Про метал титан

Про нас Продукція Послуги Про титан Новини Партнери Контакти

 

На сьогодні титан – один з найважливіших конструкційних матеріалів. Для цього йому на протязі 200 років довелося пройти шлях від визнання його непридатним у конструкційних цілях  до загального поклоніння  як перед одним з найперспективніших і вічних металів.

У 1791 р. англійський хімік та мінералог Віл’ям Грегор відкрив новий елемент у мінералі „менакканіті”  і назвав його “менаккін”. Німецький хімік Мартін Клапрот у 1795 повторно відкрив його у мінералі “рутілі” і надав йому красиву назву “титан”. Ця назва запозичена з давньогрецької міфології: титанами іменувалися сини Геї – богині Землі. Через 2 роки з’ясувалося, що Грегор та Клапрт відкрили один і той самий елемент, який з тих часів носить величне ім.’я – титан. Багато вчених намагались отримати титан у чистому виді і тільки у 1875 р. російський вчений Д.К. Кирилов вперше зміг отримати металічний титан, який містив декілька відсотків суміші. У 1910 р. американський хімік Хантер зміг виробити декілька грамів чистого титану, який містив кілька десятих долей відсотка сумішів, які роблять його практично непридатним для обробки. Та хоча солі титана вже знаходили застосування, лише у 1925 році отриманий голландськими вченими Ван Аркелем та де Буре титан високої чистоти продемонстрував свої унікальні властивості.

Лише три технічно важливих метали – алюміній, залізо та магній – розповсюджені у природі більше ніж титан. Кількість титану у земній корі в декілька разів перевищує запаси міді, цинку, свинцю, золота, срібла, платини, хрому, вольфраму, ртуті, молібдену, вісмуту, сурми, нікелю та олова разом узятих.

Однак промисловий спосіб добування титану був розроблений лише у 40-х рр. ХХ століття. Завдяки прогресу у сфері літако- та ракетобудування виробництво титану та його сплавів інтенсивно розвивалося. Це пояснюється сполученням таких цінних властивостей титану, як: мала щільність, висока міцність, корозійна стійкість, технологічність при обробці тиском та зварюваність, холодостійкість, немагнітність та інші цінні фізико-механічні характеристики.

Виготовлені у нашій країні сплави титану можна розділити на три групи.

Перша – сплави з альфа структурою: ВТ1-0, ВТ1-00, ВТ5, ВТ5-1, ОТ4, ОТ4-0, ОТ4-1. Ця група сплавів відрізняється гарною зварюваністю та термічною стабільністю, тобто відсутністю крихкості при спільному тривалому впливі високих температур та напруг.

Друга – сплави с альфа + бета структурою: сплави ВТ14, ВТ9, ВТ8, ВТ6, ВТ6С, ВТ3-1, ВТ22, ВТ23. Завдяки більш пластичній бета фазі ці сплави більш технологічні і краще оброблюються тиском, ніж альфа сплави.

Третя – сплави с бета структурою. Це деякі дослідні сплави ВТ15, ТС6 з високим змістом хрому та молібдену. Ці сплави поєднують хорошу технологічну пластичність з дуже високою міцністю та хорошою зварюваністю.

Півфабрикати з титану та титанових сплавів виробляються у всіляких формах та видах: титанові злитки, титанові сляби, заготовки, титанові листи та титанові плити, титанові стрічки, смуги, титанові прутки (або титанові круги), титанова проволока, титанові труби.

Корозійна стійкість

Титан є одним з небагатьох металів з надзвичайно високою корозійною стійкістю: він стійкий в атмосферному повітрі, морський воді та морський атмосфері, у вологому хлорі, гарячих  та холодних  розчинах хлоридів, у різних технологічних розчинах  та реагентах, застосовуваних у хімічній, нафтових, паперовій та інших галузях промисловості, а також у гідрометалургії.

По своїй корозійній стійкості у морській воді він перевершує всі метали, за винятком благородних – золота, платини, та ін., більшість видів нержавіючої сталі, нікелеві, мідні та інші сплави. Річ у тім, що реакції титана з багатьма елементами відбуваються тільки при високих температурах.  При  звичайних температурах хімічна активність титана надзвичайно мала і він практично не вступає в реакцію. Це пов’язано з тим, що на свіжій поверхні чистого титану, як тільки вона  утворюється, дуже швидко з’являється інертна,  що добре зростається з металом найтонша (у декілька ангстрем (1А=10-10мм) плівка діоксиду титану, яка охороняє його від подальшого окислювання. Якщо навіть цю плівку зняти, то в любому середовищі, що містить кисень або інші сильні окислювачі (наприклад, в азотній або хромовій кислоті), ця плівка з’являється знов, і метал, як кажуть, її “пасивірує” , тобто захищає сам себе від подальшого руйнування.

Міцність

При питомій міцності титан не має суперників серед промислових металів. Навіть такий метал, як алюміній, поступився рядом позицій титану, який лише у півтора рази важче алюмінію, але у шість разів міцніше. І що особливо важливе, титан зберігає свою міцність при високих температурах (до 500 за Цельсієм, а при додаванні легіруючих елементів – 650 за Цельсієм), в той час як міцність більшості алюмінієвих сплавів різко падає вже при 300 за Цельсієм.

Титан – дуже твердий метал: він у 12 разів твердіший за алюміній, в 4 разів – за залізо та мідь. Чим вище межа текучості металу, тим краще деталі з нього опираються експлуатаційним навантаженням, тим довше вони зберігають свої форми та розміри.

Межа текучості титану у 18 разів вища, ніж в алюмінію, і в 2,5 рази – ніж у заліза.

Зварюваність

Титан та його сплави мають задовільну зварюваність усіма видами зварювання, що застосовується для титану – електронно-променева, лазерна, контактна, електрозварювання, дугове зварювання та ін.

Добре зварюється чистий титан (ВТ1-00, ВТ1-0, ВТ1-1), а також сплави (ВТ5-1, ВТ6, ВТ6С, ВТ14).

При цьому пластичність звареного з’єднання дуже близька до пластичності основного металу.