Сплав титана: Титан. Свойства, применение, марки, химический состав. Сплавы титана

alexxlab | 02.07.1984 | 0 | Разное

Содержание

Титановые сплавы в медицине TI-4 и TI-6 Ti-4 Ti-6 (Ti6Al4V)

Титановые сплавы TI6AL4V и Ti6Al4V ELI в медицине

Титановые сплавы TI6AL4V и Ti6Al4V ELI в медицине

В 1951 году Levanthal G.C. в своей работе “Titanium: a metalforsurgery” [2]  выделил титановый сплав Ti-4 Ti-6 (Ti6Al4V), как прекрасный металл для целей и задач восстановительной хирургии и ортопедии. Он считал, что у основанных на титане сплавов есть превосходные свойства для естественной биологической фиксации протезов. У данного титанового сплава, наряду с высоким уровнем биологической совместимости и отсутствием коррозии, показатель модуля эластичности близок к модулю эластичности костной ткани человека. Но из-за недостаточной прочности изделий из чистого титана были разработаны титановые сплавы с использованием легирующих добавок, повышающих модуль упругости конечного изделия, использующегося в медицине.

Титановые сплавы TI6AL4V и Ti6Al4V ELI (ExtraLowInterstitial — супер чистый) это сплавы, сделанные с добавлением 6% алюминия и 4% ванадия. Они являются наиболее распространенными типами титана, используемого в медицине. Из-за высокой биосовместимости с человеческим телом эти сплавы титана обычно используются в медицинских процедурах, а также при пирсинге. Также TI6AL4V и Ti6Al4V ELI, известные как Grade 5 и Grade 23, являются самыми часто используемыми в медицинских целях типами титановых сплавов в США. Эти титановые сплавы за счёт своей более высокой прочности относительно других титановых сплавов типа Grade 1,2,3 и 4 обладают лучшими  характеристиками и отличаются большим сопротивлением к перелому. Это обуславливает их использование в качестве основы зубных (стоматологических или дентальных) имплантатов.[3]

Титановый сплав Ti6Al4V ELI (ExtraLowInterstitial — супер чистый)  усиленная и более чистая версия сплава TI6AL4V. Это идеальный вариант, когда от титанового сплава нужно получить высокую прочность, отсутствие коррозии, прекрасную биосовместимость и небольшой вес. Он значительно более устойчив к такому явлению,  как усталость металла, в сравнении с другими титановыми сплавами. Совокупность данных качеств сделали сплав Ti6Al4V ELI (Grade 23) одним из наиболее востребованных сплавов в медицине и стоматологии, в том числе и дентальной имплантологии.

В настоящее время титановые сплавы являются наиболее часто используемыми металлическими материалами в биомедицинских процедурах. Как правило, их используют для имплантации в целях замещения или восстановления утраченных твердых тканей. Титановый сплав TI6AL4V долгое время является основным медицинским сплавом для производства таких изделий, как искусственные коленные суставы, суставные головки, костные пластины, винты для фиксации костных тканей, протезы сердечного клапана и кардио-стимуляторы.

Механические свойства титановых сплавов

СвойствоTiGrade 4Ti 6Al4V
(Grade 5)
Ti 6Al4V ELI
(Grade 23)
Предел прочности на растяжение (МПа)550860860
Деформация, растяжение(%)151010
Модуль упругости (ГПа)103-107114-120115-120

 

Список использованной литературы:

  1. ASTM F136 «Standard Specification for Wrought Titanium 6AL-4VELi Alloy for Surgical Implant».
  2. Levanthal GC. Titanium: a metal for surgery. J BoneJointSurg. 1951. 33:473.
  3. Craig Schank . Titanium: The medical metal of choice. November 2012. 2.
  4. Arturo Corces, MD; Metallic Alloys. March 2015.

в России разработаны новые титановые сплавы для специальной морской техники и оборудования — РТ на русском

Российские учёные создали особые титановые сплавы различной прочности для использования в качестве конструкционного материала для морских буровых и добывающих платформ, а также трубопроводных систем. Исследователи отмечают, что применение титана вместо нержавеющей стали требует больше первоначальных затрат, но компенсируется сокращением эксплуатационных расходов. Для оборудования специальной морской техники созданы два сплава на основе титана и алюминия с включением молибдена или ванадия, а для эксплуатации в более агрессивных средах и при повышенных температурах специалисты дополнили эти композиции микродобавками палладия и рутения.

Учёные НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей» разработали серию титановых сплавов различной категории прочности для производства морской техники и оборудования. По замыслу разработчиков, такие материалы надёжнее и долговечнее, а потому в перспективе выгоднее используемых в настоящее время аналогов. Об этом RT сообщили в пресс-службе Курчатовского института.

По словам специалистов, новые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью, что выгодно отличает их от широко применяемой в морских конструкциях нержавеющей стали. Так, гарантированный срок эксплуатации новых титановых материалов в условиях морской воды составляет не менее 50 лет, что делает их подходящими для сооружения морских буровых и добывающих платформ, а также трубопроводных систем.

«Применение титана вместо нержавеющей стали требует больших первоначальных затрат, однако это полностью компенсируется сокращением эксплуатационных расходов. Убытки от аварий и ремонтных работ несопоставимы с кажущейся экономией при использовании дешёвых материалов. Поэтому выбор титана на стадии проектирования — залог безопасной и надёжной работы оборудования в течение всего срока эксплуатации», — пояснила в беседе с RT старший научный сотрудник НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей» Ирина Козлова.

Особенность разработки в том, что она представляет собой целую серию титановых сплавов, из которых в зависимости от условий эксплуатации можно подобрать наиболее подходящий, отмечают учёные.

Для оборудования офшорной техники (офшорный флот выполняет различные специальные работы в Мировом океане) самыми перспективными считаются два сплава на основе титана и алюминия с добавкой молибдена или ванадия. При этом для эксплуатации в более агрессивных средах и при повышенных температурах специалисты дополнили эти композиции микродобавками палладия или рутения.

Также по теме

«Фантастически интересные свойства»: российский учёный о новых материалах и технологиях

Человечество обязательно перейдёт к новому технологическому укладу, в котором значительную роль будет играть контролируемый синтез…

Разработка коллектива рассчитана на значительный экономический эффект, так как новые титановые сплавы весьма перспективны для изготовления оборудования по добыче нефти на шельфе, где необходимы коррозионная стойкость и стойкость к высоким циклическим нагрузкам.

К преимуществам титана относятся уникальная устойчивость к разрушению в среде сероводорода, при повышенных концентрациях хлорид-иона, а также при воздействии микроорганизмов, напоминают учёные. По их словам, подобные сплавы применяются в Норвегии и Великобритании в том числе для добычи и транспортировки углеводородов. Опыт работы с материалами на основе титана есть и у российских специалистов, проводивших, в частности, модернизацию арктической нефтяной платформы «Приразломная». 

«Россия обладает развитой титановой промышленностью, что создаёт благоприятные условия для перехода от нержавеющих сталей к конструкционным материалам на основе титана. Это значительно повысит безопасность и срок эксплуатации морских буровых и добывающих платформ. Кроме того, внедрение титановых сплавов в создание отечественного оборудования заметно снизит импортозависимость в сфере освоения шельфа», — заявил в разговоре с RT начальник лаборатории титановых сплавов и технологий их производства для судостроения и шельфовых сооружений НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей» Евгений Чудаков.

Оптовые сплавы Titanium и ti, изготовленные в Китае

Титан и титановые сплавы

Титан – это очень активный металл серебристого цвета. Коммерчески чистый (CP) титан и титановые сплавы характеризуются высокой прочностью, высокой коррозионной стойкостью, низким удельным весом, низкой теплопроводностью и отсутствием магнетизма, широко используются в самых разных сферах, где требуется высокий уровень надежности. Конструкции, выполненные с использованием свойств, обеспечиваемых титаном, часто приводят к созданию надежных, экономичных и более долговечных систем и компонентов, которые превышают ожидаемый срок службы при более низкой общей стоимости в долгосрочной перспективе.

CP Titanium grade2, Ti 6Al-4V / grade5 и Ti 6Al-4V ELI / grade23 и титановый класс 12 – наиболее распространенные титановые сплавы, используемые в промышленности. LKALLOY имеет обширные запасы труб класса 2 и града 5, пластин, проводов и круглых стержней.

Области применения

Большинство титановых сплавов используются в конструкциях в аэрокосмической, энергетической и химической промышленности. С увеличением количества титана в последние годы все больше титана и его сплавов применяются в гражданском секторе.

  • Архитектура: крыша, наружные стены, украшения, балюстрады, трубы и т. Д .;
  • Хирургия и медицина: искусственные суставы, зубные имплантаты, кардиостимуляторы, сердечно-сосудистые стенты, хирургические инструменты;
  • Нефтяной химикат: хлор-щелочь, сода, пластмасса, металлургия, электролизер для соли, реактор, дистилляционная колонна, концентратор, сепаратор, теплообменник, электрод и т. Д.
  • Легкая промышленность: автомобильные аксессуары, спортивное оборудование, колонки, часы, удочки, кухонная утварь, изделия ручной работы и т. Д.

Соответствие материала

сплавASTMJISГОСТDINGB
Коммерческая чистаяGr1

UNS R50250

TP270BT1-003.7025TA1
Коммерческая чистаяGr2

UNS R50400

TP340BT1-03.7035TA2
Коммерческая чистаяGr3

UNS R50550

TP450OT4-03.7055TA3
Коммерческая чистаяGr4

UNS R50700

TP550OT4-13.7065TA4
Ti-6Al-4VGr5

UNS R56400

TAP6400BT63.7105TC4
Ti-5Al-2.5SnGr6

-1

TAP5250BT5-1TA6
Ti-PdGr7

UNS R52400

TP340Pb3.7235TA9
Ti-3Al-2.5VGr9

UNS R56320

TAP3250OT4-1B3.7195TA18
Ti-0.3Mo-0.8NiGr12

UNS R53400

TA10
Ti-6Al-4V EILGr23

UNS R56401

BT6C3.7145TC4EIL

[Контакт-форму-7 404 “Not Found”]

Новый нержавеющий сплав титана и тантала для химической промышленности

Химическое производство с его широким спектром агрессивных веществ как органического так и неорганического происхождения, участвующих в технологических процессах производств, предъявляет особые требования к выбору материала оборудования и производственных коммуникаций.

Здесь в первую очередь речь идет о коррозионных свойствах материала, из которых изготовлено производственное оборудование. Особенно это касается устройств, напрямую контактирующих с агрессивными веществами — кислотами, щелочами, солями и прочими.

Нержавеющая сталь под воздействием агрессивных веществ и ее марка для химпрома

В качестве примера можно привести реактор разложения в производстве двуокиси титана сернокислотным методом. Основное сырье под названием ильменитовая руда в реакторе под воздействием серной кислоты разлагается и следует далее в производственную нить. Мы не будем останавливаться подробно на дальнейших химических процессах производства двуокиси титана, а лишь остановимся на воздействие серной кислоты на всевозможные аппараты и коммуникации вследствии коррозии.

И ошибочно думать, что такой материал как нержавеющая сталь под воздействием серной кислоты или особенно хлора не подвержена коррозии. Оказывается, нержавеющая сталь далеко не едина в своем составе, и в зависимости от назначения, существует в виде различных марок.

Так вот, для химического производства, в которых обращаются кислоты, применяют марку нержавеющей стали AISI 316, особенностью которой является повышенное содержание молибдена.

На сегодняшний момент не существует нержавеющего металла, который бы обеспечил 100% защиту от кислот. Проще говоря, разрушение структуры нержавеющего металла под воздействием кислот, — это вопрос времени.

И задача науки здесь состоит в том, чтобы продлить это самое время защиты.

Антикоррозийный сплав титана и тантала

Есть ли на сегодняшний день более эффективная альтернатива нержавеющей стали? Оказывается, уже долгое время пытаются «скрестить» в единый сплав, в несколько раз превышающий коррозионную стойкость, такие химические элементы как титан и тантал.

Тантал выбран не случайно, поскольку он является наряду с платиной самым стойким к коррозии в ряде с цирконием, ниобием и молибденом. Вся проблема получения сплава до сих пор состояла в огромной вилке температуры плавления титана и тантала.

Ниже приведем физико-химические свойства элементов титана и тантала.

Как видим, их температуры плавления тантала примерно в полтора раза чем у титана. В процессе плавки этих элементов тантал еще будучи твердым оседает в расплавленном жидком титане.

Наконец-то, решение было найдено учеными Института ядерной физики им. Г. И. Будкера при помощи ускорителя электронов ЭЛВ-6. В качестве основного материала конструкции будущего реактора служит титан исходя из его сырьевой достаточности для производственных нужд в рамках России.

Далее на него с помощью высокоэнергетического электронного пучка ЭВЛ-6 равномерно удалось наложить порошкообразный титан и тантал. В уже расплавленном жидком титане электронный пучок с энергией в 1,4 МэВ позволил расплавить тантал равномерно по всему накладываемому объему слоя.

Проще говоря эффект расплавления тантала в титане можно сравнить с растворенной поваренной солью в стакане с водой. На выходе получен материал, который превышает срок коррозионной стойкости нержавеющей стали в 10 раз при его увеличении в цене лишь в 3 раза. Экономическая выгода здесь на лицо. Осталось лишь дело за малым — поставить производство нового сплава на поток для эксплуатации в химическом производстве.

Титан и его сплавы » Все о металлургии

14.05.2015


Титан


Большой интерес, проявляемый к титану и титановым сплавам, основан на его ценных свойствах — малом удельном весе, высокой удельной прочности и хорошей сопротивляемости коррозии.
В последние годы в связи с разработкой более совершенных методов получения ковкого и деформируемого титана применение его в различных отраслях промышленности расширилось.
Титан существует в двух полиморфных модификациях; α-Ti, имеющий гексагональную плотноупакованную решетку и существующую при температурах ниже 885°, и β-Ti с кубической объемноцентрированной решеткой — при более высоких температурах. При α→β-превращении изменения объема составляют 5,5%.
Титан слабо реагирует с азотной и разбавленной соляной кислотой. но растворяется в концентрированных соляной и серной кислотах и в аарской водке. В щелочах, во многих солях даже при кипячении и в органических кислотах титан весьма устойчив. Энергично реагирует титан с кислородом, азотом, водородом, углеродом и со многими окислами металлов, что чрезвычайно затрудняет получение чистого титана и вызывает большие трудности при производстве из него полуфабрикатов.
Кислород в большинстве случаев отрицательно влияет на физико-химические и технологические свойства титана. Растворимость кислорода в титане составляет около 30% (атомн.), что отвечает составу ТiO0,42. При нагреве до 600° кислород практически еще не взаимодействует с титаном. При температурах выше 650° кислород воздуха начинает энергично диффундировать в титан, в результате чего образуется весьма твердый поверхностный слой. Скорость окисления титана при температурах от 650 до 800° показана на рис. 7.

Диаграмма состояния системы титан — кислород при содержании кислорода до 30% приведена на рис. 8. По характеру эта диаграмма перитектической системы. В твердом состоянии кислород образует ограниченные области растворов α и β.
В приведенном участке системы имеются две перитектики.
Максимальная растворимость кислорода в β-титане равна 1,8% при 1740°, в α-титане — 14,5% в интервале температур 800—1700°.

Наивысшей температурой плавления 1900° обладает сплав типа твердого раствора а, содержащий 10% кислорода.
Кислород, проникший в кристаллическую решетку титана, сильно искажает ее, поэтому значительно изменяются физические свойства и механическая прочность титана.
Влияние кислорода в пределах 0—1% (атомн.) на предел прочности, удлинение, твердость и удельное электрическое сопротивление йодидного титана приведено на рис. 9.
Титан при содержании 0,25% (атомн.) кислорода может быть прокатан на холоду без появления трещин до 95% обжатия. При большем содержании кислорода трещины появляются уже при 60—70% обжатия.
При ковке и волочении титана необходимо избегать образования трещин, так как они очень трудно затягиваются вследствие быстрого окисления поверхности.

Сплавы, содержащие 0,5—2,0% (атомн.) кислорода, сравнительно легко обрабатываются три сверлении и нарезке, а содержащие 2,5—3,0% (атомн.) кислорода удовлетворительно обрабатываются резанием, но тверды для сверления.
Сплавы с содержанием 3,5—5,0% (атомн.) кислорода чрезвычайно трудно поддаются обработке.
Азот сильно влияет на свойства титана уже при содержании сотых долей процента. Система титан — азот (рис. 10) характеризуется наличием двух перитектических реакций.

Азот значительно увеличивает твердость и прочность титана и резко снижает его пластичность. Сплавы азота с титаном очень трудно обрабатывать в холодном состоянии: при содержании азота свыше 0,5% (вес.) сплав становится хрупким и не поддается обработке.
Уже в небольших количествах азот приводит к образованию игольчатой структуры. Влияние азота на механические свойства и электрическое сопротивление титана приведено на рис. 11.
Изменение физических и прочностных свойств титана от примесей азота связано, по-видимому, с тем, что азот оказывает значительное влияние на параметры кристаллической решетки, главным образом на параметр с, что хорошо видно на рис. 12.
Азот, как и кислород, значительно повышает температуру начала и конца β⇔α-превращепия титана.

Водород в отличие от кислорода, азота и углерода оказывает незначительное влияние на механические свойства титана, но все же является весьма вредной примесью, так как под его влиянием разрушаются изделия из титана и его сплавав при прокатке, ковке или нагреве.
Из диаграммы состояния титан — водород (рис. 13) следует, что по мере увеличения содержания водорода температура фазового превращения снижается, а температурная область существования двухфазной структуры α+β расширяется.
Водород весьма энергично диффундирует в титан и образует растворы внедрения, подобно кислороду, азоту и углероду. При растворении водорода в титане выделяется тепло, при нагреве из сплавов выделяется водород.
При 20° α-титан, содержащий несколько десятитысячных долей процента избыточного водорода, будет иметь в структуре свободные гидриды, которые под микроскопом видны в виде тонких пластинок. Повышение хрупкости сплавов является следствием появления в их структуре увеличивающегося количества гидридов.
Водород в пределах 0,3—0,5% (атомн.), обычно содержащийся в техническом титане, существенно понижает поглощение энергии при ударе без изменения предела прочности на растяжение. На рис. 14 приведены кривые, иллюстрирующие влияние водорода на предел прочности при растяжении, удлинение, твердость и электрическое сопротивление титана.
Углерод сильно влияет на свойства титана. Система титан — углерод (рис. 15) по своему характеру относится к перитектическим системам с химическими соединениями. В этой системе наблюдается перитектический распад β-фазы при ограниченной растворимости углерода в β- и α-титане.


Углерод является α-стабилизатором, он повышает температуру аллотропического превращения титана с 882 до 920°.
При 0,48% углерода и 920° происходит перитектоидное превращение

β+δ⇔α.


При высоких температурах углерод энергично соединяется с титаном я образует тугоплавкий карбид титана TiC, который обладает высокой твердостью и высокой температурой плавления (свыше 3000°).
Карбид титана нашел широкое применение для многих целей: для изготовления жаростойких и жаропрочных материалов, как компонент твердых сплавов и как абразивный материал.
Расстворимость углерода в титане значительно уменьшается с понижением температуры. В результате незначительной растворимости углерода в α- и β-титане уже десятые доли процента углерода в сплавах титана с углеродом вызывают хрупкость, так как выделяется карбид титана.
Влияние углерода на механические свойства титана представлено на рис. 16. Как видно, прочность сплавов увеличивается линейно до 0,25% углерода, пластичность сплавов изменяется в обратном направлении.
Основными легирующими добавками в титановых сплавах в настоящее время служат марганец, хром, железо, ванадий, молибден, алюминий, олово. С большинством этих добавок титан образует эвтектоид.
Увеличение прочности титана в зависимости от легирующих добавок характеризуется кривыми, приведенными на рис. 17.


Сплавы титана могут состоять либо из α-фазы, либо из β-фазы или α+β-фазы. Однако широко применяются в промышленности только α+β-сплавы, α-сплавы имеют ограниченное применение, а β-сплавы вовсе не применяются.
Алюминий расширяет область α-фазы и вводится в жаропрочные сплавы. Ванадий не образует эвтектоида с титаном и незначительно повышает прочность сплавов титана. По некоторым данным сплавы титан-ванадий склонны к водородной хрупкости. Марганец сильно замедляет эвтектоидный распад, упрочняет β-фазу и способствует термообработке. Двойные сплавы типа Tl+8% Mn склонны к водородной хрупкости.
Молибден повышает твердость титановых сплавов, а вместе с алюминием придает сплавам жаропрочность. Олово также расширяет область α-фазы и хотя придает титану несколько меньшую жаропрочность, чем алюминий, но в меньшей мере снижает пластичность.
Хром в большинстве случаев вводится в титан в виде феррохрома. Хром замедляет эвтектоидный распад. Детали из сплавов титана с хромом мало пригодны для работы под напряжением и при повышенных температурах. Действие железа подобно хрому. Титан с железом дает сплавы, в которых эвтектоидный распад протекает относительно медленно; железо способствует повышению твердости и снижает прочность при высоких температурах.
Для упрочнения α-титана используются также цирконий и кремний, для упрочнения β-титана — ниобий и вольфрам.
По последним данным, медь, никель и кремний дают с титаном сплавы, в которых эвтектоидный распад протекает очень быстро. Этим сплавам можно придавать желаемые свойства, охлаждая их с различной скоростью.
Одновременная присадка в титан марганца, алюминия или кремния, бериллия и бора, дающих химические соединения, позволяет упрочнять сплавы термической обработкой.
Механические свойства титана в значительной степени зависят от чистоты его и способа получения.
В табл. 21 приведены механические свойства титана, полученного различными методами.

При нагревании прочность титана падает, но даже при 500° предел прочности еще остается около 28 кг/мм2 (рис. 18).
В России, согласно временным техническим условиям, выпускается губчатый титан пяти марок, химический состав и механические свойства которого приведены в табл. 22.

Титановые сплавы


Применяемые в промышленности стандартные титановые сплавы еще недостаточно разработаны, что следует объяснить сравнительной новизной технологии производства самого титана. Однако в настоящее время уже имеется довольно много сплавов на титановой основе с различными физико-механическими свойствами.

В табл. 23 приведены химический состав и механические свойства некоторых титановых сплавов.

Сплавы титана – Справочник химика 21

    Благодаря исключительно высокому сопротивлению коррозии титан — прекрасный материал для изготовления химической аппаратуры. Но главное свойство титана, способствующее все большему его применению в современной технике, — высокая жаростойкость как самого титана, так и его сплавов с алюминием и другими металлами. Кроме того, эти сплавы обладают жаропрочностью— способностью сохранять высокие механические свойства ири повышенных температурах. Все это делает сплавы титана весьма ценными материалами для самолето- и ракетостроения. [c.649]
    При высокой температуре титан соединяется с галогенами, кислородом, серой, азотом и другими элементами. На этом основано применение сплавов титана с железом (ферротитана) в качестве добавки к стали. Титан соединяется с находящимися в расплавленной стали азотом и кислородом и этим предотвращает выделение последних при затвердевании стали, — литье получается однородным и не содержит пустот. [c.650]

    В качестве перспективного конструкционного материала для бурильных труб большой интерес представляют промышленные сплавы титана, отличающиеся от применяемых в настоящее время сталей и алюминиевых сплавов высокими прочностными характеристиками, небольшим удельным весом, хорошей термостойкостью и коррозионной стойкостью в средах газо-нефтепромыслов. [c.108]

    Из технических сплавов известны сплавы титана с железом, медью, алюминием, хромом, марганцем, кобальтом, никелем, молибденом, вольфрамом, ванадием и др. [c.86]

    Добавки металлов к титану по-разному влияют на температуру превращения а->р. К металлам, стабилизирующим а-фазу, относится алюминий. р-Фазу стабилизируют ванадий, ниобий, тантал, молибден. Марганец, железо, никель, медь понижают температуру перехода а-фазы в Р-фазу, но сплавы титана с этими металлами, достигнув определенной, так называемой эвтектоидной температуры, при дальнейшем охлаждении претерпевают превращения, при которых Р-фаза полностью распадается, образуя а-фазу и промежуточную -фазу, обога- [c.86]

    Добавка к титану 2%, Рс1 снижает скорость коррозии этого сплава в 10″/ о-1ЮЙ кипящей серной кислоте в 156 раз по сравнению с нелегированным титаном. Еще больший эффект пассивируемости дает легирование палладием сплавов титана, содержащих молибден и хром (рис. 29). [c.67]

    Технические сплавы титана [c.67]

    Титам и его сплавы Титана тетрахлорид Триэтилалюминий Хлорсульфоновая кислота Цезий металлический Цинковая пыль Железо кремнистое (ферросилиций) [c.98]

    Известен случай, когда в сосуд нз титанового сплава поместили жидкий кислород для последующего использования в кислородно-пропановых горелках. Неожиданно произошел взрыв, в результате которого погиб один человек. Выяснилось, что сплавы титана легко реагируют с кислородом. [c.72]

    Одной из первостепенных задач является широкое внедрение в химическое машиностроение высокополимерных конструкционных материалов, новых марок резины и новых конструкционных металлов и сплавов (титана, циркония, ниобия и др.). В 3-м издании эти вопросы не получили должного освещения. Также не освещено В 3-м издании и поведение конструкционных материалов в новых процессах, возникающих в связи с развитием высокотемпературной техники. Все это подробно рассмотрено, в настоящем, 4-м издании. [c.3]

    Тепловые и гидравлические расчеты проводят в соответствии с РТМ 26-01-107—78 Теплообменники пластинчатые. Методы тепловых и гидромеханических расчетов). По требованию заказчика пластины могут быть изготовлены из углеродистой стали, коррозионно-стойких сплавов, титана. Условное обозначение пластинчатого теплообменника включает типы аппарата, пластины, конструктивного исполнения, марки стали или сплава, прокладочного материала, схемы компо- [c.227]


    Химический состав серийных сплавов титана приведен в табл. 28, а х механические свойства—в табл. 29. [c.278]

    К двухфазным сплавам титана, обладающим повышенной коррозионной стойкостью, относятся силавы Т1 — Та. При содержании тантала в сплаве выше 1% имеет место заметное повыше- [c.287]

    Титан обладает хорошей стойкостью к окислению до 650° С, однако наличие иа поверхности хлоридов ускоряет коррозию. Некоторые высокопрочные сплавы титана подвержены растрескиванию при температурах выше 315° С, однако при эксплуатации разрушений подобного типа не наблюдается. [c.216]

    Большое влияние на склонность металлов и сплавов к коррозионному растрескиванию оказывает температура среды. Некоторые металлы растрескиваются прн нормальной температуре среды (латуни в содержащем аммиак воздухе, дюралюминий и сплавы титана в морской воде). Коррозионное растрескивание большинства металлов и сплавов протекает прп температурах ниже 100 °С. [c.452]

    Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что независимо от марки материала (сталей, сплавов титана) при N л5 3…4-10 значение деформаций при разрушении одинаково. Формулы (298) и (299) и кривые допускаемых напряжений следует использовать для оценки прочности элементов аппаратов при раздельном или совместном действии циклических, механических и термических напряжений при условии, что рабочая температура не вызывает изменения механических свойств материала или ползучесть. [c.216]

    Применяемые для изготовления роторов высокопрочные стали и сплавы титана в основном обладают высокими прочностными характеристиками и ограниченной пластичностью. На основании этого при оценке прочности роторов сепараторов и других быстроходных роторных машин необходимо учитывать линейную механику разрушения. Необходимость учета последней обусловлена и характером аварийных разрушений роторов. [c.340]

    Лезвийная обработка углеродистых и легированных сталей, сплавов титана и алюминия [c.407]

    Для сплавов железа значение этого комплекса не зависит от легирования и марки стали, полученной на основе железа, поэтому Дре=0,11 (Тс/Стс=0,33). Это значение приблизительно соответствует четвертому корню обобщенной золотой пропорции Др4 = 0,324 (см. выражение 1.23). Расчеты [65] показали, что для сплавов титана А т =0,12, а алюминия – Д д =0,22. [c.63]

    Изделия из алюминиевых сплавов, титана и его сплавов часто покрывают медью, оловом и его сплавами, кадмием, серебром, никелем, хромом для придания поверхности изделий определенных физико-химических и механических свойств (электропроводности, паяемости, сопротивления механическому износу). [c.426]

    Для металлургической промышленности обычно выплавляют сплав титана с железом (ферротитан) восстановлением углем титановой руды. При этом частично образуются карбиды железа и титана. [c.294]

    Применение сУ-металлов четвертого периоде. Титан и его сплавы, устойчивые к коррозии, являются важными конструкционными материалами новой техники. По удельной прочности титан превосходит все другие металлы. Различают а-сплавы титана (с А1 и Сг), предназначенные для эксплуатации при температурах ниже 800 и Р-сплавы (с Мо и V) — для работы в высокотемпературных условиях. Получаемый сплав титана с железом (ферротитан) используется как добавка к сталям, повышающая их прочность. Титаном покрывают внутри емкости, предназначенные в пищевых производствах для особо агрессивных сред, например для получения пектина из плодов. [c.420]

    Внешне технические сплавы титана похожи на сталь. Иодид-ные титан и цирконий имеют крупнозернистую кристаллическую структуру и очень сильно отражают свет (блестящие). [c.326]

    Пластические свойства титана (удлинение б, ударная вязкость а ) чрезвычайно сильно зависят от степени чистоты металла и, учитывая его химическую активность, технологические процессы надо вести в инертных средах, особенно горячую обработку (Аг, Не, вакуум). Другим недостатком всех -металлов IV группы является аллотропическое превращение а р. Изменение кристаллической структуры сопровождается значительным изменением плотности и развитием внутренних напряжений, уменьшающих прочность изготовляемых конструкций. Поэтому технические сплавы титана делят на три группы  [c.327]

    В настоящее время получают очень много разных сплавов титана и циркония, и они находят широкое применение при создании летательных аппаратов, в судостроении и в других отраслях техники. Сплавы на основе титана устойчивы против коррозионных воздействий в результате пассивирования поверхности оксидными и нитридными пленками. [c.327]

    Сплавы титана с металлами. К числу наиболее существенных факторов, определяющих взаимодействие в металлических системах и поддающихся сценке, относятся соотношение размеров атомов, электронное строение и число валентных электронов, тип кристаллической структуры. Сходство ЕО взаимодействии титана, циркония и гафния с другими металлами обусловлено аналогичным строением их атомов, совпадением структур обеих полиморфных модификаций, а небольшое различие — тем, что атом титана имеет несколько мень- [c.237]

    В ряде случаев метод защиты инертными газами применяют без достаточного обоснования или также необоснованно не применяют. Порошки некоторых металлов в среде азота и двуокиси углерода способны реагировать с выделением тепла и воспламеняться с последующим взрывом в отсутствие кислорода пыли магния и его сплавов, титана, циркония и тория способны взрываться в атмосфере чистой двуокиси углерода. Поэтому защита от взрыва таких пылей указанными инертными газами невозможна. Следует принимать дополнительные меры по предупреждению взрывов пылей этих материалов. Технологические же процессы, связанные с получением и обработкой алюминиевого порошка, можно безопасно проводить в атмосфере азота. [c.283]


    Применение. В наибольших количествах используется аргон. Его основным потребителем является металлургия Ве, Ti, Та, Li и других металлов, реагирующих со всеми газами, кроме благородных. Часто применяют аргоно-дуговую сварку нержавеющей стали, алюминиевых и магниевых сплавов, титана и других металлов сварной шов в этом случае получается исключительно чистый и прочный. Весьма эффекгивна сварка гелиевой дугой. Атом Не [c.488]     Сплавы титана, содержащие алюминий и хром, обладают в 3 и. растворе соляной кислоты при 15° С и в I fi. растворе серной кислоты при 50° С меньшей коррозионной стойкостью, чем нелегированный титан с повыщеннем содержания в этих сплавах хрома и алюминия скорость их коррозии увеличивается. Наиболее эффективно способствуют повышению коррозионной стойкости титана в ряде агрессивных растворов добавки Мо, Та, Nb, [c.286]

    Титан применяют для изготовления аширатов, работаюпщх в таких агрессивных средах, как азотная кислота любой концентрации, влажный хлор, разбавленная серная кислота и т. д. Имея небольшую плотность, титан и его сплавы по прочности превосходят стали лучших марок. Титан хорошо куется, штампуется, прокатывается, сваривается, удовлетворительно обрабатывается на металлорежущих станках. Эги свойства делают его перспективным конструкщюнным материалом для изготовления оборудования, работающего в сильноагрессивных средах. В настоящее время промьппленностью вьшускается оборудование из титана, однако стоимость титана пока очень велика, поэтому его применяют лишь для изготовления небольших аппаратов, а также в качестве плакирующего слоя в стальных аппаратах. Сплавы титана являются надежным материалом для изготовления труб конденсационно-холодильного оборудования, а также деталей машин, соприкасающихся с сильноагрессивными средами и подверженных эрозии. Титановые сплавы рекомендуется применять для изготовления аппаратов, работающих при температуре не вьшге 350 °С. [c.16]

    Недостаток метода — сравнительно небольшая глубина кт залегания выявляемых дефектов. Чем менее жестко основание, тем меньше При жестком основании толш,ина обшивки, доступной контролю, уменьшается с увеличением характеристического импеданса ее материала. При контроле совмещенным преобразователем стали Ат=1,5 мм, сплавов титана—1,8 мм, сплавов алюминия— 2,0 мм, пластика — 6 мм. Дополнительные ограничивающие факторы — возможный разброс значений механических импедансов в бездефектных зонах контролируемого изделия и большая контактная гибкость материала обшивки. Все эти факторы существенно снижают чувствительность метода, а иногда совсем исключают возможность его применения. [c.228]

    Высокие антикоррозионные свойства сплавов титана позволяют их применять в морском судостроении и химическом машиностроении. Титан применяется также для раскисления и деазотирования й али. Ппбявт тнтяна к стали и цветным металлам улучшают их физико-химические свойства и сопротивление коррозии. Металлические детали, покрытые титаном, приобретают большую поверхностную прочность. [c.369]

    Применение. В наибольших количествах используется аргон. Его основным потребителем яаляетса металлургия (производство Ве, Т1, Та, Ы и других металлов, реагирующих со всеми газами, кроме благородных). Часто применяют аргоно-дуговую сварку нержавеющей стали, алюминиевых и магниевых сплавов, титана и других металлов сварной шов, получаемый таким методом, исключительно чистый и прочный. Весьма эффективна сварка гелиевой дугой. Атом Не имеет наибольшую первую энергию ионизации, поэтому для создания дуги необходимо сравнительно большое напряжение, дуга имеет очень высокую температуру, и сварка происходит быстро. [c.474]

    По своей пассивности в кислых и других коррозионных средах сплавы титана ОТ-4, ВТ-15 превосходят даже нержавеющие стали (Х18Н10Т). Это качество делает -металлы IV группы еще более ценными материалами в машино- и судостроении. [c.333]


Коррозия титана – особенности, методы защиты от коррозии

Титан считается одним из наиболее прочных металлов. Он отлично выдерживает как механические нагрузки, так и применение в агрессивных условиях среды. Но при определенных условиях, титан также начинает портиться. Если вовремя не среагировать на возникновение проблемы, можно столкнуться с полным разрушением материала.

В этой статье будет рассказано о том, как ведет себя титан и его сплавы при столкновении с внешними катализаторами развития коррозии. Также будет затронута не менее важная тема – способы профилактики и дополнительные средства, позволяющие защитить материал от негативного внешнего воздействия и постепенного разрушения в различных средах.

Особенности протекания процесса коррозии

В основе протекания процесса коррозии лежит окисление. Оно провоцируется внешними факторами – влажностью, контактом с кислотами, щелочами и другими потенциальными угрозами.

Титан относится к категории металлов, которые хорошо сопротивляются негативному воздействию. Но при создании неверных условий и накапливании суммы факторов, возникает реальная проблема, связанная с постепенным разрушением материала.

При развитии коррозии, возникает большая опасность того, что материал полностью придет в негодность. Он теряет свою прочность, начинает разрушаться. Без правильного подхода к защите и ограничению воздействия негативных внешних условий, можно быстро лишиться даже наиболее дорогостоящих изделий.

Катализатором процесса выступает контакт с окислителем. Потому далее мы расскажем, как ведет себя сплав в разных типах агрессивных сред.

Особенности взаимодействия титана с агрессивными средами разного типа

Как уже было отмечено выше, титан относится к списку материалов, которые имеют хорошую естественную защиту от развития коррозийного процесса. Чтобы коррозия запустилась, во многих средах нужно поддерживать высокую температуру. При этом сам металл практически не вступает в химические реакции с различными видами веществ.

Главный защитный фактор – формирование на поверхности титана тонкой пленки. Она не допускает контакта с внешней средой и выступает в качестве барьера для окислителей. Интересная особенность титана, которая отличает его от других видов материалов – даже при удалении такой пленки, она появляется снова за счет протекания процесса пассивации. Таким образом, металл обладает свойством самозащиты от разрушительного воздействия.

Само поведение титана будет меняться в зависимости от того, какие условия были созданы вокруг детали. Рассмотрим наиболее распространенные.

Азотная кислота

Азотная кислота относится к списку сильных факторов, провоцирующих развитие окислительного процесса. При помещении разных видов металлов в такую среду, может наблюдаться растворение, протекающее с разной скоростью. Но титан относится к категории продукции, которая не поддается воздействию азотной кислоты.

Вне зависимости от концентрации раствора, коррозия титана протекает очень медленно. За год можно получить максимальный показатель не более 0,2 мм.

Единственное, что может угрожать металлу – красная дымящаяся азотная кислота. В ней наблюдается протекание интенсивной реакции,  в результате которой стремительно развивается коррозия. Единственное средство для нейтрализации процесса – добавление небольшого количества воды.

Соляная кислота

Соляная кислота воздействует на титан намного интенсивнее, чем азотная. Многое зависит от температуры и концентрации раствора, в котором используется материал. Наименьшую опасность представляют разбавленные растворы.

При комнатной температуре интенсивность коррозии плавно возрастает по мере увеличения процентного содержания основного вещества в растворе. Значительным катализатором скорости становится увеличение температуры. Так даже в очень слабых растворах при нагреве до 100 градусов, скорость коррозии становится намного выше. Если при этом раствор становится насыщеннее, интенсивность становится только выше. Пример – если прогреть 20-процентный раствор соляной кислоты до температуры 60 градусов и погрузить в него деталь из титана, интенсивность коррозии увеличится до 29,8 мм в год – это очень высокая скорость порчи материала, которая может привести к его полному выходу из строя.

Пассивирующая пленка на поверхности металла становится все более тонкой и быстро удаляется. При этом стоит также помнить о том, что даже при сильном негативном воздействие соляной кислоты, опасность повреждения титана остается меньше, чем в случае с нержавеющей сталью в аналогичных условиях.

Серная кислота

В растворах с низкой концентрацией коррозии титана можно не опасаться. Даже если однопроцентный раствор серной кислоты нагреть до температуры 95 градусов, уровень повреждения будет оставаться невысоким.

Аналогично ведут себя и более концентрированные растворы, до 20%, если температура среды не поднимается выше обычной комнатной.

С увеличением температуры, коррозийный процесс становится все более интенсивным.  Так если сильно прогреть 20-процентный раствор серной кислоты, титан может начать постепенно растворяться. Скорость коррозии в год достигает 10 мм. Существуют проверенные методы, позволяющие уменьшить скорость растворения. Для этого в состав нужно добавить другие варианты кислот – хромовую, марганцевую, азотную или другие.

Органические кислоты

Материал хорошо показывает себя с большинством органических кислот, практически не наблюдается химической реакции. Даже если речь идет про винную, уксусную и молочную кислоту, титан остается целостным и защитная пленка на его поверхности оказывается неповрежденной.

Расплавленные металлы

При контакте с расплавами металлов, большое значение имеет тип сплава титана. Так чистый материал даже в сильно прогретой расплавленной среде не начинает ржаветь при контакте с калием, оловом, магнием, ртутью и другими потенциально-опасными агрессивными веществами.

Плавиковая кислота

Такой раствор является наиболее опасным для титана. Даже слабый, однопроцентный раствор, очень сильно увеличивает скорость протекания коррозийного процесса. С повышением концентрации, титановые детали начинают быстро плавиться. И в этом отношении состав во многом аналогичен по особенностям своего поведения с другими типами металлов и сплавов.

Другие виды кислот

Деталь из титана можно также помещать в различные варианты кислот. К ним относятся кремнефтористоводородная и фосфорная.

Материал отлично противостоит повреждению при контакте со спиртами, перекисью водорода, бромом, хлором и многими другими.

Для того, чтобы увеличить стойкость титана к коррозии, можно использовать дополнительные окислители и ингибиторы. В качестве такого ингибитора может использоваться как медь, так и железо в разной степени концентрации.

Также материалы можно использовать и с другими металлами, которые значительно увеличивают коррозийную стойкость. К ним относятся:

  • Гафний.
  • Тантал.
  • Вольфрам.
  • Цирконий и многое другое.

Далее мы также расскажем о том, как именно легирование помогает сильно нарастить качество материала и значительно увеличить длительность его использования.

Легирование как метод защиты титана от коррозии

Одним из наиболее распространенных и хорошо зарекомендовавших себя средств защиты титана от коррозии, становится использование дополнительных легирующих элементов. Все они разделены на несколько групп. К ним относятся:

  • Первая. Это элементы с невысоким пассивирующим эффектом. Лучше всего показывает себя добавление таких элементов, как Мо, Та, Nb. Главное преимущество использования легирования элемента первой группы – снижение активности анодного процесса. При этом сама среда также может сильно влиять на то, как именно легирующий элемент влияет на стабильность металла.
  • Вторая. Ко второй группе относятся такие элементы, как Cr, Ni, Mn, Fe. Важное отличие элементов, что у них есть собственные высокие защитные коррозийные свойства. Лучше всего материалы обеспечивают защиту от коррозии при использовании в кислотах с низким уровнем интенсивности окисления.
  • Третья. Есть несколько категорий элементов – это Al, Sn, О, N. Стойкость титана коррозии оказывается выше при легировании вне зависимости от состояния – как пассивного, так и активного. Также обеспечиваются хорошие параметры при внедрении материала в нейтральные среды. Уровень отрицательного воздействия при этом оказывается невысоким, потому что пленки на поверхности титана не меняют своего состава.
  • Четвертая. Наиболее эффективные элементы – это Си, W, Мо, Ni, Re. Лучше всего использовать такое средство легирования для того, чтобы затормозить или полностью исключить катодный процесс.

Стоит также обратить внимание на то, при помощи какого материала проводится легирование. Лучше всего показывает использование таких веществ, как ниобий и молибден. Также можно активно использовать тантал и цирконий.

Особенности возникновения гальванических пар

Одной из проблем при использовании изделий из титана может стать возникновение процесса электрохимической коррозии. Есть несколько основных случаев, при которых могут появляться коррозийные гальванические пары:

  • Соприкосновение с электролитом. Это актуально в том случае, если применяется два металла разного типа. Они могут находиться в скрепленном друг с другом состоянии. Также есть большая вероятность того, что коррозия титана станет сильнее, если есть контакт между металлами с разным уровнем активности.
  • При контакте металлов с материалами, выступающими в качестве полупроводника. При этом у свободного металла может накапливаться отрицательный заряд, который в соединении становится положительным.
  • Накапливание в воздухе электролита или контакт с ним в растворе. Электрохимическая коррозия титана в таком состоянии может стать еще более быстрой и интенсивной.

Стоит также обратить внимание на то, в какой ситуации используется металл. В ряде случаев для обеспечения оптимальной защиты, можно будет просто изменить условие эксплуатации или устранить потенциально-опасное соседство.

Основы защиты титана от развития коррозии

Существует несколько наиболее распространенных средств, которые позволяют сильно уменьшить опасность устранения защитной пленки на поверхности материала.

Есть несколько наиболее распространенных методов:

  • Рационализация строения конструкции. Нужно обратить внимание на то, где именно используется деталь, есть ли потенциально-опасное соседство, которое может стимулировать появление процесса электрохимической коррозии. Лучше всего, чтобы строение изделия было таким, чтобы его можно было быстро и без проблем очистить от скопившейся грязи и различных потенциально-опасных веществ.
  • Работа с окружающей средой. Нужно обратить внимание на то, опасна ли среда, в которой используется изделие из титана. Можно повлиять на среду с использованием различных типов добавок. Так растворы кислот и щелочей можно сделать менее агрессивными, нарастить длительность использования без потенциальных внешних проблем.
  • Нанесение на материал специального защитного покрытия. Главное, что обеспечивает такое покрытие – недопущение контакта металла с агрессивными средами и катализаторами окисления. Необходимо обратить внимание на то, чтобы на протяжении всего времени эксплуатации такое покрытие сохраняло свою равномерность и целостность. В случае необходимости, такое покрытие можно дополнительно обновить.

Наша компания обеспечивает предоставление услуг по качественной защите материала от коррозии. Мы готовы ответить на все интересующие клиентов вопросы, а также быстро подготовить все, что нужно для устранения потенциальных рисков окисления в процессе использования продукции из титана.

Вернуться к статьям

Поделиться статьей

Коммерчески чистый титан Vs. Титановые сплавы

Знаете ли вы, что титан – один из самых прочных металлов в таблице Менделеева? Он устойчив к жаре, воде и соли и очень легкий.

Одна из основных причин, по которой титан является предпочтительным выбором для стольких различных отраслей промышленности, заключается в том, что он сочетает в себе высокую прочность и низкую плотность, что упрощает работу.

Поставщики титана , как и мы в Ti-Tek, могут предоставить коммерчески чистый титан и титановые сплавы, но точно знать, что вам нужно, может быть сложно.Чтобы помочь, мы составили краткое руководство:

Технически чистый титан

С 1 по 4 титан – это титан в чистом виде, и здесь мы объясняем его свойства и использование:

Титан Grade 1

Титан класса 1 – один из самых мягких и пластичных. Он обладает высокой ударной вязкостью и доступен в титановой пластине . Обладает отличной формуемостью и устойчивостью к коррозии, что делает его идеальным для широкого спектра применений, включая следующие:

  • Архитектура
  • Автомобильная промышленность
  • Химическая обработка
  • Опреснение
  • Морской
  • Медицинский

Титан Grade 2

Grade 2 широко используется и легкодоступен, что позволяет использовать его в различных отраслях промышленности.

По сравнению с титановой пластиной марки 1 , пруток или пластина из титана 2 марки прочнее, но обеспечивает аналогичный уровень коррозии. Свариваемость, пластичность и формуемость титановых стержней делает их надежными для таких применений, как:

  • Архитектура
  • Химическая обработка
  • Производство хлоратов
  • Медицинский
  • Производство электроэнергии

Титан Grade 3

Сорт 3 не так распространен, как сорт 1 или 2, и менее пластичен, что делает его идеальным для применений с умеренной прочностью.

Наши титановые прутки марки марки используются для:

  • Аэрокосмическая промышленность
  • Химическая обработка
  • Морской
  • Медицинский

Титан марки 4

Если вы ищете чистый титан в его самой прочной форме, вам может пригодиться титан 4-го класса. Титановые стержни , известные своей коррозионной стойкостью, свариваемостью и формуемостью, заняли свое место в медицинской промышленности, а также в других высокопрочных областях применения.

Титановый стержень марки 4 используется для:

  • Детали планера
  • Сосуды криогенные
  • Теплообменники
  • Аппараты хирургические

Титановые сплавы

Разница между чистым титаном и сплавами состоит в том, что сплав состоит из титана и других металлов. Причина, по которой титан смешивают с другими элементами, заключается в обеспечении дополнительной прочности, гибкости и пластичности.Марка 5 – это один из титановых сплавов, которые мы поставляем в Ti-Tek.

Титан Grade 5

Как и титановые прутки марки 2 , титан марки 5 считается сплавом «рабочей лошадки». Это наиболее часто используемый сплав, обеспечивающий высокую прочность и легкий вес.

Мы поставляем титан этой марки в отрасли для производства технического оборудования, такого как:

  • Крепеж для аэрокосмической отрасли
  • Турбины авиационные
  • Высокопроизводительные детали
  • Спортивный инвентарь

Титан Grade 7

Некоторые свойства титана марки 7 аналогичны свойствам титана марки 2.Титан сорта 7 в основном используется для химической обработки и входит в состав компонентов производственного оборудования.

Титан, класс 11

Свойства титана марки 11, будь то выхлопная труба из титана или листовая сталь, сопоставимы со свойствами титана марки 1. Отрасли промышленности выбирают титан марки 11, чтобы повысить его устойчивость к коррозии и эрозии, что обеспечивает долговечность металла.

Титан сорта 11 используется в тех же областях, что и титан сорта 1, но также может снижать кислотность в хлоридных средах.

Титан, класс 12

Здесь, в Ti-Tek, мы предлагаем титан марки 12 для различных областей применения. Когда дело доходит до качественной сварки, сплав 12 часто является лучшим вариантом, поскольку это один из самых прочных сплавов, которые мы поставляем.

Обладая высокой прочностью при высоких температурах, титан марки 12 отлично подходит для:

  • Комплектующие для самолетов
  • Повышенные температуры
  • Морской
  • Кожух и теплообменники

Как специалисты по титану, мы храним широкий ассортимент чистого титана и титановых сплавов и можем помочь вам определить, какой сплав лучше всего соответствует вашим промышленным требованиям.Если вам нужно больше узнать о марках титана или о продукции, которую мы поставляем, позвоните нам сегодня по телефону 0121 382 4121.

Титан и титановые сплавы – различия и области применения

Рынок титана основан на использовании технически чистого титана, а также на различных сплавах. В то время как первый часто используется в химической обрабатывающей промышленности, его сплавы выбираются для изготовления корпусов самолетов и авиационных двигателей, а также других компонентов. В этой статье рассказывается о различиях между титаном и его сплавами, а также о том, когда последний конкретно используется.

Технически чистый титан

Титан в нелегированной форме – легкий и прочный материал. Его прочность на разрыв аналогична прочности углеродистой стали, но вес вдвое меньше. Чистый титан серебристого цвета, имеет низкую плотность и уникальный блеск.

Титан обладает превосходной коррозионной стойкостью, что делает его идеальным выбором для морской воды (оффшорные и морские среды). Изделия из чистого титана в основном используются из-за их устойчивости к коррозии.

Также стоит отметить, что технически чистый титан может выдерживать повреждения (коррозию), вызванные другими жидкостями, такими как кислотный дождь. По этой причине в настоящее время титан инновационно используется в архитектурных приложениях. Титан также обладает высокой устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением, что делает его еще более интересным материалом для использования.

С экологической точки зрения титан является экологически чистым материалом. В отличие от других металлов, он не выделяет токсичные ионы тяжелых металлов (они возникают в процессе коррозии, что не является проблемой для титана).Что касается формовки, то титан можно формовать так же легко, как и нержавеющую сталь. Однако его тепловое расширение и усадка выше, чем у нержавеющей стали.

В чистом виде титан бывает четырех различных марок, каждая из которых обладает различными свойствами (коррозионная стойкость, формуемость / пластичность, прочность и т. Д.). Например, титан марки 1 имеет самую высокую коррозионную стойкость и формуемость, но более низкую прочность. Для сравнения, сорт 4 имеет самую высокую прочность и лишь умеренную формуемость.

Технически чистый титан доступен в различных формах, таких как стержни, кабели, жилы, катушки и плоская проволока. Его можно использовать в медицине, включая ортопедические имплантаты, иглы, швы, зубные имплантаты и даже оправы для очков. Титан имеет высокое соотношение прочности и веса, что означает, что он обладает высокой устойчивостью к повреждениям и одновременно легким.

Титановые сплавы

Титан может быть легирован различными материалами, такими как алюминий и ванадий, полученные сплавы используются в аэрокосмической, химической и энергетической областях.Другие титановые сплавы изготавливаются с молибденом и железом, хромом, никелем, медью, кобальтом. Смесь титана и различных сплавов приводит к увеличению прочности на разрыв и ударной вязкости (даже при экстремальных температурах).

Обладая превосходными механическими свойствами, титановые сплавы могут использоваться в самых сложных условиях. Детали газотурбинных двигателей могут изготавливаться из титановых сплавов, а также различные детали планера как коммерческих, так и военных самолетов.

Атомные электростанции и предприятия пищевой промышленности используют титановые сплавы.Они используются для теплообменников на нефтеперерабатывающих заводах, морских компонентов благодаря своей высокой коррозионной стойкости и, учитывая их биосовместимость, для медицинских протезов.

Титан иногда легируют палладием, полученный сплав демонстрирует повышенную стойкость к коррозии и прочность. Титан-палладиевые сплавы используются там, где требуется отличная коррозионная стойкость. Вы увидите, как они используются в химической перерабатывающей промышленности, а также в хранилищах.

Титановые сплавы подходят для сред, в которых коррозия представляет собой проблему, где есть постоянные колебания между окислением и восстановлением. Одним из наиболее часто используемых титановых сплавов является Ti-6Al-4V, который представляет собой альфа-бета сплав. Этот сплав имеет высокий уровень допусков и подходит для широкого спектра применений.

Альфа-сплавы содержат нейтрально-легирующие элементы, а также альфа-стабилизаторы (алюминий, кислород и др.). Они обладают хорошей прочностью и свариваемостью, обладают стойкостью к окислению (даже при использовании при повышенных температурах, что является результатом содержания алюминия).

И титан, и его сплавы можно подвергать термообработке, чтобы повысить их общую прочность, снизить остаточное напряжение и даже оптимизировать вязкость разрушения. Однако альфа-сплавы нельзя подвергать термообработке для улучшения их механических свойств, поскольку они являются однофазными сплавами.

Сплавы, близкие к альфа, содержат меньшее количество стабилизаторов бета-фазы, что увеличивает их общую пластичность. Стабилизаторы бета-фазы добавляют в количестве 1-2% (чаще всего это кремний, ванадий или молибден).
Альфа-бета-сплавы, как ясно следует из их названия, представляют собой комбинацию бета- и альфа-стабилизаторов. Их можно подвергать термообработке для придания прочности, но стоит отметить, что их формуемость будет снижаться пропорционально вновь полученной прочности (постобработка).

Бета-сплавы имеют высокий процент бета-стабилизаторов, таких как кремний, ванадий или молибден. Они обрабатываются различными растворами и выдерживаются, что приводит к повышению прочности. Бета-сплавы обладают отличной формуемостью и легко поддаются сварке.Их часто можно увидеть в ортодонтии, заменив нержавеющую сталь.

Титан или титановые сплавы – выбор для обслуживания

Принимая решение об использовании нелегированного технически чистого титана или одного из его сплавов, производители принимают во внимание основные факторы, такие как прочность и коррозионная стойкость. Механические свойства, такие как плотность, скорость роста усталостной трещины и вязкость разрушения, будут определять состав сплава и необходимость термической обработки.

Технически чистый нелегированный титан обычно предпочтительнее для коррозионных применений, так как он имеет более низкую прочность. Такие применения могут включать теплообменники, резервуары и корпуса реакторов для различных отраслей и областей, включая производство электроэнергии, химическую обработку и опреснение.

Когда дело доходит до высокопроизводительных приложений, используются более высокопрочные титановые сплавы. Они используются для разработки газовых турбин и различных конструкций самолетов, а также подводных аппаратов и бурового оборудования.В настоящее время титановые сплавы используются для изготовления биомедицинских имплантатов, а также деталей (рам) велосипедов.

Сплавы, такие как Ti-6Al-4V и Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr, используются для морского бурения и геотермальных трубопроводов. Другие сплавы, в том числе Ti-6V-2Sn-2Zr-2Cr-2Mo + Si, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo + Si, могут использоваться в аэрокосмической промышленности, а также в газовых турбинах. двигатели.

Производители могут решить в первую очередь учитывать коррозионную стойкость, а не прочность или термостойкость определенного титанового сплава (коррозионная стойкость является основным фактором выбора).При принятии решения о том, будет ли тот или иной титановый сплав использоваться для защиты от коррозии, в процессе принятия решения в первую очередь следует учитывать экономические соображения.

Титановый сплав, класс 7 – титановые полосы

Титан Grade 7

UNS R52400
W.Nr 3.7235


Описание

Титан Grade 7 имеет физические и механические свойства, аналогичные Grade 2. Он обладает отличными сварочными и технологическими свойствами и чрезвычайно устойчив к коррозии, особенно к кислотам, благодаря добавке палладия.

Отрасли поставки

Химическая промышленность Компоненты оборудования для обработки и производства.

Номинальный состав

Fe: макс. 0,30
O: макс. 0,25
C: макс. 0,08
N: макс. 0,03
H: макс. 0,0150
Pd: макс. 0,20
Ti: баланс

Физические свойства

Плотность: 0,163 фунта / дюйм 3 , (4,51 г / см 3 )

Модуль упругости (E):
При 20 ° C (70 ° F): 16,3 x 10 3 тыс. Фунтов на квадратный дюйм (112 ГПа)

Модуль жесткости (G)
При 20 ° C (70 ° F): 5.9 x 10 3 тысяч фунтов на квадратный дюйм (41 ГПа)

Коэффициент расширения:
5,4 мкдюйм / дюйм-° F (от 70 ° F до 932 ° F)
9,7 мкм / м- ° C (от 20 ° C до 500 ° C)

Удельное электрическое сопротивление: 21 мкОм.дюйм, (53,3 мкОм.см)

Теплопроводность: 12,6 БТЕ-дюйм / фут 2 ч-° F, (21,79 Вт / м-К)

Применимые спецификации

Полоса и фольга: ASTM B265

Типичные механические свойства

  • Отожженный
    • Термическая обработка: 1290 ° F
    • Прочность на растяжение: 50 тысяч фунтов на квадратный дюйм (345 МПа) мин – 65 тысяч фунтов на квадратный дюйм (448 МПа) тип
    • Рекомендуемые условия эксплуатации: от -300 ° F до 1000 ° F (от -184 ° C до 540 ° C)

За дополнительной информацией обращайтесь:

Электронная почта: [адрес электронной почты защищен]
Телефон: 1 888 843 2350
Elgiloy Specialty Metals – Strip Products
1565 Fleetwood Dr.
Элгин, Иллинойс 60123 США

Ограничение ответственности и отказ от гарантии:

  • Содержание этих листов предоставлено в основном плавильными заводами сторонних производителей и предоставляется только для справки. Он не предназначен для инженерии или дизайна.
  • Применение
  • может быть обсуждено, однако Elgiloy Specialty Metals, подразделение комбинированных металлов Chicago L.L.C., не рекомендует и не одобряет какие-либо материалы для какого-либо конкретного конечного использования или применения.
  • Данные, включенные в этот технический паспорт, являются типичными значениями и могут отличаться.
  • Elgiloy Specialty Metals, подразделение Combined Metals of Chicago LLC, не делает никаких заявлений или гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении точности, полноты, состояния, пригодности, производительности, пригодности для конкретной цели или коммерческой выгоды любой информации, содержащейся в любой паспорт.

Ни при каких обстоятельствах Elgiloy Specialty Metals, подразделение комбинированных металлов Chicago L.L.C., не несет ответственности за любые убытки, возникшие в результате использования информации, содержащейся в технических паспортах.


Дополнительная информация о титане марки 7

Когда вы исследуете покрытие из титана Grade 7, первое, что вы заметите, это то, что оно очень похоже на сплав Grade 2. Физически и механически это точно так же. Одинаковый уровень коррозионной стойкости, одинаковая свариваемость и одинаковый уровень пластичности. Может возникнуть вопрос: если они так похожи, то почему существуют две разные марки для, казалось бы, одного и того же сплава. Это связано с тем, что титан Grade 7 имеет одно небольшое отличие, которое делает его чрезвычайно ценным для одной отрасли в частности.

Титановый сплав Grade 7 содержит небольшое количество палладия. Это небольшое количество фактически повышает уровень коррозионной стойкости самого сплава, особенно в присутствии кислот. Фактически, из всех марок титановых сплавов это самый устойчивый к коррозии сплав, который вы найдете на рынке. Единственная отрасль, которая пользуется этим больше, чем какая-либо другая, – это химическая обрабатывающая промышленность.

В химической переработке вы часто встретите оборудование, через которое проходят и хранятся чрезвычайно летучие химические вещества.Общеизвестно, что кислоты разъедают все, с чем соприкасаются, поэтому металлы, которые используются для создания этих машин и устройств хранения, должны иметь возможность обрабатывать содержащиеся в них кислоты в течение очень длительных периодов времени. Из-за небольшого количества палладия титан Grade 7 идеально подходит для этой работы. Кроме того, он поддерживает этот уровень устойчивости как при очень высоких, так и при очень низких температурах. Независимо от окружающей среды, Titanium Grade 7 справится с этой задачей. Кроме того, поскольку покрытие во всех остальных отношениях идентично покрытию класса 2, его можно сваривать и придавать ему любую форму и размер.Это означает, что вам не придется беспокоиться о том, как получить кусок сплава, которому нужно придать особую форму, можно изготовить сорт 7, чтобы он соответствовал ему.

Титановый сплав Ti-17 (Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Cr-4Mo) | SAM

Титановый сплав Ti-17 (Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Cr-4Mo) | СЭМ
Кат. № TM1917
Плотность 4,65 г / см3
Внешний вид Серое металлическое твердое тело в различных формах (лист, слиток
Компонент Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Cr-4Mo
Точка фазового превращения 890 ℃
Прочность на разрыв 1000 МПа
Предел текучести 1140 МПа
UNS No. UNS R58650

Титановый сплав Ti-17 используется в качестве высокопрочного сплава с глубокой закалкой для дисков компрессоров и других крупных деталей. SAM поставляет превосходный титановый сплав Ti-17 с высокой чистотой и особыми характеристиками материала. Индивидуальные формы и соотношение компонентов доступны по запросу.

Связанные продукты: Titanium 5553 Master Alloy, TM1911 Titanium 6242 Alloy, PC0155 Cast Titanium Alloy.

Титановый сплав Ti-17 Описание

Титановый сплав Ti-17, также известный как сплав Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Cr-4Mo (UNS R58650), используется в качестве высокопрочного сплава с глубокой закалкой для дисков компрессоров и других крупных деталей. Титановый сплав Ti-17 представляет собой титановый сплав типа «β-богатый» α-β. Этот сплав имеет высокую прочность, хорошую вязкость разрушения, высокую закаливаемость и высокую температуру ковки. Его максимальная рабочая температура достигает 427 ° C. Титановый сплав Ti-17 может обрабатываться в бета-диапазоне или альфа + бета-диапазоне.Сплав Ti-17 имеет более высокий предел прочности на разрыв и ползучесть, чем Ti-6Al-4V.

Титановый сплав Ti-17 Характеристики

Элемент%

Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Cr-4Mo (Ti17)

Алюминий

5%

Комбинированный углерод

Титан

Остаток

Молибден

4%

Кремний

0.35% макс.

Хром

4%

Олово

2%

Цирконий

2%

Нерастворимая в кислоте

Ni + Mn + Cr + Fe

Коэффициент осаждения

Бор

0.003% Макс

Углерод

0,15% Макс.

Медь

Утюг

0,45% Макс.

Магний

0,25% Макс.

фосфор

0,035% Макс.

Сера

0.02% Макс

Вольфрам

Иттрий

Водород

0,03% Макс.

Азот

0,04% Макс.

Кислород

0,10% Макс

Применения титанового сплава Ti-17

Титановый сплав Ti-17 может использоваться как:

* Диск для вентиляторов и компрессоров авиационных двигателей.
* Крепежные детали деталей двигателя, гидравлические трубопроводы и т. Д.

Упаковка из титанового сплава Ti-17

Все упаковочные материалы подходят для воздушных, морских и автомобильных перевозок. Для некоторых сплавов также доступна вакуумная упаковка. Особое внимание уделяется тому, чтобы избежать повреждений, которые могут быть причинены во время хранения или транспортировки.

ПОЛУЧИТЬ ЦИТАТУ

Введите свои данные, и один из наших экспертов по материалам свяжется с вами в течение 24 часов.Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами по электронной почте [email protected]

** Предпочтительно адрес электронной почты с доменным именем вашей компании. В противном случае мы не сможем обработать ваш запрос.

ПОДАТЬ

Титан и титановый сплав | Продукция

Легкий вес, высокая прочность, превосходная коррозионная стойкость Самолеты и оборудование для использования в освоении космоса Планер, детали двигателя, деталь ракеты, крепеж и т. Д.
Автомобили Шатун, клапаны, пружины и т. Д.
Суда, оффшорное оборудование Валы, трубы в охладителях СПГ с использованием морской воды и т. Д.
Оборудование для химической и нефтехимической промышленности Электроды для электролиза NaOH, Оборудование для производства различных химических продуктов, Реакционные башни для удаления сточных вод.
Атомные и тепловые порошковые установки Трубка конденсатора, Трубы и листы, Оборудование для переработки
Мода Спорт и отдых Детали для гольфа, ракетки для тенниса, детали для велосипедов и т. Д.
Аксессуары Оправы для очков, часов, фотоаппаратов и т. Д.
Другие Вакуумный баллон, атташе, газовый баллон и т. Д.
Биологическая совместимость Медицинское оборудование Части медицинской машины, искусственные кости, корень зубов, кардиостимуляторы и т. Д.
Еда Бутылка для ликера, Электроды для электролиза воды
Память формы и сверхэластичность Автомобили Датчики клапана впрыска топлива
Бытовые электроприборы Датчики, двигатели, тепловые устройства и т. Д.
Аксессуары Лифчик

Металлография титана и титановых сплавов Insight

Трехступенчатый метод шлифовки и полировки титана и титановых сплавов

Этот трехступенчатый автоматический метод – проверенная процедура, которая дает отличные воспроизводимые результаты для титана и титановых сплавов.(Подробнее см. Таблицу 1.)

Шаг 1
Плоское шлифование алмазами на связке из смолы на жестком диске, таком как MD-Mezzo. (Примечание: при плоском шлифовании чистого титана следует использовать фольгу из карбида кремния, как показано в таблице 2).

Step 2
Тонкое шлифование твердой поверхности, такой как MD-Largo или MD-Plan, с использованием абразивной алмазной суспензии 9 мкм, такой как DiaPro Allegro / Largo 9 или DiaPro Plan 9.

Шаг 3
Химико-механическое полирование смесью коллоидного кремнезема (OP-S) и перекиси водорода (концентрация 10-30%).Время подготовки зависит от площади образца и титанового сплава. Чем больше размер образца и чище титан, тем дольше будет длиться этап окончательной полировки. Для получения коммерчески чистого титана может потребоваться до 45 минут.

Продолжайте полировку, пока поверхность не станет белой в оптическом микроскопе. Титан и титановые сплавы обычно должны выглядеть очень чистыми после полировки, а это означает, что любые маленькие черные точки, видимые на поверхности, скорее всего, связаны с деформацией шлифования. Эти артефакты необходимо удалить с помощью дальнейшей химико-механической полировки.После завершения полировки вы сможете увидеть структуру в поляризованном свете без травления.


Таблица 1: Показывает общий автоматический метод подготовки титановых сплавов с классом 5 или выше, несобранные образцы диаметром 30 мм. Имейте в виду, что время полировки может варьироваться в зависимости от чистоты титана и площади поверхности образца.

* Смешайте 70-90% OP-S с 10-30% h3O2 (30% конц.).
** Время полировки зависит от площади образца.Очень большие образцы требуют больше времени для полировки, чем маленькие.
*** Уменьшите до 25 Н, чтобы избежать формы карандаша при приготовлении отдельных проб установленных образцов.
Примечание: в течение последних 20-30 секунд этапа подготовки с OP-S вращающуюся ткань промывают водой. Это очистит образцы, держатель и ткань.


Таблица 2: Показывает общий автоматический метод подготовки чистого титана (сорт 1-4) с несмонтированными образцами диаметром 30 мм. Имейте в виду, что время полировки может варьироваться в зависимости от чистоты титана и площади поверхности образца.

* 80% OP-S + 10% H 2 O 2 (30%) + 10% NH 4 OH (25%)



Рис. 7: Поперечное сечение прутка из технически чистого титана, электролитически отполированного. Поляризованный свет. 100x

– магнитный титановый сплав | Rex Metals Aerospace

Титан – один из материалов, которые хорошо подходят для широкого спектра отраслей промышленности. От аэрокосмической до медицины, все они используют титан как отличный инструмент, который помогает удовлетворить различные потребности.Но вы должны задаться вопросом, является ли титан или титановый сплав магнитным?
Согласно многочисленным исследованиям, кажется, что титан действительно обладает магнитными свойствами, однако они очень слабые, особенно если сравнивать их с ферромагнитными материалами. Когда титан сталкивается с приложенным извне магнитным полем, он будет иметь очень слабое магнитное присутствие, однако это можно увидеть, если вы внимательно изучите материал.
Также следует иметь в виду, что титан также обладает эффектом Ленца, однако он гораздо менее распространен по сравнению с другими материалами.Если вы решите провести магнит над титаном, это не так уж много, а во многих случаях он даже не будет двигаться.
То же самое можно встретить, если уронить на титан очень сильный магнит. Он будет падать медленно, главным образом потому, что у титана есть некоторые очень слабые магнитные свойства, которые можно легко интерпретировать или неверно интерпретировать.
Это поможет вам понять, почему во многих отраслях промышленности в первую очередь используют титан, потому что, даже если у него очень хороший набор свойств, он не обладает мощным магнетизмом.Фактически, аэрокосмическая промышленность сосредотачивается на использовании титана только по этой причине, поскольку он обеспечивает необходимую долговечность и устойчивость, не вызывая при этом каких-либо серьезных недостатков.
Являются ли титановые сплавы магнитными?
Как и следовало ожидать, некоторые титановые сплавы являются магнитными. Все зависит от того, какие материалы интегрированы в этот сплав. Если в состав сплава входят кобальт, железо или никель, то можно определенно ожидать, что титановый сплав, созданный с этими соединениями, будет обладать магнитными свойствами.Поскольку титан изначально уже обладает некоторыми магнитными свойствами, ему легко улучшить эти свойства, если он смешан с магнитным металлом.
Однако это не сразу означает, что все титановые сплавы будут магнитными. На самом деле правда далека от этого. Здесь нужно отметить, что если в сплаве нет материалов с магнитными свойствами, то титан не будет влиять на весь результат своими слабыми магнитными свойствами. Вместо этого вы получите очень хорошее сочетание материалов, сплав, который можно использовать во многих ситуациях, но который не обладает какими-либо основными магнитными свойствами.
В заключение, титановые сплавы могут быть магнитными, но есть вероятность, что они не могут быть магнитными. Результат зависит от того, что входит в состав сплава, и исходя из этого вы сможете получить ответ. Одно можно сказать наверняка: титановые сплавы будут магнитными только в том случае, если титан сочетается с такими материалами, как никель, кобальт, железо или другими материалами, обладающими сильными магнитными свойствами.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *