Свойства и применение титана

Титан относится к группе легких тугоплавких металлов. В таблице Менделеева элемент занимает номер 22 в 4-м периоде в группе IV. Температура плавления – 1668 градусов. Плотность – 4,505 г/cм3. По внешнему виду титан похож на сталь. Цвет – бело-серебристый. Механическая прочность в 2 раза превышает показатели железа и в 6 раз – алюминия.
В промышленности и производстве используются два вида титана с одинаковым химическим составом, но разными свойствами и структурами (низкотемпературный альфа-титан и высокотемпературный бета-титан). Металл применяется в отраслях, где важны высокие механические характеристики в совокупности с массой изделий.

Разновидности титановых сплавов

В промышленности используются различные марки титана, которые отличаются видом и объемом примесей в сплаве. В качестве легирующих элементов используются железо, цирконий, олово, кремний, хром, марганец, молибден, ванадий, алюминий.

  • Технический титан – ВТ1-00св (сварочная проволока), ВТ1-00, ВТ1-0 (трубы, прутки, плиты, листы), ВТ-0.
  • ВТ5 (содержание алюминия – 5%). Изделия – листы, трубы, проволока, круги, пруток. Обработка – штамповка, сварка, прокатка, ковка.
  • ВТ5-1 (содержание алюминия – 5%, олова – 3%). Обработка производится в температурном режиме от минусовых показателей до +450 градусов. Изделия – профили, поковки, листы, трубы, проволока.
  • ОТ4-1, ОТ-4 (примеси марганца и алюминия). Обработка – сварка, гибка, штамповка. Изделия – трубы, профили, круги, полосы, ленты, листы, плиты.
  • ПТ3В (включения алюминия и ванадия).
  • ВТ20 (упроченная разновидность ВТ5-1). Включения ванадия, молибдена, циркония, алюминия. Изделия – листы.
  • ВТ3-1. Обработка – изотермический отжиг. Изделия – штамповка, поковка, плита, профиль, пруток.

Свойства и применение титана

Металл характеризует низкая теплопроводность (в 4 раз меньше железа и в 16 раз – алюминия). У титана низкие параметры пластичности за счет активного поглощения водорода, азота и кислорода. Показатели механической прочности сохраняются при высокой температуре. На поверхности образуются тонкие оксидные пленки до 15 мкм, что усиливает антикоррозийную устойчивость. Параметры удельной прочности некоторых сплавов титана (более 35) в 2 раза превышают эти параметры легированной стали.
Сфера применения титана напрямую связана с характерными свойствами:

  • За счет значительной сопротивляемости коррозийным процессам титан используется в химической отрасли и судостроении.
  • Биологическая безвредность позволяет применять титановые сплавы в хирургических целях и пищевой отрасли.
  • За счет низкой плотности из титана производятся изделия с уменьшенной массой.

Применение титановых сплавов

  • Морское судостроение. Применение в качестве раскислителя и легирующей добавки к стали. Производство гребных винтов, обшивок торпед, подводных лодок и кораблей.
  • Автомобилестроение. Использование в качестве конструкционного материала.
  • Авиастроение и ракетостроение. Производство обшивок, агрегатов, элементов шасси, силовых наборов, крепежных элементов. Изготовление направляющих, лопаток и дисков компрессоров, элементы воздухозаборных устройств. Использование титана в производстве реактивных двигателей летательных аппаратов позволяет снизить вес узла (до 25 процентов массы).
  • Изготовление сеток электровакуумного оборудования.
  • Производство арматуры, химических реакторов, насосной техники, труб, емкостей.

Высокая стоимость производства из титана является некоторым препятствием для расширения сферы применения металла.