магнієм при високих температурах, а титанові злитки потім отримують шляхом плавлення губки за допомогою електродугового методу.

Титан має виняткові властивості, які зумовили його широке використання. Його основні сфери застосування включають: аерокосмічну, суднобудівну, хімічну та нафтохімічну промисловість, транспорт, оборону, морську промисловість, виробництво електроенергії, будівництво, металургію, медичне обладнання, спортивне обладнання, споживчі товари та легку промисловість.

Чистий титан рідко використовується в практичних цілях через його низьку міцність, що робить його непридатним як конструкційний матеріал. Тому титанові сплави використовуються переважно в практичних цілях. Рідкий титан може розчиняти майже всі метали, тому він може утворювати сплави з різними металами; алюміній є основним легуючим елементом в титанових сплавах. Наявність домішок в титані істотно впливає на його механічні властивості; зокрема, інтерстиціальні домішки (кисень, азот і вуглець) можуть значно підвищити міцність титану при значному зниженні його пластичності. Чудові механічні властивості титанових сплавів як конструкційних матеріалів досягаються шляхом суворого контролю відповідних рівнів домішок або додавання легуючих елементів.

Титанові сплави можна класифікувати за застосуванням на жаростійкі-сплави, високо-міцні сплави, корозійно-стійкі сплави (такі як титан-молібден і титан-паладієві сплави), низько-температурні сплави та сплави-спеціального призначення (такі як титан-залізо-водневі матеріали та титан-нікелеві сплави з пам’яттю форми).

Процес плавлення титанових сплавів подібний до титанових, за винятком того, що додавання різних легуючих елементів до розплавленого титану ретельно контролюється. В даний час західні країни, такі як Сполучені Штати і Японія, використовують нові технології виплавки титанового сплаву, включаючи електронопроменеві печі з холодним подом і плазмові печі з холодним подом. Електронно-променеві печі з холодним подом успішно застосовуються для плавки чистого титану та сплавів GR5, тоді як технологія плазмового променя є найефективнішим методом для плавлення титанових сплавів зі складним складом. Росія розробила технологію плавки, подібну до печі з холодним подом, відому як "корка-шлак-витратний матеріал-плавка електродів." Крім того, за останні роки технологія холодного{9}}плавлення в тиглях досягла значного прогресу. У поєднанні з процесом відцентрового лиття для точного лиття титанових виливків зараз виготовляється холодна-плавильна піч другого{11}}покоління. Ця піч значно збільшить продуктивність плавлення, скоротить час плавлення, дозволить повністю призупинити плавлення та усуне утворення металевої кірки.

Іншим ключовим фактором, що обмежує широке використання титанових сплавів, є те, що їх низька теплопровідність, висока твердість, низький модуль пружності та хімічна реакційна здатність при високих температурах ускладнюють їх механічну обробку, кування та зварювання. Технічні проблеми, пов’язані з нікелевими та титановими сплавами-і пов’язані з цим високі витрати-утрудняють їх використання у великих масштабах; однак їх спектр чудових властивостей просто занадто привабливий для підвищення ефективності зброї та військової техніки.

Зростання використання титанових сплавів в аерокосмічному секторі пояснюється не лише їхніми притаманними відмінними властивостями, але, що більш важливо, швидким прогресом у технологіях точного формування. Поява технології точного лиття великих, монолітних і складних компонентів із титанового сплаву відкрила нові шляхи для розширення використання титанових сплавів у фюзеляжах і авіаційних двигунах літаків. У F-22 широко використовуються прецизійні-компоненти з титанового сплаву (загалом 54) у корпусі приводу керма вертикального хвоста та інших критичних несучих зонах, що становить приблизно 7,1% від загальної маси конструкції.

Titanium metal Titanium Sheet factory