Титан металл или сплав: Титан. Свойства, применение, марки, химический состав. Сплавы титана

alexxlab | 16.04.1971 | 0 | Разное

Титан — свойства, характеристики, сплаты

В периодической системе химический элемент титан обозначается, как Ti (Titanium) и располагается в побочной подгруппе IV группы, в 4 периоде под атомным номером 22. Это серебристо-белый твёрдый металл, который входит в состав большого количества минералов. Купить титан вы можете на нашем сайте.

Открыли титан в конце 18 века химики из Англии и Германии Ульям Грегор и Мартин Клапрот, причём независимо друг от друга с шестилетней разницей. Название элементу дал именно Мартин Клапрот в честь древнегреческих персонажей титанов (огромных, сильных, бессмертных существ). Как оказалось, название стало пророческим, но чтобы познакомиться со всеми свойствами титана, человечеству понадобилось ещё больше 150 лет. Только через три десятилетия удалось получить первый образец металла титана. На тот момент времени его практически не использовали из-за хрупкости. В 1925 году после ряда опытов, при помощи йодидного метода химики Ван Аркель и Де Бур добыли чистый титан.

Благодаря ценным свойствам металла, на него сразу же обратили внимание инженеры и конструкторы. Это был настоящий прорыв. В 1940 году Кролль разработал магниетермический способ получения титана из руды. Этот способ актуален и на сегодняшний день.

Физические и механические свойства

Титан является довольно тугоплавким металлом. Температура его плавления составляет 1668±3°С. По этому показателю он уступает таким металлам, как тантал, вольфрам, рений, ниобий, молибден, тантал, цирконий. Титан – это парамагнитный металл. В магнитном поле он не намагничивается, но не выталкивается из него. Изображение 2
Титан обладает низкой плотностью (4,5 г/см³) и высокой прочностью (до 140 кг/мм²). Эти свойства практически не меняются при высоких температурах. Он более чем в 1,5 раза тяжелее алюминия (2,7 г/см³), зато в 1,5 раза легче железа (7,8 г/см³). По механическим свойствам титан намного превосходит эти металлы. По прочности титан и его сплавы располагаются в одном ряду со многими марками легированных сталей.

По стойкости к коррозии титан не уступает платине. Металл обладает отличной устойчивостью в условиях кавитации. Пузырьки воздуха, образующиеся в жидкой среде при активном движении титановой детали, практически не разрушают её.

Это прочный металл, способный сопротивляться разрушению и пластической деформации. Он в 12 раз твёрже алюминия и в 4 раза – меди и железа. Ещё один важный показатель – это предел текучести. С увеличением этого показателя улучшается сопротивление деталей из титана эксплуатационным нагрузкам.

В сплавах с определёнными металлами (особенно с никелем и водородом) титан способен «запоминать» форму изделия, созданную при определённой температуре. Такое изделие потом можно деформировать и оно надолго сохранит это положение. Если же изделие нагреть до температуры, при которой оно было сделано, то изделие примет первоначальную форму. Называют это свойство «памятью».

Теплопроводность титана сравнительно низкая и коэффициент линейного расширения соответственно тоже. Из этого следует, что металл плохо проводит электричество и тепло. Зато при низких температурах он является сверхпроводником электричества, что позволяет ему передавать энергию на значительные расстояния. Также титан обладает высоким электросопротивлением.
Чистый металл титан подлежит различным видам обработки в холодном и горячем состоянии. Его можно вытягивать и делать проволоку, ковать, прокатывать в ленты, листы и фольгу с толщиной до 0,01 мм. Из титана изготавливают такие виды проката: титановая лента, титановая проволока, титановые трубы, титановые втулки, титановый круг, титановый пруток.

Химические свойства

Чистый титан – это химически активный элемент. Благодаря тому, что на его поверхности формируется плотная защитная плёнка, металл обладает высокой устойчивостью к коррозии. Он не подвергается окислению на воздухе, в соленой морской воде, не меняется во многих агрессивных химических средах (например: разбавленная и концентрированная азотная кислота, царская водка). При высоких температурах титан взаимодействует с реагентами намного активнее. На воздухе при температуре 1200°С происходит его воспламенение. Возгораясь, металл даёт яркое свечение. Активная реакция происходит и с азотом, с образованием нитридной плёнки желто-коричневого цвета на поверхности титана.

Реакции с соляной и серной кислотами при комнатной температуре слабые, но при нагреве металл усиленно растворяется. В результате реакции образуются низшие хлориды и моносульфат. Также происходят слабые взаимодействия с фосфорной и азотной кислотами. Металл реагирует с галогенами. Реакция с хлором происходит при 300°С.
Активная реакция с водородом протекает при температуре чуть выше комнатной. Титан активно поглощает водород. 1 г титана может поглотить до 400 см³ водорода. Нагретый металл разлагает двуокись углерода и пары воды. Взаимодействие с парами воды происходит при температуре более 800°С. В результате реакции образуется окисел металла и улетучивается водород. При более высокой температуре горячий титан поглощает углекислый газ и образует карбид и окисел.

Способы получения

Титан является одним из самых распространённых элементов на Земле. Содержание его в недрах планеты по массе составляет 0,57%. Самая большая концентрация металла наблюдается в «базальтовой оболочке» (0,9%), в гранитных породах (0,23%) и в ультраосновных породах (0,03%). Существует около 70 минералов титана, в которых он содержится в виде титановой кислоты или двуокиси. Главные минералы титановых руд это: ильменит, анатаз, рутил, брукит, лопарит, лейкоксен, перовскит и сфен. Основные мировые производители титана – это Великобритания, США, Франция, Япония, Канада, Италия, Испания и Бельгия.
Существует несколько способов получения титана. Все они применяются на практике и вполне эффективны.

1. Магниетермический процесс.

Добывают руду, содержащую титан и перерабатывают его в диоксид, который медленно и при очень высоких температурных значениях подвергают хлорированию. Хлорирование проводят в углеродной среде. Затем хлорид титана, образовавшийся в результате реакции, восстанавливают магнием. Полученный металл нагревают в вакуумном оборудовании при высокой температуре. В результате магний и хлорид магния испаряются, остаётся титан с множеством пор и пустот. Губчатый титан переплавляют для получения качественного металла.

2. Гидридно-кальциевый метод.

Сначала получают гидрид титана, а затем разделяют его на компоненты: титан и водород. Процесс происходит в безвоздушном пространстве при высокой температуре. Образуется оксид кальция, который проходит отмывку слабыми кислотами.
Гидридно-кальциевый и магниетермический методы обычно используются в промышленных масштабах. Эти методы позволяют получить значительное количество титана за небольшой промежуток времени, с минимальными денежными затратами.

3. Электролизный метод.

Хлорид или диоксид титана подвергается воздействию высокой силы тока. В результате происходит разложение соединений.

4. Йодидный метод.

Диоксид титана взаимодействует с парами йода. Далее на титановый йодид воздействуют высокой температурой, в результате чего получается титан. Этот метод является наиболее эффективным, но и самым дорогостоящим. Титан получается очень высокой чистоты без примесей и добавок.

Применение титана

Благодаря хорошим антикоррозионным свойствам титан используют для изготовления химической аппаратуры. Высокая жаростойкость металла и его сплавов способствует применению в современной технике. Сплавы титана – это прекрасный материал для самолётостроения, ракетостроения и судостроения.

Из титана создают памятники. А колокола из этого металла известны необычайным и очень красивым звучанием. Двуокись титана является компонентом некоторых лекарственных препаратов, например: мази против кожных заболеваний. Также большим спросом пользуются соединения металла с никелем, алюминием и углеродом.

Титан и его сплавы нашли применение в таких сферах, как химическая и пищевая промышленность, цветная металлургия, электроника, ядерная техника, энергомашиностроение, гальванотехника. Вооружение, броневые плиты, хирургические инструменты и имплантаты, оросительные установки, спортинвентарь и даже украшения делают из титана и его сплавов. В процессе азотирования на поверхности металла образуется золотистая плёнка, не уступающая по красоте даже настоящему золоту.

«Титан – уникальный металл, обладающий рядом важных свойств…»

Интервью с начальником лаборатории «Титановые сплавы для конструкций самолетов и двигателей» ВИАМ, доктором технических наук Надеждой Алексеевной Ночовной.

Основным направлением деятельности Надежды Алексеевны Ночовной является разработка и создание титановых сплавов, в первую очередь сплавов на интерметаллидной основе, разработка процессов химико-термической обработки и методов модификации поверхности деталей из титановых сплавов для повышения их износостойкости и защиты от эрозионных воздействий.

Разработанные под ее руководством и при ее участии технологические процессы поверхностной обработки титановых сплавов получили широкое применение в орбитальном корабле «Буран», самолетах Як-42, Ан-225 «Мрия», Ан-22 «Антей» и в ряде космических аппаратов.

Н.А. Ночовная – лауреат премии Правительства Российской Федерации (2003 г.), автор более 100 научных трудов и 15 авторских свидетельств и патентов.

«Занятия в «титановой группе» определили мой дальнейший выбор работы и жизненный путь…»

Я коренная москвичка, родилась здесь, как и все мои родные, поэтому отношусь к Москве с особым чувством, как к родному городу, где жили и живут мои близкие и друзья. После окончания школы поступила в Московский авиационный технологический институту им. К.Э. Циолковского. Влияние на выбор института во многом оказала сфера деятельности моих родных: с авиацией были связаны отец и дядя. В институте было очень интересно, годы учебы, пожалуй, одни из лучших в жизни – как, наверное, у всех, кто получал высшее образование на дневной форме обучения.

Студенческая жизнь была очень насыщенной: кроме учебы, студенческие слеты, конференции и, конечно «картошка»… Но, главное, учиться было очень интересно. Преподавательский состав в МАТИ был тогда, как и сейчас, очень хороший. Среди преподавателей запомнились такие яркие личности, как профессора, доктора технических наук Анна Архиповна Буханова, Ольга Семеновна Бочвар, Михаил Владимирович Шаров, Виктор Владимирович Ливанов, Борис Александрович Колачев и другие ученые, которые практически создавали металловедение титановых сплавов. С третьего курса началась специализация, и я попала во вновь созданную экспериментальную «титановую группу», где было много дополнительных лекций непосредственно по данной теме. Занятия в «титановой группе» определили мой дальнейший выбор работы и жизненный путь. А работа в ВИАМе в лаборатории титановых сплавов стала делом жизни.

Один из курсов по металловедению титановых сплавов вел профессор Сергей Георгиевич Глазунов – основатель первой в России титановой лаборатории, где была создана отечественная школа титанового металловедения и заложены основы титановой металлургии нашей страны. В этой лаборатории был получен первый российский титановый слиток и разработаны конструкции вакуумно-дуговых печей для плавки этого металла, ставшие прообразом промышленных установок.

Конец 1960-х – начало 1970-х годов стали временем интенсивного развития титановых сплавов. Росло их применение в авиационной и космической технике, у титана был, можно сказать, «творческий расцвет».

Титан – уникальный металл, обладающий рядом важных свойств, которые, казалось бы, абсолютно не сочетаются. Это высокая коррозионная стойкость, малый удельный вес при высоких прочностных характеристиках и хорошей технологичности, биоинертность выше, чем у благородных металлов.

Свое первое применение титан нашел в ракетостроении: еще в конце 1950-х годов из сплава ОТ4-1 был изготовлен корпус ракеты. Создание самолета Т-4 положило начало новой эры летательных аппаратов – именно этот самолет воплотил все прогрессивные конструкторские и технологические решения своего времени и явился прообразом современного Т-50. Титановые сплавы составляли более 50% всех материалов, применяемых в самолете – вся обшивка крыльев и фюзеляжа была изготовлена из листового титанового сплава ОТ4, только шасси стальные.

Универсальность титановых сплавов позволяет применять их как в конструкции планера, так и двигателя. Использование сплавов на основе титана в авиационном двигателе на сегодняшний день возможно до температур 600°С включительно. Сейчас интенсивно ведутся разработки сплавов на основе интерметаллидов титана и технологий, которые позволят применять эти сплавы вплоть до 800°С.

«Когда состоялся первый полет Ту-160, это был наш общий праздник…»

По окончании института меня оставили на кафедре. Но, проработав в МАТИ три года, я перешла в ВИАМ. Почему так поступила? Конечно, кафедра – это и наука, и преподавание, и возможность аспирантуры. Но очень хотелось работать в ВИАМе, я уже много знала об этом институте, знала, какие известные ученые с мировым именем работают там – Сергей Георгиевич Глазунов, Самуил Зейликович Бокштейн, Валентин Николаевич Моисеев… Много слышала о Сергее Тимофеевиче Кишкине и Николае Митрофановиче Склярове. Меня приняли в титановую лабораторию, возглавляемую в то время С.Г. Глазуновым, где я работаю по сей день и благодарю судьбу, что мне была предоставлена такая возможность. Никогда не забуду первых ощущений, когда пришла в ВИАМ. Увидела воочию людей, которых мы, студенты, считали легендарными, книги и статьи которых читали. Почувствовала, что передо мной открылась дверь в новый мир, мир творчества и огромных возможностей.

Работать в этой лаборатории было очень увлекательно, я быстро поняла, что мое образование продолжается, что узнаю много нового.

Самое главное в жизни, как мне кажется – видеть плоды своих трудов, создавать что-то такое, чем пользуются люди. Особое чувство удовлетворения испытываешь, когда не просто выполняешь рутинную, повторяющуюся работу, а создаешь что-то новое, лучшее. И обстановка в лаборатории была именно такой. Здесь создавались жаропрочные и высокопрочные сплавы, работали такие выдающиеся специалисты и ученые, как уже упомянутый Валентин Николаевич Моисеев, Ольга Григорьевна Солонина, Анатолий Иванович Хорев…

Наша наука всегда была ориентирована на практику. Мы постоянно выезжали на заводы, в частности, в 80-е годы, когда создавался самолет Ту-160, как его теперь гордо называют, «Белый лебедь». В ту пору я познакомилась с ВСМПО, Верхнесалдинским металлургическим производственным объединением в Свердловской области. Теперь это – корпорация ВСМПО-АВИСМА, входящая в состав госкорпорации «Ростех», не просто большая российская металлургическая компания, производящая титан и изделия из него, но крупнейший в мире производитель титана, которому принадлежит ведущая роль в мировой индустрии производства изделий и полуфабрикатов из легких сплавов. Кстати, на этом громадном комбинате довелось побывать еще на практике, когда училась в МАТИ.

Сотрудники нашей лаборатории принимали непосредственное участие в работе ВСМПО при налаживании технологии получения полуфабрикатов для изготовления конструкций и деталей для Ту-160, отрабатывали процессы плавки, деформации и термической обработки. Командировки длились неделями и были очень насыщенными, включая ночные дежурства, поскольку производство шло непрерывно. Конечно же, там работали и сотрудники ОКБ Туполева, то есть шло комплексное взаимодействие конструкторов, материаловедов и производственников. Итогом этой работы стал первый полет Ту-160, когда мы увидели плоды своего совместного труда и это был наш общий незабываемый праздник.

«Общение с выдающимися учеными и специалистами сыграло в моем становлении очень большую роль…»

Руководителем сектора нашей лаборатории в конце 1970-годов был доктор технических наук Владислав Валентинович Тетюхин, он впоследствии сменил Сергея Георгиевича Глазунова на посту начальника лаборатории, которая тогда называлась научно-исследовательским отделением. Интересен тот факт, что свою докторскую диссертацию В.В. Тетюхин защищал в ВИАМе. В начале «лихих» 90-х годов Тетюхин вернулся на ВСМПО и впоследствии стал его генеральным директором.

Общение с выдающимися учеными и специалистами сыграло в моем профессиональном становлении очень большую роль. Когда думаю, с какими людьми сводила судьба, то понимаю, какая удивительная удача выпала мне. Каждый из них был яркой личностью, обладал высочайшим профессионализмом и учил нас – не только словами, но и делами, поступками, отношением к работе. Никогда не забуду Николая Митрофановича Склярова. Доктор технических наук и профессор, удостоенный многих наград и званий, он был необыкновенно разносторонне одаренным человеком. Создание уникальной самолетной брони, теории горения титановых сплавов и пожаробезопасных титановых сплавов – это только маленький перечень научных разработок Николая Митрофановича. Это был уникальный, удивительный человек. Необычайно интеллигентный, с высочайшей эрудицией. Как часто говорит наш Генеральный директор, академик РАН Евгений Николаевич Каблов, настоящий специалист должен уметь объяснять так, чтобы его понял человек, не сведущий в данной области. Такое умение есть далеко не у всех, но Николай Митрофанович владел им в полной мере. И в самом деле, доступно можно объяснить лишь то, что абсолютно четко понимаешь сам. Вспомним самоироничную поговорку преподавателей: так долго объяснял студентам, что даже сам все понял…

Николай Митрофанович четко ставил задачи, всегда мог дать исчерпывающие ответы на вопросы, которые тебя интересовали. Работа с ним была действительно творческой и воспитывала человека как личность.

Пожалуй, умение четко излагать свои суждения так, чтобы было понятно разным людям, и умение понимать других людей, когда они хотят тебе объяснить что-то особенное – это одно из проявлений стиля виамовской работы. А выработала такое умение практическая необходимость – ведь по роду нашей деятельности нам приходится общаться и с конструкторами, и с производственниками, и с другими специалистами. И не просто общаться, а работать, решать общие задачи, что без взаимопонимания невозможно.

Николай Митрофанович и Елена Андреевна Борисова, которая была замначальника нашей лаборатории и его супругой, запомнились как заядлые путешественники. Однажды даже прошли на атомоходе «Арктика» по Северному морскому пути. Из своих путешествий обязательно привозили фотографии и устраивали в институте очень интересные выставки. Это тоже проявление одной из многих граней выдающейся личности: и благородное стремление самим увидеть мир, и желание познакомить с новой интересной информацией товарищей по работе. Николай Митрофанович так очень захватывающе рассказывал о своих путешествиях – это дар ученого, исследователя, преподавателя, увлеченного человека.

«В работе нашей лаборатории концепция «материал – технология – конструкция» проявляется в полной мере…»

Работая в ВИАМе десятилетия, я помню, какими тяжелыми были 90-е годы. И могу сравнивать отношение к этому периоду разных поколений виамовцев. Для молодых – это трудные периоды истории, о которых они слышали от старших, а для людей старшего поколения – это было крушение всего того, к чему привыкли. Это был прямой риск потерять целый прежний мир со множеством людей, которые хорошо работали, и с которыми тебе было работать хорошо, потерять идеологию, систему ценностей, в которой жили. Это, конечно, воспринималось, как катастрофа. Словно на твоих глазах рушится дом, потому что работа для нас и тогда была, и сейчас является домом, для кого вторым, а для кого и первым, но всегда домом, в строительстве которого ты сам принимал участие.

Я до сих пор с содроганием думаю, что бы могло случиться с ВИАМом. Но мы выжили и продолжаем развиваться. И роль Евгения Николаевича Каблова здесь переоценить просто невозможно. Вот, что значит быть настоящим ученым, ученым с большой буквы, способным решать не только научные, но и административные проблемы, создавать концепцию выживания и развития, несмотря на все неблагоприятные факторы. И выстоять в тяжелые времена, повести за собой коллектив… Причем не под лозунгами борьбы и огульного отрицания прежнего, как это делали некоторые перестроечные руководители, а для того, чтобы делать конкретные дела, реализовать конкретные идеи.

Сейчас, сравнивая положение дел в разные времена, могу на основе своего опыта сказать: ВИАМ работает на уровне, который мы не могли представить даже в период интенсивного развития советской науки в 1970-е, 80-е годы. В том числе по титановым сплавам , хотя напомню, что в те годы работы по титану переживали расцвет. Я жалею о многом, что было утеряно в масштабах страны в те времена, особенно в 90-е годы,– это и отношение к науке в целом, и определенный статус НИИ, и культура высокотехнологичных производств… Но ВИАМ свой статус сохранил и впоследствии укрепил, именно наш институт стал ведущим материаловедческим центром страны.

Мы поддерживаем и развиваем контакты с предприятиями отрасли. Командировок на предприятия очень много, ездим постоянно. И я с удовольствием отмечаю у наших партнеров особое отношение к ВИАМу и виамовцам. Ведем совместные работы с Пермским «Авиадвигателем», Уфимским моторостроительным производственным объединением, ПАО «Туполев», корпорацией «Иркут», Самарским научно-техническим комплексом имени Н.Д. Кузнецова, Нижегородским «Гидромашем», Верхнесалдинским металлургическим производственным объединением, Ступинской титановой компанией, Чепецким механическим заводом… Обращает на себя внимание разнообразие наших контактов – это и металлурги, и конструкторы, и производственные предприятия, создающие авиационную технику. Положение почетное, поднимающее самооценку – мы многим нужны! – но и очень ответственное. В свое время в ВИАМе по инициативе Евгения Николаевича Каблова была создана концепция всей нашей деятельности как материаловедов, короткая формулировка которой: «материал – технология – конструкция». И в работе нашей лаборатории, в ее внешних контактах эта концепция проявляется в полной мере.

Например, наше взаимодействие с металлургами необходимо для того, чтобы, отработав процесс создания нового сплава в условиях опытного производства, масштабировать и оптимизировать этот процесс уже в виде технологии массового производства: мы продолжаем нести ответственность за то, что делают из наших сплавов уже в промышленных масштабах.

«Современная техника привлекает молодежь…»

Политика руководства ВИАМ направлена, в частности, на то, чтобы все подразделения института, в том числе наша лаборатория, имели современную исследовательскую и производственную технику. Это новые литейные и термические печи, позволяющие воплощать в жизнь инновационные технологии, такие, как получение слитков из интерметаллидных сплавов, изотермическая штамповка и т.д. Современная техника привлекает молодежь, и ее сейчас в нашей лаборатории, как и во всем ВИАМе, много. У нас работают в основном выпускники МГТУ, МАТИ, есть ребята из МИСиСа. Например, начальники секторов Евгений Борисович Алексеев и Анатолий Львович Яковлев, инженеры Анна Викторовна Новак, Станислав Владимирович Путырский и другие. Много хороших молодых специалистов, очень толковых.

Что касается современной молодежи в целом, то скажу: люди во все времена бывают неодинаковые. Разные по способностям и характеру: кто-то больше склонен заниматься сугубо исследовательской работой, а кто-то практической деятельностью. Разные в прилежании: кто-то трудолюбив, а кто-то, бывает, ленится. Разные по мотивации: кто-то учится, чтобы работать в избранной сфере, а кто-то просто хочет получить диплом… Однако молодежь надо учить и воспитывать, потому что за ней – наше будущее.

Основные публикации и патенты Н.А. Ночовной за последние годы:

1. Panin P., Nochovnaya N., Kablov D. Crystallographic texture and elastic modulus anisotropy of titanium aluminides based alloys // Proc. of Int. Workshop on Gamma Alloy Technology (GAT’13) 11–14 июня 2013 г. (Тулуза, Франция).
2. Alexeev E., Nochovnaya N., Panin P. Effect of thermomechanical treatment on properties variation of orthorhombic Ti2AlNb based alloys // Proc. of Int. Workshop on Gamma Alloy Technology (GAT’13) 11–14 июня 2013 г. (Тулуза, Франция).
3. Ночовная Н.А., Скворцова С.В., Анищук Д.С., Алексеев Е.Б., Панин П.В., Умарова О.З. Отработка технологии опытного жаропрочного сплава на основе интерметаллида Ti₂AlNb // Титан. 2013. №4(42).
4. Nochovnaya N., Panin P., Alexeev E., Kablov D. On the problem of low-temperature ductility improvement of Ti-Al and Ti-Al-Nb based alloys // Proc. of Int. Symposium on Gamma TiAl Alloys (ISGTA’14) 16–20 фев. 2014 г. (Сан-Диего, США).
5. Каблов Д.Е., Панин П.В., Ширяев А.А., Ночовная Н.А. Опыт использования вакуумно-дуговой печи ALD VAR L200 для выплавки слитков жаропрочных сплавов на основе алюминидов титана // Авиационные материалы и технологии. 2014. №2.
6. Ночовная Н.А., Панин П.В. Анализ остаточных макронапряжений в сварных соединениях титановых сплавов разных классов // Труды ВИАМ.
   2014. №5.
7. Ночовная Н.А., Панин П.В., Кочетков А.С., Боков К.А. Современные жаропрочные сплавы на основе гамма-алюминида титана: перспективы разработки и применения // Металловедение и ТОМ. 2014. №7(709).
8. Nochovnaya N.A., Panin P.V., Kochetkov A.S., Bokov K.A. Modern refractory alloys based on titanium gamma-aluminide: prospects of development and application // Metal Science and Heat Treatment. 2014. Vol. 56. №7–8.
9. Алексеев Е.Б., Ночовная Н.А., Скворцова С.В., Панин П.В., Умарова О.З. Определение технологических параметров деформации опытного жаропрочного сплава на основе интерметаллида Ti₂AlNb // Титан. 2014. №2 (44).
10. Panin P., Nochovnaya N., Kablov D., Alexeev E. Low-cost titanium alloys for titanium-polymer layered composites // Proc. of 29-th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences (ICAS’14) 7–12 сент. 2014 г. (Санкт-Петербург).
11. Ночовная Н.А., Панин П.В., Алексеев Е.Б., Боков К.А. Экономнолегированные титановые сплавы для слоистых металлополимерных композиционных материалов // Труды ВИАМ. 2014. №11.
12. Алексеев Е.Б., Ночовная Н.А., Панин П.В. Исследование структуры и фазового состава опытного жаропрочного сплава на основе интерметаллида Ti₂AlNb в деформированном состоянии // Титан. 2014. №4(46).
13. Алексеев Е.Б., Ночовная Н.А., Иванов В.И., Панин П.В., Новак А.В. Исследование влияния алюминия на фазовый состав и термомеханический режим изотермической штамповки интерметаллидного сплава ВТИ-4 // Технология легких сплавов. 2015. №1.
14. Ночовная Н.А., Панин П.В., Алексеев Е.Б., Новак А.В. Закономерности формирования структурно-фазового состояния сплавов на основе орто- и гамма-алюминидов титана в процессе термомеханической обработки // Вестник РФФИ. 2015. №1(85).
15. Ночовная Н.А., Панин П.В., Кочетков А.С. Возможность использования горячего изостатического прессования для модификации структуры нового интерметаллидного титанового гамма-сплава // Сб. трудов Международной конференции «Ti–2015 в СНГ». Межгосударственная ассоциация «Титан». 2015.
16. Ночовная Н.А. Интерметаллидные титановые сплавы нового поколения // Сб. докладов конференции «Проблемы производства слитков и полуфабрикатов из сложнолегированных и интерметаллидных титановых сплавов» (30.10.2015 г.). М.: ФГУП «ВИАМ», 2015.
17. Ночовная Н.А., Панин П.В., Кочетков А.С. Проблемы получения химически и структурно однородных слитков из жаропрочных сплавов на основе гамма-алюминида титана // Сб. докладов конференции «Проблемы производства слитков и полуфабрикатов из сложнолегированных и интерметаллидных титановых сплавов» (30.10.2015 г.). М.:  ФГУП «ВИАМ», 2015.
18. Ночовная Н.А., Панин П.В., Филатов А.А., Засыпкин В.В. Устройство и принцип работы рентгеновского дифрактометра. Учебно-методическая разработка по курсу «Методы контроля и прогнозирования свойств новых материалов» // Издательский центр МАТИ, 2010.
19. Ночовная Н.А., Панин П.В., Филатов А.А., Засыпкин В.В. Качественный рентгеноструктурный анализ. Учебно-методическая разработка по курсу «Методы контроля и прогнозирования свойств новых материалов». // Издательский центр МАТИ, 2010.
20. Ночовная Н.А., Панин П.В., Филатов А.А., Засыпкин В.В. Расчет интегральной интенсивности рентгеновской дифракции. Учебно-методическая разработка по курсу «Методы контроля и прогнозирования свойств новых материалов» // Издательский центр МАТИ, 2010.
21. Каблов Е.Н., Ночовная Н.А., Каблов Д.Е., Антипов В.В., Панин П.В., Кочетков А.С. Сплав на основе алюминида титана и изделие, выполненное из него (патент, заявка № 2015144209 от 15.10.2015 г.).
22. Каблов Е.Н., Ночовная Н.А., Антипов В.В., Панин П.В., Боков К.А. Экономнолегированный титановый сплав (патент, заявка № 2015144214 от 15.10.2015 г.).

Интервью провел и подготовил для публикации кандидат филологических наук, доцент М.И. Никитин

Титан и титановые сплавы

Лист, Плита, Лента (полоса), Шина Круг, проволока Шестигранник Квадрат Труба круглая, втулка Труба профильная Уголок Швеллер Тавр Двутавр

-Выберите-АлюминийМедьЛатуньБронзаОловоСвинецЦинкНикелевые сплавыМедно-никелевые сплавыНихромНержавеющие сталиСталь А5, А5Е, А6, А7, АД0, АД00 Д16 АМц, АМцС, ММ АД31 АД1 АМг6 АМг5 АМг3 АМг2 М1, М2, М3 Л90 Л85 Л80 Л70 ЛС59-1 Л68 Л63 БрОЦ4-3 БрОФ7-0,2 БрОФ6,5-0,15 БрАЖН10-4-4 БрХ1 БрБ2 БрКМц3-1 БрАМц9-2 БрАЖМц10-3-1,5 БрОЦС5-5-5 БрАЖ9-4 О1 С0, С1, С2 Ц0, Ц1 НМц2,5 НМц5 НК0,2 Алюмель НМцАК2-2-1 Монель НМЖМц28-2,5-1,5 Хромель Т НХ9,5 Куниаль Б МНА6-1,5 Нейзильбер МНЦ15-20 Куниаль А МНА6-1,5 Константан МНМц40-1,5 Копель МНМц43-0,5 Мельхиор МН19 Манганин МНМц3-12 МНЖ5-1 Х15Н60 Х20Н80 12Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 12Х18Н9 04Х18Н10Т, 08Х18Н12Б 08Х13, 08Х17Т, 08Х20Н14С2 08Х22Н6Т, 15Х25Т 08Х18Н10, 08Х18Н10Т 08Х18Н12Т 10Х17Н13М2Т 10Х23Н18 12Х13, 12Х17 Ст3, Ст5, Ст10, Ст20

Длина (м) b – Ширина (мм) c – Толщина (мм) Длина (м) b – Диаметр (мм) Длина (м) b – Сечение (мм) Длина (м) b – Сечение (мм) Длина (м) b – Толщина стенки (мм) c – Диаметр (мм) Длина (м) b – Толщина стенки (мм) c – Ширина (мм) d – Высота (мм) Длина (м) b – Толщина стенки (мм) c – Высота полки1 (мм) d – Высота полки2 (мм) Длина (м) b – Толщина стенки (мм) c – Ширина (мм) d – Высота (мм) Длина (м) b – Толщина стенки (мм) c – Ширина (мм) d – Высота (мм) e – Толщина перемычки (мм) Длина (м) b – Толщина стенки (мм) c – Ширина (мм) d – Высота (мм) e – Толщина перемычки (мм)

Титан. Характеристики физико-механических свойств титана – «Тиком-М»

Основные сведения о титане

Титан – химический элемент с порядковым номером 22, атомный вес 47,88, легкий серебристо-белый металл. Плотность 4,51 г/см3, Tпл=1668+(-)5 °С, Tкип=3260 °С. Титан и титановые сплавы сочетают легкость, прочность, высокую коррозионную стойкость, низкий коэффициент теплового расширения, возможность работы в широком диапазоне температур.

История открытия титана

Оксид титана TiO2 впервые был обнаружен в 1789 году английским ученым, специалистом в области минералогии У. Грегором, который при исследовании магнитного железистого песка выделил окись неизвестного металла, назвав ее менакеновой. Первый образец металлического титана получил в 1825 году шведский химик и минераловед Й. Я. Берцелиус.

Свойства титана

В периодической системе элементов Д. И. Менделеева титан расположен в IV группе 4-го периода под номером 22. В важнейших и наиболее устойчивых соединениях металл четырехвалентен. По внешнему виду похож на сталь. Титан относится к переходным элементам. Данный металл плавится при довольно высокой температуре (1668±4 °С) и кипит при 3300 °С, скрытая теплота плавления и испарения титана почти в два раза больше, чем у железа.

Известны две аллотропические модификации титана (две разновидности титана, имеющие одинаковый химический состав, но различное строение и свойства). Низкотемпературная альфа-модификация, существующая до 882,5 °С и высокотемпературная бетта-модификация, устойчивая от 882,5 °С и до температуры плавления.

По плотности и удельной теплоемкости титан занимает промежуточное место между двумя основными конструкционными металлами: алюминием и железом. Стоит также отметить, что его механическая прочность примерно вдвое больше, чем чистого железа, и почти в шесть раз выше, чем алюминия. Но титан может активно поглощать кислород, азот и водород, которые резко снижают пластические свойства металла. С углеродом титан образует тугоплавкие карбиды, обладающие высокой твердостью.

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза – железа. Коэффициент термического расширения при комнатной температуре сравнительно мал, с повышением температуры он возрастает.

Модули упругости титана невелики и обнаруживают существенную анизотропию. Модули упругости характеризуют способность материала упруго деформироваться при приложении к нему силы. Анизотропия заключается в различии свойств упругости в зависимости от направления действия силы. С повышением температуры до 350 °С модули упругости уменьшаются почти по линейному закону. Небольшое значение модулей упругости титана – существенный его недостаток, т.к. в некоторых случаях для получения достаточно жестких конструкций приходится применять большие сечения изделий по сравнению с теми, которые следуют из условий прочности.

Титан имеет довольно высокое удельное электросопротивление, которое в зависимости от содержания примесей колеблется в пределах от 42·10-8до 80·10-6 Ом·см. При температурах ниже 0,45 К он становится сверхпроводником.

Титан – парамагнитный металл. Обычно у парамагнитных веществ магнитная восприимчивость при нагревании уменьшается. Магнитная восприимчивость характеризует связь между намагниченностью вещества и магнитным полем в этом веществе. Титан составляет исключение из этого правила – его восприимчивость существенно увеличивается с температурой.

Характеристики физико-механических свойств титана (ВТ1-00)

Плотность r , кг/м3	4,5 × 10–3
Температура плавления Тпл, ° С	1668± 4
Коэффициент линейного расширения a  ×  10–6, град–1	8,9
Теплопроводность l , Вт/(м × град)	16,76
Предел прочности при растяжении s в, МПа	300–450
Условный предел текучести s 0,2, МПа	250–380
Удельная прочность (s в/r × g)× 10–3, км	7–10
Относительное удлинение d , %	25–30
Относительное сужение Y , %	50–60
Модуль нормальной упругости Е´ 10–3, МПа	110,25
Модуль сдвига G´ 10–3, МПа	41
Коэффициент Пуассона m ,	0,32
Твердость НВ	103
Ударная вязкость KCU, Дж/см2	120

Титан имеет две полиморфные модификации: a -титана с гексагональной плотноупакованной решеткой с периодами а = 0,296 нм, с = 0,472 нм и высокотемпературную модификацию b -титана с кубической объемно-центрированной решеткой с периодом а = 0,332 нм при 900 ° С. Температура полиморфного a « b -превращения составляет 882 ° С.

Механические свойства титана существенно зависят от содержания примесей в металле. Различают примеси внедрения — кислород, азот, углерод, водород и примеси замещения, к которым относятся железо и кремний. Хотя примеси повышают прочность, но одновременно резко снижают пластичность, причем наиболее сильное отрицательное действие оказывают примеси внедрения, особенно газы. При введении всего лишь 0,003 % Н, 0,02 % N или 0,7 % О титан полностью теряет способность к пластическому деформированию и хрупко разрушается.

Особенно вреден водород, вызывающий водородную хрупкость титановых сплавов. Водород попадает в металл при плавке и последующей обработке, в частности при травлении полуфабрикатов. Водород малорастворим в a -титане и образует пластинчатые частицы гидрида, снижающего ударную вязкость и особенно отрицательно проявляющегося в испытаниях на замедленное разрушение.

Поэтому содержание примесей, особенно газов, в титане и титановых сплавах (табл. 17.1, 17.2) строго ограничено.

Промышленный способ производства титана состоит в обогащении и хлорировании титановой руды с последующим его восстановлением из четыреххлористого титана металлическим магнием (магнийтермический метод). Полученный этим методом титан губчатый (ГОСТ 17746–79) в зависимости от химического состава и механических свойств выпускают следующих марок: 
ТГ-90, ТГ-100, ТГ-110, ТГ-120, ТГ-130, ТГ-150, ТГ-Т_В (см. табл. 17.1). Цифры означают твердость по Бринеллю НВ, Т_В — твердый.

Для получения монолитного титана губка размалывается в порошок, прессуется и спекается или переплавляется в дуговых печах в вакууме или атмосфере инертных газов.

Механические свойства титана характеризуются хорошим сочетанием прочности и пластичности. Например, технически чистый титан марки ВТ1-0 имеет: s _в = 375–540 МПа, s _0,2 = 295–410 МПа, d ³ 20 %, и по этим характеристикам не уступает ряду углеродистых и Cr—Ni коррозионностойких сталей.

Высокая пластичность титана по сравнению с другими металлами, имеющими ГПУ- решетку (Zn, Mg, Cd), объясняется большим количеством систем скольжения и двойникования благодаря малому сотношению с/а = 1,587. По-видимому, с этим связана высокая хладостойкость титана и его сплавов (подробнее см. гл. 13).

При повышении температуры до 250 ° С прочность титана снижается почти в 2 раза. Однако жаропрочные Ti-сплавы по удельной прочности в интервале температур 300–600 ° С не имеют себе равных; при температурах выше 600 ° С сплавы титана уступают сплавам на основе железа и никеля.

Титан имеет низкий модуль нормальной упругости (Е = 110,25 ГПа) — почти в 2 раза меньше, чем у железа и никеля, что затрудняет изготовление жестких конструкций.

Титан относится к числу химически активных металлов, однако он обладает высокой коррозионной стойкостью, так как на его поверхности образуется стойкая пассивная пленка TiO₂, прочно связанная с основным металлом и исключающая его непосредственный контакт с коррозионной средой. Толщина этой пленки обычно достигает 5–6 нм.

Благодаря оксидной пленке, титан и его сплавы не корродируют в атмосфере, в пресной и морской воде, устойчивы против кавитационной коррозии и коррозии под напряжением, а также в кислотах органического происхождения.

Производство изделий из титана и его сплавов имеет ряд технологических особенностей. Из-за высокой химической активности расплавленного титана его плавку, разливку и дуговую сварку производят в вакууме или в атмосфере инертных газов.

При технологических и эксплуатационных нагревах, особенно выше 550–600 ° С, необходимо принимать меры для защиты титана от окисления и газонасыщения (альфированный слой) (см. гл. 3).

Титан хорошо обрабатывается давлением в горячем состоянии и удовлетворительно в холодном. Он легко прокатывается, куется, штампуется. Титан и его сплавы хорошо свариваются контактной и аргонодуговой сваркой, обеспечивая высокую прочность и пластичность сварного соединения. Недостатком титана является плохая обрабатываемость резанием из-за склонности к налипанию, низкой теплопроводности и плохих антифрикционных свойств.

Основной целью легирования титановых сплавов является повышение прочности, жаропрочности и коррозионной стойкости. Широкое применение нашли сплавы титана с алюминием, хромом, молибденом, ванадием, марганцем, оловом и др. элементами. Легирующие элементы оказывают большое влияние на полиморфные превращения титана.

Таблица 17.1

Марки, химический состав (%) и твердость титана губчатого (ГОСТ 17746–79)

Марка	Ti, не менее	Не более							Твердость НВ, 10/1500/30, не более
		Fe	Si	Ni	C	Cl	N	O
ТГ-90	99,74	0,05	0,01	0,04	0,02	0,08	0,02	0,04	90
ТГ-100	99,72	0,06	0,01	0,04	0,03	0,08	0,02	0,04	100
ТГ-110	99,67	0,09	0,02	0,04	0,03	0,08	0,02	0,05	110
ТГ-120	99,64	0,11	0,02	0,04	0,03	0,08	0,02	0,06	120
ТГ-130	99,56	0,13	0,03	0,04	0,03	0,10	0,03	0,08	130
ТГ-150	99,45	0,2	0,03	0,04	0,03	0,12	0,03	0,10	150
ТГ-Тв	99,75	1,9	–	–	0,10	0,15	0,10	–	–

Таблица 17.2

Марки и химический состав (%) деформируемых титановых сплавов (ГОСТ 19807–91)

Обозначения марок	Ti	Al	V	Mo	Sn	Zr	Mn	Cr	Si	Fe	O	H	N	C
ВТ1-00	Основа	–	–	–	–	–	–	–	0,08	0,15	0,10	0,008	0,04	0,05
ВТ1-0	То же	–	–	–	–	–	–	–	0,10	0,25	0,20	0,010	0,04	0,07
ВТ1-2	То же	–	–	–	–	–	–	–	0,15	1,5	0,30	0,010	0,15	0,10
ОТ4-0	То же	0,4–1,4	–	–	–	0,30	0,5–1,3	–	0,12	0,30	0,15	0,012	0,05	0,10
ОТ4-1	То же	1,5–2,5	–	–	–	0,30	0,7–2,0	–	0,12	0,30	0,15	0,012	0,05	0,10
ОТ4	То же	3,5–5,0	–	–	–	0,30	0,8–2,0	–	0,12	0,30	0,15	0,012	0,05	0,10
ВТ5	То же	4,5–6,2	1,2	0,8	–	0,30	–	–	0,12	0,30	0,20	0,015	0,05	0,10
ВТ5-1	То же	4,3–6,0	1,0	–	2,0 –3,0	0,30	–	–	0,12	0,30	0,15	0,015	0,05	0,10
ВТ6	То же	5,3–6,8	3,5–5,3	–	–	0,30	–	–	0,10	0,60	0,20	0,015	0,05	0,10
ВТ6с	То же	5,3–6,5	3,5–4,5	–	–	0,30	–	–	0,15	0,25	0,15	0,015	0,04	0,10
ВТ3-1	То же	5,5–7,0	–	2,0–3,0	–	0,50	–	0,8–2,0	0,15–0,40	0,2–0,7	0,15	0,015	0,05	0,10
ВТ8	То же	5,8–7,0	–	2,8–3,8	–	0,50	–	–	0,20–0,40	0,30	0,15	0,015	0,05	0,10
ВТ9	То же	5,8–7,0	–	2,8–3,8	–	1,0–2,0	–	–	0,20–0,35	0,25	0,15	0,015	0,05	0,10
ВТ14	То же	3,5–6,3	0,9–1,9	2,5–3,8	–	0,30	–	–	0,15	0,25	0,15	0,015	0,05	0,10
ВТ20	То же	5,5–7,0	0,8–2,5	0,5–2,0	–	1,5–2,5	–	–	0,15	0,25	0,15	0,015	0,05	0,10
ВТ22	То же	4,4–5,7	4,0–5,5	4,0–5,5	–	0,30	–	0,5–1,5	0,15	0,5–1,5	0,18	0,015	0,05	0,10
ПТ-7М	То же	1,8–2,5	–	–	–	2,0–3,0	–	–	0,12	0,25	0,15	0,006	0,04	0,10
ПТ-3В	То же	3,5–5,0	1,2–2,5	–	–	0,30	–	–	0,12	0,25	0,15	0,006	0,04	0,10
АТ3	То же	2,0–3,5	–	–	–	–	–	0,2–0,5	0,20–0,40	0,2–0,5	0,15	0,008	0,05	0,10

Примечание. Сумма прочих примесей во всех сплавах составляет 0,30 %, в сплаве ВТ1-00 — 0,10 %.

Лучше, чем титан – Наука – Коммерсантъ

Специалисты научно-исследовательского материаловедческо-технологического отделения АО ВНИИНМ (входит в состав топливной компании «Росатома» — ТВЭЛ) получили три патента России.

Высокотемпературный гафнийсодержащий сплав на основе титана защищен первым из патентов. Смысл изобретения в том, что гафний как легирующий элемент повышает термическую стабильность сплава, увеличивает сопротивление ползучести (медленной деформации металла под воздействием постоянной нагрузки), улучшает свариваемость, механическую прочность и модуль упругости титана.

Чистый гафний используется в регулировочных стержнях атомных реакторов. Он непроницаем для нейтронов, а значит, гафниевыми стержнями можно управлять ядерной реакцией: металл будет поглощать избыточные нейтроны, которые в противном случае могли бы превратить реактор в атомную бомбу. Отличная способность гафния поглощать нейтроны мало меняется, и регулирующие стержни из гафния сохраняют работоспособность весь срок эксплуатации реактора.

Гафний очень стоек к коррозии и к действию агрессивных сред (горячая вода, пар, жидкий натрий, щелочи, разбавленная соляная кислота, азотная кислота любой концентрации, органические жидкости). Эти свойства позволяют использовать гафний в контакте с водяным теплоносителем без защитной оболочки. У гафния также высокая термическая и радиационная стойкость.

Участие гафния в сплаве с титаном значительно улучшает механические и антикоррозионные свойства материала.

Одновременно с разработкой новых материалов на основе титана во ВНИИНМе разработана и технология их получения при помощи двойного электронно-лучевого переплава, и это второй патент — «Способ получения слитков сплава на основе титана». Электронно-лучевой переплав происходит в глубоком вакууме, шихта подвергается воздействию пучка электронов, результатом становятся сверхвысокочистые металлы. Авторы патента сообщают, что полученные таким способом материалы назначены к использованию в основном в аэрокосмической технике.

Из слитка гафнийсодержащего сплава титана во ВНИИНМе научились делать плоские плашки, и этот метод защищен третьим патентом — «Способ изготовления плоских изделий из гафнийсодержащего сплава на основе титана». Разработка открыла широкие возможности получения изделий из сплавов на основе титана с самым разнообразным сочетанием механических свойств — вплоть до максимально возможных — благодаря легированию, термической обработке, деформационному упрочнению. Изделия пригодны для длительной эксплуатации в вакууме при температурах до 1000 градусов Цельсия или на воздухе в течение суток при такой же температуре.

«Обычно титановые сплавы заменяют сталь там, где необходимо уменьшить массу конструкции, и алюминий — при работе с повышенными температурами. Роль титана как конструкционного материала, основы высокопрочных сплавов для авиации и судостроения быстро возрастает. В этой связи разработка и исследование сплавов титана с улучшенными характеристиками будет продолжаться»,— подчеркнул первый заместитель генерального директора АО ВНИИНМ Владислав Орлов.

Государственный научный центр «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А. А. Бочвара» — головная организация госкорпорации «Росатом» по вопросам материаловедения и технологий ядерного топливного цикла, технологий обращения с делящимися и ядерными материалами, остающимися в оборонной области.

Владимир Тесленко, кандидат химических наук

Алюминий с «титановой» прочностью | Наука НИТУ «МИСиС»

В НИТУ «МИСиС» разработали упрочняющие модификаторы для 3D-печати изделий из алюминиевых композитов для аэрокосмической промышленности. Ученые НИТУ «МИСиС» предложили технологию, позволяющую в 2 раза увеличить прочность композитов, полученных с помощью 3D печати из алюминиевого порошка и приблизить характеристики полученных изделий к качеству титановых сплавов: прочность титана примерно в 6 раз выше, чем у алюминия, но и плотность титана в 1,7 раз выше (самолет или космический корабль из алюминия был бы значительно легче).

Ученые НИТУ «МИСиС» разработали упрочняющие модификаторы для 3D-печати изделий из алюминиевых композитов для аэрокосмической промышленности. Предложенная технология позволяет в 2 раза увеличить прочность композитов, полученных с помощью 3D-печати из алюминиевого порошка и приблизить характеристики полученных изделий к качеству титановых сплавов: прочность титана примерно в 6 раз выше, чем у алюминия, но и плотность титана в 1,7 раз выше. Основой нового композита стали разработанные модификаторы-прекурсоры на основе нитридов и оксидов алюминия, полученные сжиганием. Результаты работы опубликованы в высокорейтинговом научном журнале Sustainable Materials and Technologies.

Еще два десятилетия назад литьё в формы рассматривалось как единственный рентабельный способ изготовления объемных изделий. Прошли годы, прежде чем появился 3D-принтер по металлу, способный составить достойную конкуренцию металлургическим способам производства. Преимущество изготовления изделий сложной формы с помощью аддитивных технологий в получении более сложных конструкций получаемых изделий, низкая себестоимость и теоретически любая комбинация получаемых материалов.

В настоящее время существует несколько технологий, которые используются для печати металлом, основными из которых являются селективное лазерное плавление (Selective Laser Melting, SLM) и селективное лазерное спекание (Selective Laser Sintering, SLS). Обе они подразумевают постепенное наслаивание металлических порошковых «чернил» слой за слоем для построения заданной объемной фигуры. SLS или SLM — технологии аддитивного производства, основанные на послойном спекании порошковых материалов с помощью луча мощного (до 500 Ватт) лазера.

Один из оптимальных по характеристикам металлов для изготовления изделий для аэрокосмической промышленности— это титан, однако в 3D-печати он неприменим по причине пожаро- и взрывоопасности порошков. Альтернативой выступает алюминий, легкий (плотность 2700 кг/м3) — одно из главных требований отрасли, пластичный, обладающий модулем упругости ~70 МПа, пригодный для 3D-печати, однако недостаточно прочный и твердый: предел прочности даже для сплава Дюраль до 500 МПа, твердость по Бринелю НВ на уровне 20 кгс/мм2.

Решение задачи упрочения алюминиевой 3D-печати предложил научный коллектив кафедры цветных металлов и золота НИТУ «МИСиС» под руководством приглашенного профессора Александра Громова.

«Мы разработали технологию упрочения алюмоматричных композитов, полученных методом 3D-печати, получив инновационные прекурсоры — модификаторы, полученные сжиганием порошков алюминия. Продукты горения — нитриды и оксиды алюминия — обладают специфически подготовленной для спекания, разветвленной поверхностью со сформированными переходными нанослоями между частицами. Именно особые свойства и структура поверхности позволяет частицам прочно прикрепляться к алюминиевой матрице и в итоге повышает прочность полученных композитов в 2 раза», — рассказал руководитель исследовательской группы Александр Громов.

В настоящее время коллектив разработчиков тестирует полученные с помощью новой технологии прототипы изделий.

Предпочтительные марки титана в стоматологии

Многочисленные фундаментальные и прикладные исследования заявляют, что лучшим материалом для изготовления дентальных имплантатов является титан.

В России для производства различных конструкций используется технически чистый титан марок BT 1-0 и BT 1-00 (ГОСТ 19807−91), а за рубежом применяют так называемый «коммерчески чистый» титан, который делят на 4 марки (Grade 1−4 ASTM, ISO). Также применяется титановый сплав Ti-6Al−4V (ASTM, ISO), являющийся аналогом отечественного сплава BT-6. Все эти вещества различны по химическому составу и механическим свойствам.

Титан марки Grade 1,2,3 – не используется в стоматологии, т.к. слишком мягкий.

Преимущества чистого титана марки Grade 4 (СP4)

• Лучшая биологическая совместимость
• Отсутствие в составе токсичного ванадия (V)
• Лучшая стойкость к коррозии
• 100% отсутствие аллергических рекаций

По данным исследования научных статей, методических и презентационных публикаций зарубежных компаний, стандартов ASTM, ISO, ГОСТ имеются сравнительные таблицы свойств и состава титана разных марок.

Таблица 1. Химический состав титана по ISO 5832/II и ASTM F 67−89.

Элемент	Grade 1, %	Grade 2, %	Grade 3, %	Grade 4, %	Ti-6Al−4V, %
Азот	0,03	0,03	0,05	0,05	(0,05)
Углерод	0,1	0,1	0,1	0,1	(0,1)
Водород	0,015	0,015	0,015	0,015	(0,015)
Железо	0,2	0,3	0,3	0,5	(0,4)
Кислород	0,18	0,25	0,35	0,5 (0,4)**	(0,2)
Алюминий	нет	нет	нет	нет	(5,5−6,75)
Ванадий	нет	нет	нет	нет	(3,5−4,5)
Титан	остальное	остальное	остальное	остальное	остальное

** — Данные ISO и ASTM совпадают во многих пунктах, при их расхождении показатели ASTM приведены в скобках.

Таблица 2. Механические свойства титана по ISO 5832/II и ASTM F 67−89.

	Grade 1, МПа	Grade 2, МПа	Grade 3, МПа	Grade 4, МПа	Ti-6Al−4V, МПа
Предел прочности на растяжение	240	345	450	550	(895)
Предел текучести	170	230 (275)	300 (380)	440 (483)	(830)

Таблица 3. Химический состав титановых сплавов по ГОСТ 19807−91.

Элемент	Титановый сплав ВТ 1−0, %	Титановый сплав ВТ 1−00, %	Титановый сплав ВТ-6, %
Азот	0,04	0,04	0,05
Углерод	0,07	0,05	0,1
Водород	0,01	0,008	0,015
Железо	0,25	0,15	0,6
Кислород	0,2	0,1	0,2
Алюминий	нет	нет	5,3−6,8
Ванадий	нет	нет	3,5−4,5
Цирконий	нет	нет	0,3
Другие примеси*	0,3	0,1	0,3

* В титане марки ВТ 1−00 допускается массовая доля алюминия не более 0,3%, в титане марки ВТ 1−0 — не более 0,7%.

Таблица 4. Механические свойства титановых сплавов по ГОСТ 19807−91.

Показатели механических свойств	Титановый сплав ВТ 1−0, МПа	Титановый сплав ВТ 1−00, МПа	Титановый сплав ВТ-6, МПа
Предел прочности на растяжение	200−400	400−550	850−1000***
Предел текучести	350	250	***

** Данные приведены по ОСТ 1 90 173−75.
*** В доступной литературе данных не обнаружено.

Самым прочным из рассмотренных материалов является сплав Ti-6Al−4V (отечественный аналог ВТ-6). Увеличение прочности достигается за счет введения в его состав алюминия и ванадия. Однако, данный сплав относится к биоматериалам первого поколения и, несмотря на отсутствие каких-либо клинических противопоказаний, он используется все реже. Это положение приведено в аспекте проблем эндопротезирования крупных суставов.

С точки зрения лучшей биологической совместимости, более перспективными представляются вещества, относящиеся к группе «чистого» титана. Необходимо отметить, что когда говорят о «чистом» титане, имеют в виду одну из четырех марок титана, допущенных для введения в ткани организма в соответствии с международными стандартами. Как видно из приведенных выше данных, они различны по химическому составу, который, собственно, и определяет биологическую совместимость и механические свойства.

Важен также вопрос о прочности этих материалов. Лучшими характеристиками в этом отношении обладает титан класса 4.
При рассмотрении его химического состава можно отметить, что в титане этой марки увеличено содержание кислорода и железа. Принципиальным является вопрос: ухудшает ли это биологическую совместимость?

Увеличение кислорода, вероятно, не будет являться отрицательным. Увеличение содержания железа на 0,3% в титане Grade 4 (по сравнению с Grade 1) может вызвать некоторые опасения, так как, по экспериментальным данным, железно (так же как и алюминий) при имплантации в ткани организма приводит к образованию вокруг имплантата соединительно-тканной прослойки, что является признаком недостаточной биоинертности металла. Кроме того, по тем же данным, железо подавляет рост органической культуры. Однако, как говорилось, приведенные выше данные касаются имплантации «чистых» металлов.

В данном случае важным является вопрос: возможен ли выход ионов железа через слой окиси титана в окружающие ткани, и если возможен, то с какой скоростью и каков из дальнейший метаболизм? В доступной литературе мы не встретили информации по этому поводу.

При сопоставлении зарубежных и отечественных стандартов можно отметить, что разрешенные для клинического применения в нашей стране титановые сплавы ВТ 1−0 и ВТ 1−00 практически соответствуют маркам «чистого» титана Grade 1 и 2. Пониженное содержание кислорода и железа в этих марках приводит к снижению их прочностных свойств, что не может считаться благоприятным. Хотя у титана марки ВТ 1−00 верхняя граница предела прочности на растяжение соответствует аналогичному показателю Grade 4, предел текучести при этом у отечественного сплава почти в два раза ниже. Кроме того, в его состав может входить алюминий, что, как указывалось выше, нежелательно.

При сопоставлении зарубежных стандартов можно отметить, что американский стандарт является более строгим, и стандарты ISO ссылаются на американские в ряде пунктов. Кроме того, делегация США выразила несогласие при утверждении стандарта ISO в отношении титана, используемого в хирургии.

Таким образом, можно утверждать, что:
Лучшим материалом для изготовления дентальных имплантатов, на сегодняшний день, является «чистый» титан класса 4 по стандарту ASTM, так как он:

• не содержит токсичного ванадия, как, например, сплав Ti-6Al−4V;
• наличие в его составе Fe (измеряемого в десятых долях %) не может считаться отрицательным, так как даже в случае возможного выхода ионов железа в окружающие ткани воздействие их на ткани не является токсичным, как у ванадия;
• титан класса 4 обладает лучшими прочностными свойствами по сравнению с другими материалами группы «чистого» титана;

Рабочая лошадка Металлы для обработки, 3D-печать

Применение алюминия

Алюминий повсюду – это самый распространенный металл на планете. Тонкий слой оксида алюминия, который образуется на нем при контакте с воздухом, делает его практически не подверженным коррозии, а его легкий вес помогает вашим частям не действовать как якорь лодки. Хотя алюминий обычно не реагирует с кислотами, он имеет тенденцию к коррозии в щелочной (основной) среде.

Как правило, алюминий используется в самолетостроении и строительных материалах, например, в ненесущих каркасах.В частности, 6061 – это выбор для велосипедных рам, резервуаров для акваланга, рыболовных катушек, небольших лодок и рам транспортных средств. Более высокие свойства 7075 делают его идеальным для форм для пластмасс и инструментов, а также для корпусов самолетов. А если вам нужен хороший электрический проводник, то это подойдет алюминий. Он обладает отличной способностью передавать тепло, что делает его идеальным для радиаторов.

Алюминиевый сплав AlSi10Mg, используемый в нашем процессе прямого лазерного спекания металлов (DMLS), добавляет кремний и магний.Он часто используется для литья и больше всего похож на сплав серии 3000, учитывая добавление магния в качестве основного легирующего элемента. Свойства алюминия, напечатанного на 3D-принтере, превосходят его отлитый под давлением аналог, за исключением меньшего удлинения при разрыве.

Применение титана

Титан также является одним из самых распространенных металлов на Земле, но его температура плавления настолько высока, что его трудно переработать в пригодный для использования продукт. Это большая причина, по которой он дороже других металлов.Титановые детали связаны с дополнительными затратами, поскольку их трудно обрабатывать. Титан известен своей прочностью и имеет высокое отношение прочности к весу. Он также предлагает отличную коррозионную стойкость и столь же плохую проводимость.

Один из плюсов титана – низкое тепловое расширение. Обладая температурой плавления около 3000 градусов F (1660 градусов C), при воздействии тепла он лучше сохраняет свою форму. Более того, титан не поглощает тепло, а отражает его, поэтому вы найдете его в окнах с низким энергопотреблением, отражая инфракрасные лучи от солнца.

С точки зрения внешнего вида, цвет титана варьируется в зависимости от того, насколько сильно он был изменен. Он может варьироваться от тускло-серого в необработанном виде до блестящего серебристого в гладком виде. В нашем процессе DMLS используется титан Ti 6Al4V, чаще называемый Ti 6-4. Он имеет механические свойства, аналогичные отожженному титану марки 23, и обладает исключительной прочностью на разрыв.

типов титановых сплавов | Центр обработки титана

Титан считается одним из самых прочных металлов.Его прочность, термостойкость, водо- и солеустойчивость, а также небольшой вес делают его идеальным металлом для множества применений. Эти области применения варьируются от ювелирных изделий и зубных имплантатов до самолетов и кораблей. Чистый титан прочен и устойчив к коррозии. Титановые сплавы сохраняют ту же прочность и коррозионную стойкость, но приобретают большую гибкость и ковкость металла, с которым они сочетаются. Поэтому у титановых сплавов больше применений, чем у чистого титана. Существует шесть марок чистого титана (1, 2, 3, 4, 7 и 11) и 4 разновидности титановых сплавов.Титановые сплавы обычно содержат следы алюминия, молибдена, ванадия, ниобия, тантала, циркония, марганца, железа, хрома, кобальта, никеля и меди.

Четыре марки или разновидности титановых сплавов: Ti 6AL-4V, Ti 6AL ELI, Ti 3Al 2,5 и Ti 5Al-2,5Sn.

Ti 6Al-4V (класс 5)

Ti-6AL-4V – наиболее часто используемый из титановых сплавов. Поэтому его обычно называют «рабочей лошадкой» из титанового сплава. Считается, что он используется в половине случаев использования титана во всем мире.

Эти желаемые свойства делают Ti-6AL-4V популярным выбором в нескольких отраслях промышленности, включая медицинскую, морскую, аэрокосмическую и химическую обработку. Ti 6AL-4V обычно используется для изготовления:

• Авиационные турбины
• Детали двигателя
• Конструктивные элементы самолета
• Крепеж для аэрокосмической отрасли
• Высокопроизводительные детали автоматики
• Морское применение
• Спортивный инвентарь

Ti 6AL-4V ELI (класс 23)

Ti 6 AL-4V ELI обычно называют хирургическим титаном из-за его использования в хирургии.Это более чистый вариант титанового сплава Grade 5 (Ti 6AL-4V). Его можно легко формовать и разрезать на небольшие пряди, катушки и проволоку.

Обладает такой же прочностью и высокой коррозионной стойкостью, что и Ti 6AL-4V. Кроме того, он легкий и устойчив к повреждениям другими сплавами. Его использование очень желательно в медицине и стоматологии для использования в сложных хирургических процедурах не только из-за этих свойств, но и из-за уникальных хирургических свойств, которыми обладает Ti 6AL-4V ELI.Он обладает превосходной биосовместимостью, что позволяет легко вживлять его и прикреплять к кости, при этом он принимается человеческим телом. Некоторые из наиболее распространенных хирургических процедур, в которых используется Ti 6AL-4V ELI, включают:

• Спицы и винты ортопедические
• Тросы ортопедические
• Зажимы для лигатуры
• Скобы хирургические
• Пружины
• Ортодонтические аппараты
• При замене суставов
• Криогенные сосуды
• Аппараты костной фиксации

Ti 3Al 2.5 (12 класс)

Ti 3 AI 2.5 – это титановый сплав с лучшей свариваемостью. Он также прочен при высоких температурах, как и другие титановые сплавы. Этот титановый сплав класса 12 уникален тем, что он обладает характеристиками нержавеющей стали (одного из других прочных металлов), например, тяжелее других титановых сплавов.

Ti 3 Al 2,5 чаще всего используется в обрабатывающей промышленности, особенно в оборудовании. Он очень устойчив к коррозии и может образовываться под воздействием тепла или холода.Титановый сплав марки 12 чаще всего используется в следующих отраслях и сферах применения:

• Кожух и теплообменники
• Применение в гидрометаллургии
• Химическое производство при повышенных температурах
• Морские и авиационные компоненты

Ti 5Al-2.5Sn (класс 6)

Ti 5Al-2.5Sn – это нетермообрабатываемый сплав, который обеспечивает хорошую свариваемость и стабильность. Он также обладает высокой температурной стабильностью, высокой прочностью и хорошей коррозионной стойкостью.Он обладает исключительно высоким сопротивлением ползучести (пластической деформации в течение длительного периода времени, обычно вызываемой экстремальными температурами). Ti 5Al-25.Sn в основном используется в самолетах и ​​планерах.

Титан в целом – очень прочный и прочный металл. В чистом виде он имеет множество применений. Эти сплавы придают уже прочному металлу большую пластичность и гибкость, открывая двери для многих других областей применения. Каждый титановый сплав обладает одинаковой прочностью и устойчивостью к коррозии. Они различаются по гибкости, что делает конкретный сплав идеальным для конкретных отраслей и областей применения.В Центре обработки титана вы можете найти большой выбор как чистых сплавов, так и сплавов титана для вашего проекта. Позвоните нам сегодня, чтобы запланировать заказ или задать вопрос.

Вуд на одну пятую его первоначальной толщины Превосходит стали и титана

*

Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика ofCook IslandsCosta RicaCote D ‘ИвуарХорватияКубаКипрЧешская РеспубликаДанияДжибутиДоминикаДоминиканская РеспубликаВосточный ТиморЭквадорЭгипетЭль-СальвадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФолклендские острова (Мальвина) Фарерские островаФиджиФинляндияФермания Югославия Французская республика МакедонияГранция tarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-Марин ОСАО Tome и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUruguayUS Малые отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U .S.) Острова Уоллис и Футуна Западная Сахара Йемен Югославия Замбия Зимбабве

Факты и характеристики титана: Руководство производителя

Выбор подходящего металла для вашей области применения имеет решающее значение для получения готового продукта, который не только сможет служить своему назначению, но и будет соответствовать всем требованиям безопасности. Титан – популярный металл, который используется в различных отраслях промышленности благодаря своим благоприятным свойствам. Это ваш путеводитель по свойствам, использованию и производству титана.

Что такое титан?

Титан – обычный элемент земной коры. Его атомный номер 22 в периодической таблице элементов. Два основных минерала, которые содержат титан, – это рутил и ильменит, которые составляют 24% земной коры. Это приводит к тому, что титан является 9-м самым распространенным металлом Земли и обычно содержится в горных породах и отложениях.

Ti – переходный металл, а это означает, что он может связываться с использованием электронов с нескольких энергетических уровней.Металл серебристого цвета, низкой плотности и высокой прочности. Название происходит от слова «Титан», которое происходит от существ греческой мифологии, известных как «титаны», которые были чрезвычайно сильными и выносливыми.

История титана

Титан был впервые обнаружен в 1791 году геологом преподобным Уильямом Грегором. Он нашел интересное вещество в русле ручья и, проанализировав его, обнаружил, что это смесь магнетита, оксида железа и нового металла.

4 года спустя немецкий ученый по имени Мартин Генрих Клапрот изучал компоненты руды и понял, что в ней есть новый металл.Он назвал его титаном, а позже выяснил, что образец Грегора также содержал титан.

Чистый титан был впервые произведен американским металлургом Мэтью А. Хантером в 1910 году. Позже, в 1932 году, металлический титан был впервые использован вне лаборатории, когда Уильям Джастин Кролл доказал, что его можно получить путем восстановления тетрахлорида титана (TiCl4) с помощью кальций. Восемь лет этот процесс был усовершенствован с помощью магния и натрия.

В 1950-х и 60-х годах Советский Союз стал пионером использования этого удивительного металла в аэрокосмической и оборонной промышленности во время холодной войны и был крупнейшим его производителем.Находясь на стороне США, титан считался стратегическим материалом, который правительство США использовало на протяжении всего периода холодной войны. Правительство, а именно Центр оборонных запасов, поддерживало большие запасы титановой губки, пока они не были окончательно исчерпаны в 2000-х годах.

Характеристики титана

Титан – удивительный материал, обладающий уникальными свойствами, которые делают его востребованным при производстве многих современных и инновационных приложений.Он прочный и легкий. Прочность на растяжение Ti составляет от 30 000 до 200 000 фунтов на квадратный дюйм в зависимости от типа титана. Это также низкая плотность; около 60% плотности железа, что снижает нагрузку и деформацию более тяжелых металлов при одновременном уменьшении общего веса изделий, которые он используется для производства. На самом деле у титана самое высокое отношение прочности к плотности среди всех металлических элементов.

Точка плавления титана намного выше, чем у нержавеющей стали. Это, в сочетании с малым весом и высокой прочностью, является причиной того, что титан и титановые сплавы используются в самолетах, ракетах и ​​ракетах, где важны прочность, малый вес и устойчивость к высоким температурам.

Титан обладает превосходной эластичностью, демонстрируя модуль Юнга, эквивалентный примерно 50% нержавеющей стали, что делает его желательным для определенных применений пружин.

Он также чрезвычайно востребован в медицинском производстве, потому что металлический титан является одним из наиболее биосовместимых существующих металлов, что приводит к его использованию во всем, от искусственных суставов до сердечных клапанов и других хирургических имплантируемых устройств.

Степень теплового расширения титана и титановых сплавов обычно эквивалентна примерно 50% нержавеющей стали.Это означает, что нагрев металла вызывает меньшее изменение размеров по сравнению с нержавеющей сталью или алюминием. Это, в сочетании с его сверхпроводящими свойствами, хорошо подходит для использования в таких устройствах, как асинхронные двигатели и производство полупроводников.

Некоторые другие свойства титана включают:

• Отличные свойства теплопередачи
• Высокая температура плавления – 3135 градусов по Фаренгейту (это на 400 градусов выше точки плавления стали и на 200 градусов выше, чем у алюминия)
• Высокая устойчивость к минералам, кислотам и хлоридам
• Нетоксичен – подходит для использования в медицинских устройствах, которые вводятся в тело человека
• Высокое электрическое сопротивление

Проблемы титана

Поскольку титан очень прочен, его трудно отливать.Он также обладает высокой реакционной способностью, что означает, что с ним необходимо тщательно обращаться на каждом этапе производства. По сравнению с другими металлами, титан, как правило, дороже из-за его ценных свойств, а также времени и ресурсов, необходимых для его производства.

Как производится титан?

В природе титан встречается только в химических соединениях; наиболее распространены кислород и железо. Чтобы получить готовый продукт, титан должен пройти несколько различных процессов, чтобы получить готовый продукт.Количество и тип процессов варьируются в зависимости от предполагаемого конечного применения. Однако независимо от того, какой продукт является желаемым, титан сначала нужно отделить от руды и превратить в чистый титан. Это называется процессом Кролла.

Процесс Кролла

1. Руда начинается в реакторе с псевдоожиженным слоем, который производит очищенный оксид титана.
2. Очищенный оксид титана затем окисляют хлором с получением тетрахлорида титана.
3. Затем примеси подвергаются фракционной перегонке.
4. Затем продукт перемещают в реактор из нержавеющей стали, где он смешивается с магнием в атмосфере аргона. Результатом этого этапа являются хлориды титана 3 и титана 2 (TiCl2).
5. Затем восстанавливают титан 3 и титан 2 с получением чистого титана и хлорида магния.

От начала до конца процесс Kroll занимает несколько дней. Конечный продукт представляет собой титановую «титановую губку», которая затем готова к дальнейшей обработке, из которой в конечном итоге могут быть изготовлены стержни, пластины, листы, проволока или все, что требуется для вашего приложения.Вот как выглядит химическая реакция в виде уравнения: TiCl4 + 2Mg => Ti + 2MgCl2

После изготовления губки процесс продолжается плавлением титановой губки или губки с лигатурой. Это делается для формирования слитка. Оттуда материал перемещается к первичному производству, где слиток превращается в обычные прокатные изделия, такие как заготовка, пруток, лист, лист, полоса и труба; а затем вторичное изготовление готовых профилей из прокатных изделий.

История прокатки титана в Ульбрихе

История титана в Ульбрихе является одновременно увлекательным случаем и применимым примером того, как наша приверженность и приверженность развитию возможностей материалов может способствовать постоянному успеху.

В начале 1980-х Ulbrich охватил аэрокосмический рынок со своей лентой для бортовых самописцев, тонкой фольгой из сплава на основе никеля, которая использовалась в течение десятилетий с большим успехом. С ростом инноваций в коммерческих и оборонных приложениях потребность в титановой фольге росла в результате этих технических достижений.

Однако в то время цепочки поставок были ограничены. Титан обычно поставлялся только в виде листов, пластин и прутков с использованием горячей прокатки и вакуумного отжига для создания конечного продукта.Холодная прокатка, очистка и непрерывный отжиг были ограничены, а то и вовсе отсутствовали.

Ключевой момент выхода на рынок титана для Ульбриха произошел в конце 1980-х годов с нашей первой установленной программой для заказчиков непрерывной ленты из титана Grade 9. Мы поставляли металлический титан на аэрокосмический рынок, а также многим субподрядчикам, занимающимся разработкой и производством коммерческих и военных самолетов. На аэрокосмическом рынке растет потребность в титановой спиральной ленте и фольге для конструктивных элементов, изготовленных для защиты компонентов двигателей этих планеров.Благодаря самоотверженности наших штатных металлургов, Ульбрих разработал цепочку поставок для закупки небольших рулонов титанового исходного материала и холодной прокатки металла на нашем предприятии.

Для нас это было, мягко говоря, вызовом. Титан ведет себя совсем иначе, чем нержавеющая сталь и никелевые сплавы. Наше производство было вынуждено адаптироваться к трудностям производства титана, разработке новых технологий и инвестированию в новые возможности для производства металлического титана, который соответствовал нашим ожиданиям и ожиданиям наших клиентов.Многие возможности как в процессе прокатки, так и в процессе отжига стали возможны благодаря развитию технологий и установке нового оборудования. Это в сочетании с инвестициями в несколько других технологий и глубоким культурным обязательством всей нашей организации раздвинуть границы того, что раньше считалось невозможным, позволило производить нашу титановую полосу с более высоким уровнем качества и эффективности, чем когда-либо прежде.

Небольшая победа после небольшой победы помогла укрепить доверие в компании, что привело к дальнейшим разработкам, которые помогли Ульбриху стать ключевым партнером по производству титановой ленты в различных отраслях промышленности.Со временем мы усовершенствовали наш процесс и подготовились к следующему поколению требований к титану.

Типы титана и их применение

Существуют различные типы титана, которые подходят для различных применений в зависимости от их прочности и свойств.

Диоксид титана

Диоксид титана, также известный как оксид титана, выпускается в виде мелкодисперсного белого титанового порошка. Придает изделиям ярко-белый оттенок. Он создается, когда титан естественным образом взаимодействует с кислородом.Эта форма титана чрезвычайно популярна в повседневных продуктах, таких как бумага, пластик, солнцезащитный крем, зубная паста, косметика, краски и даже клеи.

Титановые сплавы и области применения

Сплав – это металл, который содержит первичный металл, в данном случае титан, с небольшим процентным содержанием других элементов. Титановый сплав по-прежнему обладает высокими прочностными и коррозионными свойствами. Однако благодаря другим металлам он также обладает повышенной пластичностью. Это означает, что у него больше применений, чем у чистого титана.Вот некоторые марки титановых сплавов, с которыми работает Ульбрих:

• Титан класса 5 – это наиболее распространенный титановый сплав, который чаще всего используется в аэрокосмических деталях, спортивном оборудовании и в судостроении.
• Ti Grade 9 (титан 3-2,5) – этот сплав представляет собой компромисс между возможностями сварки и производства чистых марок и высокой прочностью класса 5. Он содержит 3% алюминия и 2,5% ванадия, обладает высокой коррозионной стойкостью и может широко использоваться в аэрокосмической, химической, медицинской, морской, автомобильной промышленности.
• Титан Beta 21S – этот сплав является одним из бета-титановых сплавов, который был разработан в качестве стойкого к окислению аэрокосмического материала и в качестве матрицы для металло-матричного композита.
• Титан 15-3-3-3 – Этот сплав представляет собой метастабильный бета-титановый сплав, который обеспечивает значительное снижение веса по сравнению с другими конструкционными материалами при использовании в условиях, обработанных раствором. Обладает отличной формуемостью в холодном состоянии.

Марки технически чистого титана и их применение

Технически чистый титан означает, что готовый продукт содержит только элемент титан и не смешивается с другими компонентами.Этот тип титана имеет самую высокую коррозионную стойкость из всех видов титана. Отличительной особенностью CP Titanium является процентное содержание кислорода, которое действует как основной механизм упрочнения для этих металлов. Он также обладает исключительной пластичностью. Существует 4 сорта чистого титана.

• Титан сорт 1 – это самая мягкая форма чистого титана с высокой степенью свариваемости и высокой пластичностью. Чаще всего он используется в архитектуре, медицине и морской промышленности.Сорт 1 имеет самый низкий процент содержания кислорода (O) среди всех технически чистых марок. С каждым повышением класса увеличивается надбавка на кислород.
• Titanium Grade 2 – этот вариант отличается средней прочностью и высокой степенью пластичности. Он устойчив к окислению и коррозии. Уровень 2 чаще всего используется в архитектуре, автомобильных деталях, авиакосмической промышленности и опреснении.
• Grade 3 Ti – этот тип чистого титана прочнее, чем предыдущие марки, но также менее пластичен.Он популярен в переработке углеводородов, аэрокосмической и морской промышленности.
• Ti марки 4 – прочнее марок 2 и 3. Кроме того, имеет более низкую пластичность, но очень высокую коррозионную стойкость. Он используется там, где необходима высокая прочность, включая медицинскую и аэрокосмическую промышленность. Сорт 4 имеет самый высокий процент содержания кислорода (O) среди всех технически чистых марок.

Краткое руководство по титану:

Категория	Типичные химические составы	Свойства
Коммерчески чистый титан	Классы JIS с 1 по 4 ASTM GR с 1 по 4	Относительно хорошая формуемость 9025 (сорт высокая прочность (класс 4, TS = 700 МПа)
Титановый сплав с метастабильным β-типом	Ti-15-3-3-3	Способность к старению Термообрабатываемый
Титановый сплав α-типа	Ti -5Al-2.5Sn	Хорошее сопротивление ползучести Хорошая свариваемость
Титановый сплав типа α + β	Ti-6Al-4V Ti-3Al-2.5V	Способность к старению Высокая коррозионная стойкость
Сплав β типа	Ti Beta 21S	Отличное сопротивление ползучести Формование в холодном состоянии

Правильный титан для вашего применения

Ulbrich специализируется на прецизионных металлах в различных отраслях промышленности.Независимо от того, каковы ваши потребности в области применения, наш опыт в сочетании с современными методами гарантирует, что готовый продукт не только будет соответствовать вашим потребностям, но и превзойти их. Свяжитесь с нами сегодня и позвольте нашей команде помочь вам с вашими проектными приложениями!

Титановые сплавы – обзор

5.2.4 Коррозионная стойкость

Высокая коррозионная стойкость – одна из характеристик титана, но он все равно подвергается коррозии в восстановительной атмосфере, такой как соляная и серная кислоты.Но коррозионная стойкость титана улучшается за счет легирования. Чтобы понять, как элементы легируют на коррозионную стойкость, серия поляризационных кривых измеряется при 343 К как в растворах 10 мас.% H ₂ SO ₄ , так и в растворах 10 мас.% HCl с различными бинарными сплавами Ti-M ( M = Al, V, Cr, Fe, Co, Ni, Zr, Nb, Mo, Hf и Ta) [6]. Установлено, что титановые сплавы с более высокими значениями Bo¯ показывают более низкую критическую плотность анодного тока на кривой поляризации и, следовательно, более высокую коррозионную стойкость даже в растворе 10 мас.% H ₂ SO ₄ при 343 К, как показано на рис.5-10A – B. Аналогичный результат получен и в 10 мас.% Растворе HCl при 343 К [6]. Таким образом, параметр Bo¯ удобен для прогнозирования коррозионной стойкости сплавов Ti в кислых средах, таких как H ₂ SO ₄ и раствор HCl.

Рисунок 5-10. Корреляция скорости коррозии, ΔW , с Bo¯ для (A) ОЦК и (B) ГПУ двойных сплавов Ti-M в 10% H ₂ SO ₄ при 343K.

С другой стороны, хорошо известно, что пассивация вызывает превосходную коррозионную стойкость титановых сплавов, хотя влияние легирования на пассивацию все еще неизвестно.Morishita et al. [7] смоделировали локальные электронные состояния катода с помощью кластерного метода DV-Xα и предложили модель локальной электрохимической ячейки, показанную на рис. 5-11. Здесь обсуждаются следующие легирующие элементы: M = Re, Os, Ir, Pt, Au, Tc, Ru, Rh, Pd и Ag. Каждый элемент имеет более низкое значение Md , чем Ti, как показано в таблице 5-1, так что перенос заряда происходит в направлении от Ti к M. Следовательно, в модели ячейки, показанной на рис. 5-11, титановая матрица область ведет себя как анод, а область, содержащая легирующий элемент, ведет себя как катод.

Рисунок 5-11. Схематическая модель электрохимической ячейки.

Анодная реакция при водной коррозии выражается как Ti → Ti ²⁺ + 2e ^–, а катодная реакция выражается как 2H ⁺ + 2e ^– → H ₂ . Предполагается, что эта катодная реакция усиливается, когда электроны проводимости локализуются в катодной области и затем плавно разряжаются до H ⁺ , чтобы способствовать выделению водорода на поверхности катода.Следуя этой предложенной модели, тенденция к локализации электронов оценивается по плотности состояний вблизи уровня Ферми, поскольку это мера, показывающая емкость электронов в катодной области, которые переносятся из анодной области. Также тенденция к разряду электронов на H ⁺ связана с высотой уровня Ферми. Это связано с тем, что высокий уровень Ферми создает условия для того, чтобы электроны были слабо связаны с катодной областью и, следовательно, легко разряжались с поверхности катода.

Эта предложенная модель подтверждена экспериментально при измерении поляризационных кривых различных сплавов Ti-0,1 моль% M. Например, катоды, содержащие Ir, Pt, Ru, Rh и Pd, удовлетворяют двум ранее упомянутым условиям для активации катодной реакции. Это связано с тем, что, как показано на рис. 5-12, для всех этих элементов плотность состояний вблизи уровня Ферми достаточно высока, чтобы способствовать локализации электронов, а также сам уровень Ферми достаточно высок, чтобы способствовать плавной разрядке электронов.Экспериментально также установлено, что для любого сплава, содержащего эти элементы, измеренное перенапряжение водорода невелико и кривая катодной поляризации смещается в сторону благородного потенциала. Эти экспериментальные результаты ясно показывают, что катодная реакция действительно усиливается, что согласуется с теоретическим предсказанием. Таким образом, предложенная модель, основанная на расчете молекулярных орбиталей, достаточно хороша для представления локальных электронных состояний катода при водной коррозии.Водородное перенапряжение сплавов и соединений на основе переходных металлов будет представлено в главе 7.

Рисунок 5-12. Электронная модель катодной реакции.

Используя данный подход, Моришита и др. Разработали сплав Ti-0,5% Ni-2% Ta-0,05% Ir. Этот сплав демонстрирует высокую водную коррозионную стойкость даже в любой кислой атмосфере, включая азотную кислоту. Кроме того, Okazaki et al. Разработали новые сплавы типа α + β с более высокой коррозионной стойкостью в кислой атмосфере, чем сплав Ti-6Al-4V (ELI).[8]. Составы сплавов для медицинских имплантатов: Ti-15% Zr-4% Nb-2% Ta-0,2% Pd и Ti-15% Sn-4% Nb-2% Ta-0,2% Pd (мас.%), Которые являются свободными. от токсичных элементов V и Al.

Информация о марках титана – свойства и области применения для всех титановых сплавов и чистых марок

Марки и сплавы титана: свойства и применение

Ниже приводится обзор наиболее часто встречающихся титановых сплавов и чистых марок, их свойств, преимуществ и промышленных применений.Конкретную терминологию см. В разделе «Определения» в конце этой страницы.

Технически чистый титан

1 класс

Титан 1-й степени является первым из четырех технически чистых марок титана. Это самая мягкая и пластичная из этих марок. Он обладает превосходной формуемостью, отличной коррозионной стойкостью и высокой ударной вязкостью.

Благодаря всем этим качествам материал Grade 1 является предпочтительным для любого применения, где требуется простота формуемости, и обычно доступен в виде титановых пластин и трубок.К ним относятся:

• Химическая обработка
• Производство хлоратов
• Аноды стабильные
• Опреснение
• Архитектура
• Медицинская промышленность
• Морская промышленность
• Автозапчасти
• Конструкция планера

2 класс

Титан Grade 2 называют «рабочей лошадкой» индустрии коммерчески чистого титана благодаря его разнообразным возможностям использования и широкой доступности.Он имеет многие из тех же качеств, что и титан Grade 1, но немного прочнее. Оба одинаково устойчивы к коррозии.

Этот сплав обладает хорошей свариваемостью, прочностью, пластичностью и формуемостью. Это делает титановые прутки и листы Grade 2 лучшим выбором для многих областей применения:

• Архитектура
• Производство электроэнергии
• Медицинская промышленность
• Углеродная переработка
• Морская промышленность
• Кожух выхлопной трубы
• Обшивка планера
• Опреснение
• Химическая обработка
• Производство хлоратов

3 класс

Детали из титана 3 степени

Этот сорт наименее используется из коммерчески чистых марок титана, но это не делает его менее ценным.Сорт 3 прочнее, чем классы 1 и 2, аналогичен по пластичности и лишь немного менее пластичен, но обладает более высокими механическими характеристиками, чем его предшественники.

Grade 3 используется там, где требуется умеренная прочность и высокая коррозионная стойкость. К ним относятся:

• Аэрокосмические конструкции
• Химическая обработка
• Медицинская промышленность
• Морская промышленность

4 класс

Марка 4 известна как самая прочная из четырех марок технически чистого титана.Он также известен своей превосходной коррозионной стойкостью, хорошей формуемостью и свариваемостью.

Хотя он обычно используется в следующих промышленных приложениях, сорт 4 недавно нашел свою нишу в качестве титана медицинского назначения. Он необходим там, где требуется высокая прочность:

• Детали планера
• Криогенные сосуды
• Теплообменники
• Оборудование CPI
• Трубка конденсатора
• Хирургическое оборудование
• Корзины для маринования

Титановые сплавы

7 класс

Grade 7 механически и физически эквивалентен Grade 2, за исключением добавления промежуточного элемента палладия, что делает его сплавом.Марка 7 обладает отличной свариваемостью и фабричностью, а также самой высокой коррозионной стойкостью среди всех титановых сплавов. Фактически, он наиболее устойчив к коррозии в восстанавливающих кислотах.

Grade 7 используется в химических процессах и компонентах производственного оборудования.

11 класс

Обработка титана Grade 1

Grade 11 очень похож на Grade 1, за исключением добавления небольшого количества палладия для повышения коррозионной стойкости, что делает его сплавом.Эта коррозионная стойкость полезна для защиты от щелевой эрозии и снижения кислотности в хлоридных средах.

Другие полезные свойства включают оптимальную пластичность, формуемость в холодном состоянии, полезную прочность, ударную вязкость и отличную свариваемость. Этот сплав может использоваться в тех же областях применения титана, что и сплав 1, особенно там, где существует проблема коррозии, например:

• Химическая обработка
• Производство хлоратов
• Опреснение
• Морское применение

Ti 6Al-4V (класс 5)

Известный как «рабочая лошадка» титановых сплавов, Ti 6Al-4V или титан Grade 5 является наиболее часто используемым из всех титановых сплавов.На его долю приходится 50 процентов от общего объема потребления титана во всем мире.

Его удобство использования заключается в его многочисленных преимуществах. Ti 6Al-4V может подвергаться термообработке для повышения его прочности. Его можно использовать в сварных конструкциях при рабочих температурах до 600 ° F. Этот сплав отличается высокой прочностью при небольшом весе, полезной формуемостью и высокой коррозионной стойкостью.

Удобство использования

Ti 6AI-4V делает его лучшим сплавом для использования в нескольких отраслях промышленности, таких как аэрокосмическая, медицинская, морская и химическая промышленность.Может быть использован при создании таких технических вещей как:

• Авиационные турбины
• Детали двигателя
• Конструктивные элементы самолета
• Крепеж для аэрокосмической отрасли
• Высокопроизводительные детали автоматики
• Морское применение
• Спортивное оборудование

Ti 6AL-4V ELI (класс 23)

Хирургический титан Grade 23

Ti 6AL-4V ELI, или Grade 23, является версией Ti 6Al-4V с более высокой степенью чистоты.Из него могут быть катушки, пряди, проволока или плоская проволока. Это лучший выбор для любой ситуации, когда требуется сочетание высокой прочности, небольшого веса, хорошей коррозионной стойкости и высокой прочности. Он имеет более высокую устойчивость к повреждениям по сравнению с другими сплавами.

Эти преимущества делают Grade 23 лучшим титаном для стоматологии и медицины. Он может использоваться в биомедицинских приложениях, таких как имплантируемые компоненты, благодаря своей биосовместимости, хорошей усталостной прочности и низкому модулю упругости.Его также можно использовать в подробных хирургических процедурах, например:

• Спицы и винты ортопедические
• Тросы ортопедические
• Зажимы для лигатуры
• Скобы хирургические
• Пружины
• Ортодонтические аппараты
• При замене суставов
• Криогенные сосуды
• Аппараты костной фиксации

12 класс

Титан класса 12 Применения

Титан класса 12 имеет оценку «отлично» за высокое качество свариваемости.Это очень прочный сплав, обеспечивающий большую прочность при высоких температурах. Титан марки 12 обладает характеристиками, аналогичными нержавеющим сталям серии 300.

Этот сплав может быть подвергнут горячей или холодной штамповке с использованием листогибочного пресса, гидравлического прессования, штамповки растяжением или метода ударного молота. Его способность формироваться различными способами делает его полезным во многих приложениях. Высокая коррозионная стойкость этого сплава также делает его бесценным для производственного оборудования, где существует проблема щелевой коррозии.Grade 12 может использоваться в следующих отраслях и сферах применения:

• Кожух и теплообменники
• Применение в гидрометаллургии
• Химическое производство при повышенных температурах
• Морские и авиационные компоненты

Ti 5Al-2.5Sn

Ti 5Al-2.5Sn – это нетермообрабатываемый сплав, который обеспечивает хорошую свариваемость и стабильность. Он также обладает высокой температурной стабильностью, высокой прочностью, хорошей коррозионной стойкостью и хорошим сопротивлением ползучести.Ползучесть – это явление пластической деформации в течение длительных периодов времени, которое происходит при высоких температурах.

Ti 5Al-2.5Sn в основном используется в самолетах и ​​корпусах самолетов, а также в криогенных приложениях.

Определения

Титановый пруток

Метод ударного молотка – Использование машины, состоящей из наковальни или основания, выровненного с молотком, который поднимается и затем опускается на расплавленный металл для ковки или штамповки металла.

Пластичность – способность металла легко вытягиваться в проволоку или тонко забиваться молотком; легко формуются или формируются.

Фабричность – Относится к способности металла использовать для создания машин, конструкций и другого оборудования посредством формования и сборки.

Формуемость – Способность металла принимать различные формы и формы.

Hydropress Forming – Давление, оказываемое резиновой головкой пресса, формирует лист металла в соответствии с конфигурацией инструмента, формируя металл.

Промежуточные элементы – «примеси», обнаруженные в чистых металлах, иногда улучшающие сплав.

Листогибочный пресс для формовки – Станок, используемый для гибки листового металла в любую требуемую форму.

Метод формования растяжением – метод, при котором нагретый металлический лист растягивается по форме, а затем охлаждается для придания формы.

Титан – идеальный металл для замены частей человеческого тела

В ознаменование Международного года Периодической таблицы химических элементов мы рассмотрим, как исследователи изучают некоторые элементы в своей работе.

Сегодня это титан, металл, известный своей прочностью и легкостью, поэтому он идеально подходит для изготовления замены бедер, колен и других частей нашего тела, но он также используется в других отраслях промышленности.

---

Титан получил свое название от титанов из древнегреческой мифологии, но этот полностью современный материал хорошо подходит для огромного числа высокотехнологичных приложений.

С химическим символом Ti и атомным номером 22 титан представляет собой металл серебристого цвета, который ценится за его низкую плотность, высокую прочность и устойчивость к коррозии.

Я впервые изучал титан в 1999 году, получив степень магистра в Институте исследований металлов Китайской академии наук. Одним из моих проектов было исследование образования титановых сплавов на предмет их высокопрочных характеристик.

---

Прочитайте больше: От бронзового века до консервных банок: вот как олово изменило человечество

---

С тех пор область применения этого металла росла в геометрической прогрессии, от его использования (в виде диоксида титана) в красках, бумаге, зубной пасте, солнцезащитных кремах и косметике до его использования в качестве сплава в биомедицинских имплантатах и ​​аэрокосмических инновациях.

Особенно впечатляет идеальное сочетание титана и 3D-печати.

Индивидуальный дизайн из 3D-печати

Титановые материалы дороги и могут быть проблематичными при использовании традиционных технологий обработки. Например, его высокая температура плавления (1670 ℃, намного выше, чем у стальных сплавов) является проблемой.

Таким образом, относительно невысокая точность 3D-печати меняет правила игры для титана. 3D-печать – это когда объект создается слой за слоем, и дизайнеры могут создавать удивительные формы.

Это позволяет изготавливать сложные формы, такие как запасные части челюстной кости, пятки, бедра, зубные имплантаты или краниопластические пластины в хирургии. Его также можно использовать для изготовления клюшек для гольфа и деталей самолетов.

Даже контейнеры для пива выигрывают от 3D-печати титаном.

CSIRO работает с промышленностью над разработкой новых технологий 3D-печати с использованием титана. (Он даже сделал дракона из титана.)

Достижения в области 3D-печати открывают новые возможности для дальнейшего улучшения функции имплантатов индивидуальных частей тела, изготовленных из титана.

Такие имплантаты могут быть пористыми, что делает их легче, но пропускает кровь, питательные вещества и нервы и даже может способствовать росту кости.

Сейф в кузове

Титан считается наиболее биосовместимым металлом – не вредным и не токсичным для живых тканей – из-за его устойчивости к коррозии, вызываемой жидкостями организма. Эта способность противостоять суровой окружающей среде тела является результатом защитной оксидной пленки, которая образуется естественным образом в присутствии кислорода.

---

Прочитайте больше: Водород является топливом для ракет, но как насчет энергии для повседневной жизни? Мы приближаемся

---

Его способность физически связываться с костью также дает титану преимущество перед другими материалами, для закрепления которых требуется использование адгезива. Титановые имплантаты служат дольше, и для разрыва связей, соединяющих их с телом, требуются гораздо большие силы по сравнению с их альтернативами.

Титановые сплавы, обычно используемые в несущих имплантатах, значительно менее жесткие и по своим характеристикам ближе к человеческой кости, чем нержавеющая сталь или сплавы на основе кобальта.

Аэрокосмические приложения

Титан весит примерно вдвое меньше стали, но на 30% прочнее, что делает его идеально подходящим для аэрокосмической промышленности, где важен каждый грамм.

В конце 1940-х годов правительство США помогло наладить производство титана, поскольку оно увидело его потенциал для «самолетов, ракет, космических кораблей и других военных целей».

Титан становится все более популярным материалом для авиаконструкторов, стремящихся разрабатывать более быстрые, легкие и более эффективные самолеты.

Около 39% одного из самых современных истребителей в мире F22 Raptor ВВС США изготовлено из титана.

Титановая деталь, напечатанная на 3D-принтере (внизу), а также алюминиевая деталь (вверху), которую она заменит на F-22 Raptor: титановая деталь не подвержена коррозии, ее можно получить быстрее и дешевле. Фото Р. Найла Брэдшоу ВВС США.

Гражданская авиация двигалась в том же направлении, что и новый Boeing 787 Dreamliner, сделанный на 15% из титана, что значительно больше, чем у предыдущих моделей.

Две ключевые области использования титана в авиалайнерах – это шасси и реактивные двигатели. Шасси должно выдерживать огромное количество силы, прикладываемой к нему каждый раз, когда самолет ударяется о взлетно-посадочную полосу.

Прочность

Titanium означает, что он может поглотить огромное количество энергии, излучаемой при приземлении самолета, не ослабевая.

Термостойкость

Titanium означает, что его можно использовать в современных реактивных двигателях, где температура может достигать 800 ℃. Сталь начинает размягчаться при температуре около 400 ℃, но титан может выдерживать высокую температуру реактивного двигателя, не теряя своей прочности.

Где найти титан

В своем естественном состоянии титан всегда находится в связке с другими элементами, обычно в вулканических породах и образовавшихся из них отложениях.

Наиболее часто добываемыми материалами, содержащими титан, являются ильменит (оксид железа и титана, FeTiO ₃ ) и рутил (оксид титана, TiO ₂ ).

Ильменит наиболее распространен в Китае, тогда как в Австралии самая высокая доля рутила в мире, около 40% по данным Geoscience Australia.Он встречается в основном на восточном, западном и южном побережье Австралии.

Оба материала обычно извлекаются из песков, после чего титан отделяется от других минералов.

---

Прочитайте больше: Где ты вырос? Как стронций в зубах может помочь ответить на этот вопрос

---

Австралия – один из ведущих мировых производителей титана, объем производства которого в 2014 году превысил 1,5 миллиона тонн.ЮАР и Китай являются двумя следующими ведущими производителями титана, производящими 1,16 и 1 миллион тонн соответственно.

Находясь в десятке самых распространенных элементов в земной коре, ресурсы титана в настоящее время не находятся под угрозой – хорошая новость для многих ученых и новаторов, которые постоянно ищут новые способы улучшить жизнь с помощью титана.

Как сделать дракона из титана!

---

Если вы академический исследователь, работающий с определенным элементом из таблицы Менделеева, и у вас есть интересная история, которую можно рассказать, то почему бы не связаться с вами.

.