1metal.com Metalurgijos prekyvietė 1metal.com Trumpa informacija apie Ukrainos įmonių titaną ir jo lydinius metalo prekybos platformoje 1metal.com 4,6 žvaigždutės, remiantis 95

Titanas ir jo lydiniai

Titanas plačiai paplitęs žemės plutoje, kur jo yra apie 6 proc., o pagal paplitimą užima ketvirtą vietą po aliuminio, geležies ir magnio. Tačiau pramoninis jo gavybos būdas buvo sukurtas tik XX amžiaus 40-aisiais. Dėl pažangos orlaivių ir raketų gamybos srityje buvo intensyviai plėtojama titano ir jo lydinių gamyba. Taip yra dėl tokių vertingų titano savybių, kaip mažas tankis, didelis specifinis stiprumas, derinys (s/r × g), atsparumas korozijai, slėginis apdorojimas ir suvirinamumas, atsparumas šalčiui, nemagnetiškumas ir daugybė kitų vertingų fizinių ir mechaninių savybių, išvardytų toliau.

Titano fizinių ir mechaninių savybių charakteristikos (VT1-00)

Tankis r, kg/m3	4,5 × 10 -3
Lydymosi temperatūra T pl , °C	1668±4
Tiesinio plėtimosi koeficientas a × 10 –6 , laipsnis –1	8,9
Šilumos laidumas l , W/(m × deg)	16,76
Tempimo stipris s in, MPa	300–450
Sąlyginė takumo riba s 0,2 , MPa	250–380
Specifinis stiprumas (s in /r×g)× 10 –3 , km	7–10
Santykinis pailgėjimas d, %	25–30
Santykinis susitraukimas Y , %	50–60
Normalaus tamprumo modulis E' 10 –3 , MPa	110,25
Šlyties modulis G' 10 –3 , MPa	41
Puasono koeficientas m,	0,32
Kietumas HB	103
Smūgio stipris KCU, J/cm2	120

Titanas turi dvi polimorfines modifikacijas: a-titaną su šešiakampe sandaria grotele su taškais a= 0,296 nm, Su= 0,472 nm ir aukštos temperatūros b-titano modifikacija su kubine kūno centre grotele su tašku a\u003d 0,332 nm esant 900 ° C. Polimorfinės a "b transformacijos temperatūra yra 882 ° C.

Titano mechaninės savybės labai priklauso nuo priemaišų kiekio metale. Yra intersticinių priemaišų – deguonies, azoto, anglies, vandenilio ir pakaitinių priemaišų, tarp kurių yra geležis ir silicis. Nors priemaišos padidina stiprumą, jos kartu smarkiai sumažina plastiškumą, o tarpinės priemaišos, ypač dujos, turi stipriausią neigiamą poveikį. Įdėjus tik 0,003 % H, 0,02 % N arba 0,7 % O, titanas visiškai praranda gebėjimą plastiškai deformuotis ir tampa trapus.

Ypač kenksmingas yra vandenilis, kuris sukelia vandenilio trapumas titano lydiniai. Vandenilis patenka į metalą lydymosi ir vėlesnio apdorojimo metu, ypač marinuojant pusgaminius. Vandenilis mažai tirpsta a-titane ir sudaro lamelines hidrido daleles, kurios sumažina smūgio stiprumą ir yra ypač neigiamos atliekant uždelsto lūžio bandymus.

Pramoninis titano gamybos būdas – tai titano rūdos sodrinimas ir chlorinimas, po to jos išgavimas iš titano tetrachlorido metaliniu magniu (terminis magnio metodas). Gautas šiuo metodu titano kempinė(GOST 17746–79), priklausomai nuo cheminės sudėties ir mechaninių savybių, gaminamos šios markės:
TG-90, TG-100, TG-110, TG-120, TG-130, TG-150, TG-T V (žr. 17.1 lentelę). Skaičiai reiškia Brinelio kietumą HB, T B – kietumą.

Norint gauti monolitinį titaną, kempinė sumalama į miltelius, presuojama ir sukepinama arba perlydoma lankinėse krosnyse vakuume arba inertinių dujų atmosferoje.

Titano mechaninėms savybėms būdingas geras stiprumo ir lankstumo derinys. Pavyzdžiui, komerciškai gryno titano VT1-0 klasė turi: s in = 375–540 MPa, s 0,2 = 295–410 MPa, d ³ 20%, ir šiomis charakteristikomis nenusileidžia daugeliui anglies ir Cr-Ni korozijai atsparių plienų.

Didelis titano lankstumas, palyginti su kitais metalais su hcp grotelėmis (Zn, Mg, Cd), paaiškinamas dideliu slydimo ir susipynimo sistemų skaičiumi dėl mažo santykio. Su/a= 1,587. Matyt, tai ir yra didelio titano ir jo lydinių atsparumo šalčiui priežastis (išsamiau žr. 13 sk.).

Kai temperatūra pakyla iki 250 ° C, titano stiprumas sumažėja beveik 2 kartus. Tačiau karščiui atsparūs Ti lydiniai neturi lygių pagal savitąjį stiprumą 300–600 °C temperatūros intervale; esant aukštesnei nei 600°C temperatūrai, titano lydiniai yra prastesni už geležies ir nikelio lydinius.

Titanas turi mažą normalaus tamprumo modulį ( E= 110,25 GPa) - beveik 2 kartus mažiau nei geležies ir nikelio, todėl sunku gaminti standžias konstrukcijas.

Titanas yra vienas iš reaktyviųjų metalų, tačiau jis pasižymi dideliu atsparumu korozijai, nes ant jo paviršiaus susidaro stabili pasyvi TiO 2 plėvelė, kuri yra tvirtai surišta su netauriuoju metalu ir neleidžia jos tiesioginio kontakto su korozija sukeliančia aplinka. Šios plėvelės storis paprastai siekia 5–6 nm.

Dėl oksidinės plėvelės titanas ir jo lydiniai nerūdija atmosferoje, gėlame ir jūros vandenyje, yra atsparūs kavitacinei korozijai ir įtempinei korozijai, taip pat organinėms rūgštims.

Gaminių iš titano ir jo lydinių gamyba pasižymi daugybe technologinių ypatybių. Dėl didelio išlydyto titano cheminio aktyvumo jo lydymas, liejimas ir lankinis suvirinimas vyksta vakuume arba inertinių dujų atmosferoje.

Technologinio ir eksploatacinio šildymo metu, ypač aukštesnėje nei 550–600 °C temperatūroje, būtina imtis priemonių apsaugoti titaną nuo oksidacijos ir dujų prisotinimo (alfa sluoksnis) (žr. 3 sk.).

Titanas gerai apdorojamas slėgiu karštas ir patenkinamai šaltas. Jis lengvai valcuojamas, kaliamas, štampuojamas. Titanas ir jo lydiniai yra gerai suvirinami atsparumo ir argono lankiniu suvirinimu, todėl suvirintoji jungtis yra tvirta ir elastinga. Titano trūkumas yra prastas apdirbamumas dėl lipnumo, žemo šilumos laidumo ir prastų antifrikcinių savybių.

Pagrindinis titano lydinių legiravimo tikslas yra padidinti stiprumą, atsparumą karščiui ir atsparumą korozijai. Titano lydiniai su aliuminiu, chromu, molibdenu, vanadžiu, manganu, alavu ir kitais elementais buvo plačiai pritaikyti. Legiravimo elementai turi didelę įtaką titano polimorfinėms transformacijoms.

17.1 lentelė

Titano rūšys, cheminė sudėtis (%) ir kietumas (GOST 17746–79)

	Ti, ne mažiau								Kietumas HB, 10/1500/30, ne daugiau

17.2 lentelė

Apdorotų titano lydinių rūšys ir cheminė sudėtis (%) (GOST 19807–91)

Žymėjimas antspaudai

Pastaba. Kitų priemaišų suma visuose lydiniuose yra 0,30%, lydinyje VT1-00 - 0,10%.

Titano lydinių struktūros formavimuisi ir atitinkamai savybėms lemiamos įtakos turi fazių transformacijos, susijusios su titano polimorfizmu. Ant pav. 17.1 parodytos "titano legiruotojo elemento" būsenų diagramos, atspindinčios legiruojamųjų elementų skirstymą pagal jų įtakos polimorfiniams titano virsmams į keturias grupes pobūdį.

a - Stabilizatoriai(Al, O, N), kurie padidina polimorfinės transformacijos a «b temperatūrą ir išplečia kietųjų tirpalų, kurių pagrindą sudaro a-titanas, asortimentą (17.1 pav., a). Atsižvelgiant į azoto ir deguonies trapumą, tik aliuminis turi praktinę reikšmę legiruojant titaną. Tai yra pagrindinis legiravimo elementas visuose pramoniniuose titano lydiniuose, mažina jų tankį ir polinkį į vandenilio trapumą, taip pat padidina stiprumą ir elastingumo modulį. Lydiniai, turintys stabilią a struktūrą, termiškai apdorojant nesukietėja.

Izomorfiniai b-stabilizatoriai (Mo, V, Ni, Ta ir kt.), kurie sumažina a "b transformacijos temperatūrą ir išplečia kietųjų tirpalų, kurių pagrindą sudaro b-titano, spektrą (17.1 pav. b).

Eutektoidus formuojantys b-stabilizatoriai (Cr, Mn, Cu ir kt.) gali sudaryti TiX tipo intermetalinius junginius su titanu. Šiuo atveju, atvėsus, b-fazėje vyksta eutektoidinė transformacija b ® a + TiX (17.1 pav., in). Dauguma
b-stabilizatoriai padidina titano lydinių stiprumą, atsparumą karščiui ir terminį stabilumą, šiek tiek sumažindami jų plastiškumą (17.2 pav.). Be to, lydiniai, turintys (a + b) ir pseudo-b struktūrą, gali būti grūdinami termiškai apdorojant (grūdinimas + senėjimas).

Neutralūs elementai (Zr, Sn) nedaro didelės įtakos polimorfinio virsmo temperatūrai ir nekeičia titano lydinių fazinės sudėties (17.1 pav., G).

Polimorfinė b ® a -transformacija gali vykti dviem būdais. Lėtai aušinant ir esant dideliam atomų judrumui, jis vyksta pagal įprastą difuzijos mechanizmą, kai susidaro daugiakampė kieto a-tirpalo struktūra. Greitai aušinant - be difuzijos martensitiniu mechanizmu, susidarant smailia martensitinė struktūra, žymima ¢ arba su didesniu legiravimo laipsniu - a ¢ ¢ . A , a ¢ , a ¢ ¢ kristalinė struktūra yra praktiškai to paties tipo (HCP), tačiau a ¢ ir a ¢ ¢ gardelė yra labiau iškraipyta, o iškraipymo laipsnis didėja didėjant legiruojamųjų elementų koncentracijai. Yra įrodymų [1], kad a ¢ ¢ -fazės gardelė yra labiau ortorombinė nei šešiakampė. Kai senėjimo fazės a ¢ ir a ¢ ¢ yra atskirtos b fazės arba intermetalinės fazės.

Ryžiai. 17.1. „Ti legiruotojo elemento“ sistemų būsenų diagramos (schemos):
a) „Ti-a stabilizatoriai“;
b) „Ti-izomorfiniai b-stabilizatoriai“;
in) „Ti-eutektoidą formuojantys b-stabilizatoriai“;
G) „Ti neutralūs elementai“

Ryžiai. 17.2. Legiruojamųjų elementų įtaka titano mechaninėms savybėms

Skirtingai nuo anglinio plieno martensito, kuris yra intersticinis tirpalas ir pasižymi dideliu stiprumu ir trapumu, titano martensitas yra pakaitinis sprendimas, o titano lydinių gesinimas martensitui a ¢ sukelia nedidelį sukietėjimą ir nėra lydimas staigaus plastiškumo sumažėjimo.

Faziniai virsmai, atsirandantys lėto ir greito titano lydinių, turinčių skirtingą b-stabilizatorių kiekį, aušinimo metu, taip pat susidarančios struktūros parodytos apibendrinta diagrama (17.3 pav.). Jis galioja izomorfiniams b stabilizatoriams (17.1 pav., b) ir, šiek tiek apytiksliai, eutektoidą formuojantiems b-stabilizatoriams (17.1 pav., in), nes eutektoidinis skilimas šiuose lydiniuose yra labai lėtas ir jo galima nepaisyti.

Ryžiai. 17.3. Lydinių "Ti-b-stabilizatorius" fazinės sudėties pakeitimo schema priklausomai nuo greičio
vėsinimas ir grūdinimas iš b srities

Lėtai aušinant titano lydiniuose, priklausomai nuo b-stabilizatorių koncentracijos, galima gauti struktūras: atitinkamai a, a + b arba b.

Grūdinant dėl ​​martensitinės transformacijos temperatūrų intervale M n -M k (17.3 pav. parodyta punktyrine linija), reikėtų išskirti keturias lydinių grupes.

Pirmajai grupei priklauso lydiniai, kurių b-stabilizuojančių elementų koncentracija yra iki C 1, t.y. lydiniai, kurie, gesinami iš b srities, turi tik ¢ (a ¢ ¢) struktūrą. Atšaldžius šiuos lydinius nuo temperatūrų (a + b) regione nuo polimorfinės transformacijos iki T 1, jų struktūra yra fazių a ¢ (a ¢ ¢), a ir b mišinys ir po gesinimo nuo žemesnės temperatūros T cr jie turi (a + b) struktūrą.

Antrąją grupę sudaro lydiniai, kurių legiruojamųjų elementų koncentracija nuo C 1 iki C cr, kuriuose, gesinant iš b srities, martensitinė transformacija nevyksta iki galo ir jų struktūra yra a ¢ (a ¢ ¢ ) ir b. Šios grupės lydiniai po gesinimo nuo temperatūrų nuo polimorfinės transformacijos iki T kr turi struktūrą a ¢ (a ¢ ¢), a ir b, o temperatūra žemesnė T cr - struktūra (a + b).

Trečiosios grupės lydinių su b-stabilizuojančių elementų koncentracija nuo C cr iki C 2 kietėjimas nuo temperatūrų b srityje arba nuo temperatūrų nuo polimorfinio virsmo iki T 2 lydi dalis b fazės paverčiama w faze, o šio tipo lydiniai po gesinimo turi struktūrą (b + w). Trečiosios grupės lydiniai, sukietėję nuo žemesnės temperatūros T 2 turi struktūrą (b + a).

Ketvirtosios grupės lydiniai po gesinimo nuo temperatūrų, viršijančių polimorfinę transformaciją, turi išskirtinai b struktūrą, o nuo žemesnės nei polimorfinės transformacijos temperatūrų - (b + a).

Pažymėtina, kad b ® b + w virsmai gali įvykti tiek gesinant lydinius, kurių koncentracija yra (С cr –С 2), tiek senstant lydiniams, kurių koncentracija didesnė nei С 2 ir kurie turi metastabilią b fazę. . Bet kokiu atveju w fazės buvimas yra nepageidautinas, nes jis stipriai trapūs titano lydinius. Rekomenduojami terminio apdorojimo režimai neįtraukia jo buvimo pramoniniuose lydiniuose arba jo atsiradimo eksploatacinėmis sąlygomis.

Titano lydiniams naudojami šie terminio apdorojimo tipai: atkaitinimas, grūdinimas ir sendinimas, taip pat cheminis terminis apdorojimas (nitridavimas, silikonizavimas, oksidavimas ir kt.).

Atkaitinimas atliekamas visiems titano lydiniams, siekiant užbaigti struktūros formavimąsi, išlyginti struktūrinį ir koncentracijos nevienalytiškumą bei mechanines savybes. Atkaitinimo temperatūra turi būti aukštesnė už rekristalizacijos temperatūrą, bet žemesnė už perėjimo į b būseną temperatūrą ( T pp), kad būtų išvengta grūdų augimo. Taikyti įprastinis atkaitinimas, dvigubas arba izoterminis(stabilizuoti struktūrą ir savybes), Nebaigtas(vidiniam stresui sumažinti).

Grūdinimas ir sendinimas (kietėjimo terminis apdorojimas) taikomas (a + b) struktūros titano lydiniams. Kietėjimo terminio apdorojimo principas yra gauti metastabilias fazes b , a ¢ , a ¢ ¢ gesinimo metu ir vėlesnį jų skilimą, kai dirbtinio senėjimo metu išsiskiria išsklaidytos dalelės a ir b fazės. Šiuo atveju stiprinantis poveikis priklauso nuo metastabilių fazių tipo, kiekio ir sudėties, taip pat po senėjimo susidariusių a ir b fazių dalelių smulkumo.

Cheminis terminis apdorojimas atliekamas siekiant padidinti kietumą ir atsparumą dilimui, atsparumą „užgrobimui“ dirbant trinties sąlygomis, atsparumą nuovargiui, taip pat pagerinti atsparumą korozijai, atsparumą karščiui ir atsparumą karščiui. Azotavimas, silikonizavimas ir kai kurios difuzinės metalizacijos rūšys turi praktinį pritaikymą.

Titano lydiniai, palyginti su techniniu titanu, pasižymi didesniu stiprumu, taip pat ir aukštoje temperatūroje, išlaikant pakankamai aukštą plastiškumą ir atsparumą korozijai.

Buitinių prekių ženklai ir cheminė sudėtis
lydiniai (GOST 19807–91) pateikti lentelėje. 17.2.

Pagal gamybos technologiją titano lydiniai skirstomi į kaltas ir liejimas; pagal mechaninių savybių lygį – lydiniams mažas stiprumas ir didelis lankstumas, vidurio stiprumas, didelis stiprumas; pagal naudojimo sąlygas – įjungta atsparus šalčiui, atsparus karščiui, atsparus korozijai . Pagal gebėjimą sukietėti termiškai apdorojant jie skirstomi į užgrūdintas ir nesukietėjęs, pagal struktūrą atkaitintoje būsenoje - į a -, pseudo-a -, (a + b) -, pseudo-b - ir b lydinius (17.3 lentelė).

Atskiros titano lydinių grupės skiriasi sąlyginio stabilizavimo koeficiento reikšme Kb, kuris rodo b-stabilizuojančio legiruojančio elemento kiekio santykį su jo kiekiu kritinės sudėties lydinyje Su kr. Kai lydinyje yra keli b stabilizuojantys elementai, jų Kb apibendrino.

< 700 MPa, būtent: a – lydiniai VT1-00, VT1-0 (techninis titanas) ir lydiniai OT4-0, OT4-1 (Ti-Al-Mn sistema), AT3 (Ti-Al sistema su mažais Cr priedais , Fe, Si, B), susiję su pseudo-a-lydiniais su nedideliu b-fazės kiekiu. Šių lydinių stiprumo charakteristikos yra aukštesnės nei gryno titano dėl priemaišų VT1-00 ir VT1-0 lydiniuose ir nedidelio legiravimo su a ir b stabilizatoriais OT4-0, OT4-1, AT3 lydiniuose.

Šie lydiniai pasižymi dideliu lankstumu tiek karštoje, tiek šaltoje būsenoje, todėl galima gauti visų tipų pusgaminius: foliją, juostelę, lakštus, plokštes, kaltinius, štampuotus, profilius, vamzdžius ir kt. pusgaminiai iš šių lydinių pateikti tab. 17.4–17.6.

17.3 lentelė

Titano lydinių klasifikacija pagal struktūrą

Lydinių grupė	Lydinio klasė
	VT1-00, VT1-0, VT5, VT5-1, PT-7M
Pseudo-a-lydiniai (Kb< 0,25)	OT4-0, OT4-1, OT4, VT20, AT3
(a + b)-martensitinė klasė ( Kb= 0,3–0,9)	VT6S, VT6, VT14, VT8, VT9, PT-3V, VT3-1, AT3
(a + b) – pereinamosios klasės lydiniai ( Kb= 1,0–1,4)
Pseudo-b lydiniai ( Kb= 1,5–2,4)	VT35*, VT32*, VT15
b lydiniai ( Kb= 2,5–3,0)

* Eksperimentiniai lydiniai.

17.4 lentelė

Titano lydinio lakštų mechaninės savybės (GOST 22178–76)

Titano klasės lydiniai	Pavyzdinė būklė testavimo metu	lakšto storis, mm	Tempimo stipris, s in, MPa	Santykinis pailgėjimas, d, %
	atkaitintas
		Šv. 6,0–10,5
		Šv. 6,0–10,5
	atkaitintas
		Šv. 6,0–10,5
		Šv. 6,0–10,5
		Šv. 6,0–10,5
			885 (885–1080)
	atkaitintas		885 (885–1050)
		Šv. 5,0–10,5	835 (835–1050)
	grūdintas ir dirbtinai amžiaus
		Šv. 7,0–10,5
	atkaitintas		930 (930–1180)
		Šv. 4,0–10,5
	atkaitintas ir pataisyta		980 (980–1180)
		Šv. 4,0–10,5

Pastaba. Skaičiai skliausteliuose skirti lakštams su aukšta paviršiaus apdaila.

17.5 lentelė

Mechaninės strypų, pagamintų iš titano lydinių, savybės (GOST 26492–85)

Lydinio klasė	valstybė bandomieji pavyzdžiai	Strypo skersmuo	Riba stiprybė viduje, MPa	Giminaitis pailgėjimas d, %	Giminaitis susiaurėjimas y ,	perkusija klampumas KCU, J / cm2
	Atkaitintas
	Atkaitintas
	Atkaitintas		885 (905–1050)
			835 (835–1050)
	Grūdintas ir sendintas
	Atkaitintas
	Grūdintas ir sendintas
	Atkaitintas		930 (980–1230)
			930 (930–1180)
			980 (980–1230)
			930 (930–1180)
			980 (1030–1230)
			930 (980–1230)
	Atkaitintas		885 (885–1080)
			865 (865–1080)
	Grūdintas ir sendintas
	Atkaitintas		885 (930–1130)
			885 (885–1130)
			1030 (1080–1230)
			1030 (1080–1280)

Pastaba. Skliausteliuose pateikti duomenys skirti aukštesnės kokybės juostoms.

17.6 lentelė

Titano lydinio plokščių mechaninės savybės (GOST 23755–79)

Lydinio klasė	valstybė medžiaga	plokštės storis,	Tempimo stipris s in, MPa	Santykinis pailgėjimas d, %	Santykinis susitraukimas y , %	Smūgio stipris KCU, J/cm2
	Be karščio gydymas
	atkaitintas
	atkaitintas
	Grūdintas ir sendintas
	atkaitintas
	Be terminio apdorojimo

Kalimas, tūrinis ir lakštinis štampavimas, valcavimas, presavimas atliekamas karštoje būsenoje pagal lentelėje nurodytus režimus. 17.7. Galutinis valcavimas, lakštų štampavimas, braižymas ir kitos operacijos atliekamos šaltoje būsenoje.

Šie lydiniai ir gaminiai iš jų yra atkaitinami tik pagal lentelėje nurodytus režimus. 17.8. Neužbaigtas atkaitinimas naudojamas vidiniams įtempiams, atsirandantiems dėl apdirbimo, lakštų štampavimo, suvirinimo ir kt., sumažinti.

Šie lydiniai gerai suvirinami lydomuoju suvirinimu (argono lankas, panardintas lankas, elektros šlakas) ir kontaktiniu (taškiniu, voleliu). Lydomojo suvirinimo metu suvirintos jungties stiprumas ir lankstumas yra beveik tokie patys kaip ir netauriojo metalo.

Šių lydinių atsparumas korozijai yra didelis daugelyje terpių (jūros vanduo, chloridai, šarmai, organinės rūgštys ir kt.), išskyrus HF, H 2 SO 4, HCl ir kai kuriuos kitus tirpalus.

Taikymas. Šie lydiniai plačiai naudojami kaip konstrukcinės medžiagos gaminant beveik visų tipų pusgaminius, dalis ir konstrukcijas, įskaitant ir suvirintas. Veiksmingiausias jų panaudojimas aviacijos ir kosmoso inžinerijoje, chemijos inžinerijoje, kriogeninėje inžinerijoje (17.9 lentelė), taip pat įrenginiuose ir konstrukcijose, veikiančiose iki 300–350 °C temperatūroje.

Į šią grupę įeina lydiniai, kurių tempiamasis stipris yra s = 750–1000 MPa, būtent: a - VT5 ir VT5-1 klasių lydiniai; OT4, VT20 klasių pseudo-a lydiniai; (a + b)-lydiniai PT3V markių, taip pat VT6, VT6S, VT14 atkaitintos būsenos.

Lydiniai VT5, VT5-1, OT4, VT20, PT3V, VT6S, kuriuose yra nedidelis kiekis b fazės (2–7 % b fazės pusiausvyros būsenoje), kietėjimo termiškai neapdorojami ir naudojami. atkaitintoje būsenoje. Lydinys VT6S kartais naudojamas termiškai sukietėjęs. Lydiniai VT6 ir VT14 naudojami tiek atkaitinti, tiek termiškai sukietinti. Pastaruoju atveju jų stiprumas tampa didesnis nei 1000 MPa, todėl jie bus nagrinėjami skyriuje apie didelio stiprumo lydinius.

Nagrinėjami lydiniai kartu su padidintu stiprumu išlaiko patenkinamą plastiškumą šaltoje būsenoje ir gerą plastiškumą karštoje būsenoje, todėl iš jų galima gauti visų tipų pusgaminius: lakštus, juosteles, profilius, kaltinius, štampuotus. , vamzdžiai ir tt Išimtis yra VT5 lydinys, iš kurio dėl mažo technologinio plastiškumo lakštai ir plokštės negaminami. Apdorojimo karštu slėgiu režimai pateikti lentelėje. 17.7.

Ši lydinių kategorija sudaro didžiąją dalį mechanikos inžinerijoje naudojamų pusgaminių. Pagrindinių pusgaminių mechaninės charakteristikos pateiktos lentelėje. 17.4–17.6.

Visi vidutinio stiprumo lydiniai yra gerai suvirinami visų tipų suvirinimu, naudojamu titanui. Lydomojo suvirinimo būdu pagamintos suvirintos jungties stiprumas ir lankstumas yra artimas netauriojo metalo stiprumui ir lankstumui (VT20 ir VT6S lydiniams šis santykis yra 0,9–0,95). Po suvirinimo rekomenduojamas nepilnas atkaitinimas, siekiant sumažinti vidinius suvirinimo įtempius (17.8 lentelė).

Šių lydinių apdirbamumas yra geras. Atsparumas korozijai daugumoje agresyvių aplinkų yra panašus į techninį titano VT1-0.

17.7 lentelė

Titano lydinių karštojo formavimo būdai

Lydinio klasė

Luitų kalimo režimas

Kalimo režimas iš anksto deformuoti ruošiniai

Paspauskite štampavimo režimą

Plaktuko štampavimo režimas

Režimas lapas perforavimas

temperatūros deformacija, ° С

storis, mm

temperatūros deformacija, °C

temperatūros deformacija, ° С

temperatūros deformacija, ° С

temperatūros deformacija, °C

pabaiga

pabaiga

pabaiga

pabaiga

Visi storio

40–70 40–70

40–70 40–70

40–50** 70***

40–50** 70***

850 900–850

40–50** 70***

Visi storio

* Deformacijos laipsnis vienam šildymui, %.

** Deformacija (a + b) srityje.

*** Deformacija b regione.

17.8 lentelė

Titano lydinių atkaitinimo režimai

Lydinio klasė	Atkaitinimo temperatūra, ° С		Pastaba
	Lakštai ir detales jų	Strypai, kaltiniai, štampuoti, vamzdžiai, profiliai ir jų dalys
			445–585 ° С*
			445–585 ° С*
			480–520 °С*
			520–560 °С*
			545–585 ° С*
			Izoterminis atkaitinimas: kaitinimas iki 870-920°C, laikymas, aušinimas iki 600-650°C, aušinimas krosnimi arba perkėlimas į kitą krosnį, laikymas 2 val., aušinimas oru
			Dvigubas atkaitinimas, išlaikymas 550-600°C temperatūroje 2-5 val.. Atkaitinimas 850°C, leidžiamas aušinimas oru galios detalėms
			550–650 ° С*
			Atkaitinimas leidžiamas pagal režimus: 1) kaitinimas iki 850 ° C, laikymas, vėsinimas krosnele iki 750 ° C, laikymas 3,5 val., aušinimas ore; 2) kaitinimas iki 800°C, palaikymas 30 min, aušinimas orkaitėje iki 500°C, po to ore
			Dvigubas atkaitinimas, ekspozicija 570–600 ° С - 1 val. Leidžiamas izoterminis atkaitinimas: kaitinimas iki 920–950°C, laikymas, aušinimas krosnimi arba perkėlimas į kitą 570–600°C temperatūros krosnį, palaikymas 1 val., aušinimas ore
			Dvigubas atkaitinimas, ekspozicija 530–580 °C temperatūroje – 2–12 val. Leidžiamas izoterminis atkaitinimas: kaitinimas iki 950–980 °C, laikymas, aušinimas krosnimi arba perkėlimas į kitą 530–580 °C temperatūros krosnį, palaikymas 2–12 val., aušinimas ore
			550–650 ° С*
			Leidžiamas izoterminis atkaitinimas: kaitinimas iki 790–810°C, laikymas, aušinimas krosnele arba perkėlimas į kitą krosnį iki 640–660°C, palaikymas 30 min, aušinimas ore
			Lakštų dalių atkaitinimas leidžiamas esant 650–750 ° С, (600–650 °С)*
		(priklausomai nuo pusgaminio skyriaus ir tipo)	Aušinimas orkaitėje 2–4 °C/min greičiu iki 450 °C, po to ore. Dvigubas atkaitinimas, ekspozicija 500–650 ° C temperatūroje 1–4 val. Dvigubas atkaitinimas leidžiamas dalims, veikiančioms iki 300 ° C temperatūroje ir iki 2000 val.
			(545–585 °C*)

* Neužbaigtos atkaitinimo temperatūros.

17.9 lentelė

Titano lydinių mechaninės charakteristikos esant žemai temperatūrai

	s in (MPa) esant temperatūrai, ° С			d (%) esant temperatūrai, ° С			KCU, J / cm 2 esant temperatūrai, ° С

Taikymas. Šie lydiniai rekomenduojami gaminių gamybai lakštinio štampavimo būdu (OT4, VT20), suvirintoms detalėms ir mazgams, štampuotoms detalėms (VT5, VT5-1, VT6S, VT20) ir kt. Lydinys VT6S plačiai naudojamas indų ir slėginių indų gamyba. Dalys ir mazgai, pagaminti iš lydinių OT4, VT5, gali dirbti ilgą laiką iki 400 ° C temperatūroje ir trumpą laiką - iki 750 ° C; iš lydinių VT5-1, VT20 - ilgą laiką esant temperatūrai iki 450-500 ° C ir trumpą laiką - iki 800-850 ° C. Lydinius VT5-1, OT4, VT6S taip pat rekomenduojama naudoti šaldytuve ir kriogeninės technologijos (17.9 lentelė).

Šiai grupei priklauso lydiniai, kurių tempiamasis stipris s > 1000 MPa, būtent (a + b)-lydiniai, kurių klasės VT6, VT14, VT3-1, VT22. Didelis stiprumas šiuose lydiniuose pasiekiamas grūdinant terminį apdorojimą (grūdinimas + senėjimas). Išimtis yra didelio lydinio lydinys VT22, kurio s B > 1000 MPa net atkaitintoje būsenoje.

Šie lydiniai kartu su dideliu stiprumu išlaiko gerą (VT6) ir patenkinamą (VT14, VT3-1, VT22) technologinį lankstumą karštoje būsenoje, todėl iš jų galima gauti įvairius pusgaminius: lakštus (išskyrus VT3- 1), strypai, plokštės, kaltiniai, štampuoti, profiliai ir kt. Karšto formavimo režimai pateikti lentelėje. 17.7. Lydiniai VT6 ir VT14 atkaitinti (s in » 850 MPa) gali būti šaltai kalti lakštais su nedidelėmis deformacijomis. Pagrindinių atkaitintų ir sukietėjusių pusgaminių mechaninės charakteristikos pateiktos lentelėje. 17.4–17.6.

Nepaisant heterofazinės struktūros, nagrinėjamų lydinių suvirinamumas yra patenkinamas visais titano suvirinimo būdais. Norint užtikrinti reikiamą stiprumo ir plastiškumo lygį, būtinas visiškas atkaitinimas, o VT14 lydiniui (suvirintų dalių storis 10–18 mm) rekomenduojama atlikti grūdinimą, po kurio eina senėjimas. Šiuo atveju suvirintos jungties stiprumas (lydymosi suvirinimas) yra ne mažesnis kaip 0,9 netauriojo metalo stiprumo. Suvirintos jungties plastiškumas yra artimas netauriojo metalo lankstumui.

Apdirbamumas yra patenkinamas. Lydinių apdirbimas gali būti atliekamas tiek atkaitintus, tiek termiškai grūdintus.

Šie lydiniai pasižymi dideliu atsparumu korozijai atkaitintoje ir termiškai sukietėjusioje būsenoje drėgnoje atmosferoje, jūros vandenyje ir daugelyje kitų agresyvių aplinkų, pavyzdžiui, komercinio titano.

Karščio gydymas . Lydiniai VT3-1, VT6, VT6S, VT14, VT22 kietėja ir sensta (žr. aukščiau). Rekomenduojami monolitinių gaminių, pusgaminių ir suvirintų detalių grūdinimo ir sendinimo šildymo režimai pateikti lentelėje. 17.10 val.

Aušinimas gesinimo metu atliekamas vandenyje, o po brandinimo - ore. Visiškas grūdinimas suteikiamas dalims, pagamintoms iš VT6, VT6S lydinių, kurių maksimalus skerspjūvis yra iki 40–45 mm, o iš VT3-1, VT14, VT22 lydinių - iki 60 mm.

Siekiant užtikrinti patenkinamą (a + b) struktūros lydinių stiprumo ir lankstumo derinį po grūdinimo ir sendinimo, prieš grūdinant terminį apdorojimą būtina, kad jų struktūra būtų lygiagreta arba „krepšelio pynimas“. Pradinių mikrostruktūrų, užtikrinančių patenkinamas savybes, pavyzdžiai parodyti Fig. 17,4 (1–7 tipai).

17.10 lentelė

Titano lydinių stiprinimo terminio apdorojimo būdai

Lydinio klasė	Polimorfinės transformacijos temperatūra T pp, ° С	Temperatūra kaitinimas kietėjimui, ° С	Temperatūra senėjimas, ° С	Trukmė senėjimas, h

Pradinė smaili lydinio struktūra, kai yra pirminės b-fazės grūdelių ribos (8–9 tipai) perkaitimo metu po gesinimo ir senėjimo ar atkaitinimo, veda prie santuokos - sumažėja stiprumas ir plastiškumas. Todėl būtina vengti (a + b) lydinių kaitinimo iki aukštesnės nei polimorfinės transformacijos temperatūros, nes perkaitusios struktūros neįmanoma ištaisyti termiškai apdorojant.

Šildymą terminio apdorojimo metu rekomenduojama atlikti elektrinėse krosnyse su automatiniu temperatūros valdymu ir registravimu. Kad nesusidarytų apnašos, gatavų dalių ir lakštų kaitinimas turi būti atliekamas krosnyse su apsaugine atmosfera arba naudojant apsaugines dangas.

Kaitinant plonas lakštines detales grūdinimui, temperatūrai išlyginti ir jų deformacijai sumažinti, ant krosnies grindų dedama 30–40 mm storio plieninė plokštė. Sudėtingos konfigūracijos ir plonasienių dalių grūdinimui naudojami fiksavimo įtaisai, apsaugantys nuo deformacijos ir pavadėlių.

Po apdorojimo aukštoje temperatūroje (gesinimo ar atkaitinimo) krosnyje be apsauginės atmosferos, pusgaminiai, kurie nėra toliau apdorojami, turi būti apdorojami hidrosmėliasrove arba šlifuojami korundu, o lakštiniai gaminiai taip pat turi būti marinuoti.

Taikymas. Didelio stiprumo titano lydiniai naudojami kritinių dalių ir mazgų gamybai: suvirintoms konstrukcijoms (VT6, VT14), turbinoms (VT3-1), štampuotiems mazgams (VT14), labai apkrautoms detalėms ir štampuotoms konstrukcijoms (VT22). Šie lydiniai gali veikti ilgą laiką iki 400 ° C temperatūroje ir trumpai iki 750 ° C.

Didelio stiprumo titano lydinių, kaip konstrukcinės medžiagos, ypatybė yra padidėjęs jų jautrumas įtempių koncentratoriams. Todėl projektuojant detales iš šių lydinių būtina atsižvelgti į daugybę reikalavimų (geresnė paviršiaus kokybė, perėjimo spindulių iš vienos sekcijos į kitą padidėjimas ir kt.), panašių į tuos, kurie egzistuoja, kai yra didelio stiprumo plienas. naudojamas.

PARAŠYK MUMS DABAR!

SPAUSKITE MYGTUKĄ APATINIAME EKRANO KAMPE, RAŠYK IR GAUTI DAR GERESNĘ KAINĄ!

PerfectMetall kartu su kitais metalais perka titano laužą. Bet kurie įmonės metalo laužo surinkimo punktai iš Jūsų priims titaną, titano lydinių gaminius, titano drožles ir kt. Iš kur titanas patenka į metalo laužo surinkimo punktus? Viskas labai paprasta, šis metalas rado labai platų pritaikymą tiek pramoniniais tikslais, tiek žmogaus gyvenime. Šiandien šis metalas naudojamas kosminių ir karinių raketų gamyboje, nemažai jo naudojama ir lėktuvų statyboje. Titanas naudojamas stipriems ir lengviems laivams statyti. Chemijos pramonė, juvelyrika, jau nekalbant apie labai platų titano panaudojimą medicinos pramonėje. Ir visa tai dėl to, kad titanas ir jo lydiniai turi nemažai unikalių savybių.

Titanas - aprašymas ir savybės

Žemės pluta, kaip žinoma, yra prisotinta daugybe cheminių elementų. Tarp labiausiai paplitusių yra titanas. Galima sakyti, kad ji yra 10-oje vietoje labiausiai paplitusių Žemės cheminių elementų TOP. Titanas yra sidabriškai baltas metalas, atsparus daugeliui agresyvių aplinkų, neoksiduojamas daugelyje galingų rūgščių, išimtis yra didelės koncentracijos vandenilio fluorido, ortofosforo sieros rūgštis. Titanas gryna forma yra palyginti jaunas, jis buvo gautas tik 1925 m.

Oksido plėvelė, dengianti gryną titaną, yra labai patikima šio metalo apsauga nuo korozijos. Titanas vertinamas ir dėl mažo šilumos laidumo, palyginimui – titanas šilumą praleidžia 13 kartų prasčiau nei aliuminis, tačiau su elektros laidumu yra atvirkščiai – titanas turi daug didesnę varžą. Tačiau svarbiausias skiriamasis titano bruožas yra didžiulis stiprumas. Vėlgi, jei lyginsime jį su gryna geležimi, tada titanas yra dvigubai stipresnis!

Titano lydiniai

Titano lydiniai taip pat turi puikių savybių, tarp kurių, kaip jau galėjote atspėti, pirmoje vietoje yra stiprumas. Kaip konstrukcinė medžiaga, titanas yra prastesnis tik berilio lydiniams. Tačiau neginčijamas titano lydinių pranašumas yra didelis atsparumas dilimui ir dilimui bei tuo pačiu pakankamas plastiškumas.

Titano lydiniai yra atsparūs daugybei aktyvių rūgščių, druskų, hidroksidų. Šie lydiniai nebijo aukštos temperatūros poveikio, todėl reaktyvinių variklių turbinos yra gaminamos iš titano ir jo lydinių, o apskritai plačiai naudojamos raketų moksle ir aviacijos pramonėje.

Kur naudojamas titanas

Titanas naudojamas ten, kur reikalinga labai patvari medžiaga, maksimaliai atspari įvairiems neigiamiems poveikiams. Pavyzdžiui, titano lydiniai chemijos pramonėje naudojami siurblių, rezervuarų ir vamzdynų, skirtų agresyviems skysčiams transportuoti, gamybai. Medicinoje titanas naudojamas protezavimui ir turi puikų biologinį suderinamumą su žmogaus organizmu. Be to, titano ir nikelio lydinys – nitinolis – turi „atmintį“, leidžiančią jį naudoti ortopedinėje chirurgijoje. Metalurgijoje titanas tarnauja kaip legiravimo elementas, kuris įvedamas į kai kurių rūšių plieno sudėtį.

Dėl plastiškumo ir stiprumo išsaugojimo esant žemai temperatūrai metalas naudojamas kriogeninėje technologijoje. Orlaivių ir raketų gamyboje titanas vertinamas dėl atsparumo karščiui, čia plačiausiai naudojamas jo lydinys su aliuminiu ir vanadžiu: iš jo gaminamos detalės lėktuvams ir reaktyviniams varikliams.

Savo ruožtu titano lydiniai naudojami laivų statyboje metalo gaminiams su padidintu atsparumu korozijai gaminti. Tačiau neskaitant pramoninio naudojimo, titanas naudojamas kaip papuošalų ir aksesuarų žaliava, nes jis puikiai tinka apdorojimo metodams, tokiems kaip poliravimas ar anodavimas. Visų pirma, iš jo liejami laikrodžių dėklai ir papuošalai.

Titanas buvo plačiai naudojamas įvairių junginių sudėtyje. Pavyzdžiui, titano dioksidas randamas dažuose, naudojami popieriaus ir plastiko gamybos procese, o titano nitridas veikia kaip apsauginė įrankių danga. Nepaisant to, kad titanas vadinamas ateities metalu, šiuo metu jo taikymo sritį labai riboja didelės gamybos sąnaudos.

1 lentelė

Pramoninių titano lydinių cheminė sudėtis.
lydinio tipas	Lydinio klasė	Cheminė sudėtis, % (likusi dalis yra Ti)
		Al	V	Mo	Mn	Kr	Si	Kiti elementai
a	BT5 BT5-1	4,3-6,2 4,5-6,0	— —	— —	— —	— —	— —	— 2-3Sn
Pseudo-a	OT4-0 OT4-1 OT4 BT20 WT18	0,2-1,4 1,0-2,5 3,5-5,0 6,0-7,5 7,2-8,2	— — — 0,8-1,8 —	— — — 0,5-2,0 0,2-1,0	0,2-1,3 0,7-2,0 0,8-2,0 — —	— — — — —	— — — — 0,18-0,5	— — — 1,5-2,5 Zr 0,5-1,5 Nb 10-12 Zr
a+b	VT6S BT6 BT8 BT9 VT3-1 BT14 BT16 BT22	5,0-6,5 5,5-7,0 6,0-7,3 5,8-7,0 5,5-7,0 4,5-6,3 1,6-3,0 4,0-5,7	3,5-4,5 4,2-6,0 — — — 0,9-1,9 4,0-5,0 4,0-5,5	— — 2,8-3,8 2,8-3,8 2,0-3,0 2,5-3,8 4,5-5,5 4,5-5,0	— — — — — — — —	— — — — 1,0-2,5 — — 0,5-2,0	— — 0,20-0,40 0,20-0,36 0,15-0,40 — — —	— — — 0,8-2,5 Zr 0,2–0,7 Fe — — 0,5-1,5 Fe
b	BT15	2,3-3,6	—	6,8-8,0	—	9,5-11,0	—	1,0 Zr

Viskas, ką reikia žinoti apie titaną, taip pat chromą ir volframą

Daugelį domina klausimas: koks yra kiečiausias metalas pasaulyje? Tai yra titanas. Ši kieta medžiaga bus daugumos straipsnio tema. Taip pat šiek tiek susipažinsime su tokiais kietaisiais metalais kaip chromas ir volframas.

9 įdomūs faktai apie titaną

1. Yra keletas versijų, kodėl metalas gavo savo pavadinimą. Pagal vieną teoriją jis buvo pavadintas titanų – bebaimių antgamtinių būtybių – vardu. Pagal kitą versiją, pavadinimas kilęs iš Titanijos, fėjų karalienės.
2. Titaną XVIII amžiaus pabaigoje atrado vokiečių ir anglų chemikas.
3. Titanas ilgą laiką nebuvo naudojamas pramonėje dėl natūralaus trapumo.
4. 1925 m. pradžioje po daugybės eksperimentų chemikai gavo gryną titaną.
5. Titano drožlės yra degios.
6. Tai vienas lengviausių metalų.
7. Titanas gali tirpti tik aukštesnėje nei 3200 laipsnių temperatūroje.
8. Verda 3300 laipsnių temperatūroje.
9. Titanas turi sidabrinę spalvą.

Titano atradimo istorija

Metalą, kuris vėliau buvo pavadintas titanu, atrado du mokslininkai – anglas Williamas Gregoras ir vokietis Martinas Gregoras Klaprothas. Mokslininkai dirbo lygiagrečiai ir nesusikirto vienas su kitu. Skirtumas tarp atradimų – 6 metai.

William Gregor pavadino savo atradimą menakin.

Po daugiau nei 30 metų buvo gautas pirmasis titano lydinys, kuris pasirodė itin trapus ir niekur negali būti panaudotas. Manoma, kad tik 1925 m. buvo išskirtas grynas titanas, kuris tapo vienu paklausiausių metalų pramonėje.

Įrodyta, kad rusų mokslininkui Kirilovui 1875 metais pavyko išgauti gryną titaną. Jis išleido brošiūrą, kurioje išsamiai aprašo savo darbą. Tačiau mažai žinomo ruso tyrimai liko nepastebėti.

Bendra informacija apie titaną

Titano lydiniai yra mechanikų ir inžinierių išsigelbėjimas. Pavyzdžiui, orlaivio korpusas pagamintas iš titano. Skrydžio metu jis pasiekia kelis kartus didesnį nei garso greitį. Titano korpusas įkaista iki aukštesnės nei 300 laipsnių temperatūros ir netirpsta.

Metalas uždaro dešimtuką „Labiausiai paplitę metalai gamtoje“. Dideli telkiniai aptikti Pietų Afrikoje, Kinijoje, o daug titano – Japonijoje, Indijoje ir Ukrainoje.

Bendras pasaulio titano atsargų kiekis yra daugiau nei 700 milijonų tonų. Jei gamybos tempas išliks toks pat, titanas tarnaus dar 150-160 metų.

Didžiausia kiečiausio metalo gamintoja pasaulyje yra Rusijos įmonė „VSMPO-Avisma“, tenkinanti trečdalį pasaulio poreikių.

Titano savybės

1. Atsparumas korozijai.
2. Didelis mechaninis stiprumas.
3. Mažas tankis.

Titano atominė masė yra 47,88 amu, serijos numeris cheminėje periodinėje lentelėje yra 22. Išoriškai jis labai panašus į plieną.

Metalo mechaninis tankis yra 6 kartus didesnis nei aliuminio, 2 kartus didesnis nei geležies. Jis gali jungtis su deguonimi, vandeniliu, azotu. Suporuotas su anglimi, metalas sudaro neįtikėtinai kietus karbidus.

Titano šilumos laidumas yra 4 kartus mažesnis nei geležies ir 13 kartų mažesnis nei aliuminio.

Titano kasybos procesas

Žemėje yra daug titano, tačiau jo ištraukimas iš žarnyno kainuoja daug pinigų. Plėtrai naudojamas jodido metodas, kurio autorius yra Van Arkel de Boer.

Metodas pagrįstas metalo gebėjimu jungtis su jodu, suskaidžius šį junginį galima gauti gryną titaną, be priemaišų.

Įdomiausi dalykai iš titano:

• protezai medicinoje;
• mobiliųjų įrenginių plokštės;
• Kosmoso tyrinėjimo raketų sistemos;
• vamzdynai, siurbliai;
• stogeliai, karnizai, pastatų išorės apdaila;
• daugumos dalių (važiuoklės, odos).

Titano panaudojimas

Titanas aktyviai naudojamas kariuomenėje, medicinoje ir papuošaluose. Jam buvo suteiktas neoficialus pavadinimas „ateities metalas“. Daugelis sako, kad tai padeda svajonę paversti realybe.

Kiečiausias metalas pasaulyje iš pradžių buvo naudojamas karinėje ir gynybos sferoje. Šiandien pagrindinis titano gaminių vartotojas yra orlaivių pramonė.

Titanas yra universali konstrukcinė medžiaga. Daugelį metų jis buvo naudojamas kuriant orlaivių turbinas. Orlaivių varikliuose iš titano gaminami ventiliatoriaus elementai, kompresoriai ir diskai.

Šiuolaikinio lėktuvo konstrukcijoje gali būti iki 20 tonų titano lydinio.

Pagrindinės titano panaudojimo sritys orlaivių pramonėje:

• erdvinės formos gaminiai (durų apvadai, liukai, apvalkalai, grindys);
• agregatai ir komponentai, kuriuos veikia didelė apkrova (sparnų laikikliai, važiuoklė, hidrauliniai cilindrai);
• variklio dalys (kėbulas, kompresorių mentės).

Titano dėka žmogus sugebėjo praeiti pro garso barjerą ir prasibrauti į kosmosą. Jis buvo naudojamas kuriant pilotuojamas raketų sistemas. Titanas gali atlaikyti kosminę spinduliuotę, temperatūros pokyčius, judėjimo greitį.

Šis metalas turi mažą tankį, o tai svarbu laivų statybos pramonėje. Gaminiai iš titano yra lengvi, o tai reiškia, kad sumažėja svoris, padidėja jo manevringumas, greitis, atstumas. Jei laivo korpusas aptrauktas titanu, jo dažyti nereikės daug metų – jūros vandenyje titanas nerūdija (atsparumas korozijai).

Dažniausiai šis metalas naudojamas laivų statyboje, gaminant turbininius variklius, garo katilus, kondensatoriaus vamzdžius.

Naftos pramonė ir titanas

Itin gilus gręžimas laikomas perspektyvia titano lydinių naudojimo sritimi. Norint ištirti ir išgauti požeminius turtus, reikia prasiskverbti giliai po žeme – per 15 tūkstančių metrų. Pavyzdžiui, iš aliuminio pagaminti gręžimo vamzdžiai lūžta dėl savo gravitacijos, o tik titano lydiniai gali pasiekti tikrai didelį gylį.

Ne taip seniai titanas buvo pradėtas aktyviai naudoti kuriant šulinius jūros lentynose. Specialistai naudoja titano lydinius kaip įrangą:

• naftos gavybos įrenginiai;
• slėginiai indai;
• giluminiai vandens siurbliai, vamzdynai.

Titanas sporte, medicinoje

Titanas yra itin populiarus sporto srityje dėl savo tvirtumo ir lengvumo. Prieš kelis dešimtmečius iš titano lydinių buvo pagamintas dviratis – pirmasis sportinis inventorius, pagamintas iš kiečiausios medžiagos pasaulyje. Šiuolaikinis dviratis susideda iš titano korpuso, tų pačių stabdžių ir sėdynės spyruoklių.

Japonija sukūrė titano golfo lazdas. Šie įrenginiai yra lengvi ir patvarūs, tačiau itin brangūs.

Iš titano gaminama dauguma daiktų, kurie yra alpinistų ir keliautojų kuprinėje – indai, maisto ruošimo rinkiniai, lentynos palapinėms sutvirtinti. Titano ledo kirviai yra labai populiari sporto įranga.

Šis metalas yra labai paklausus medicinos pramonėje. Dauguma chirurginių instrumentų yra pagaminti iš titano – lengvi ir patogūs.

Kita ateities metalo taikymo sritis yra protezų kūrimas. Titanas puikiai „susijungia“ su žmogaus kūnu. Gydytojai šį procesą pavadino „tikrais santykiais“. Titano konstrukcijos yra saugios raumenims ir kaulams, retai sukelia alerginę reakciją, nesuyra, veikiamos skysčių organizme. Protezai iš titano yra atsparūs ir atlaiko didžiulius fizinius krūvius.

Titanas yra nuostabus metalas. Tai padeda žmogui pasiekti neregėtų aukštumų įvairiose gyvenimo srityse. Jis yra mylimas ir gerbiamas už tvirtumą, lengvumą ir ilgus tarnavimo metus.

Chromas yra vienas kiečiausių metalų.

Įdomūs chromo faktai

1. Metalo pavadinimas kilęs iš graikų kalbos žodžio „chroma“, reiškiančio dažus.
2. Natūralioje aplinkoje chromo nėra gryno pavidalo, o tik chromo geležies rūdos, dvigubo oksido, pavidalu.
3. Didžiausi metalo telkiniai yra Pietų Afrikoje, Rusijoje, Kazachstane ir Zimbabvėje.
4. Metalo tankis - 7200kg/m3.
5. Chromas lydosi 1907 laipsnių temperatūroje.
6. Verda 2671 laipsnio temperatūroje.
7. Visiškai grynas be priemaišų, chromas pasižymi lankstumu ir kietumu. Kartu su deguonimi, azotu ar vandeniliu metalas tampa trapus ir labai kietas.
8. Šį sidabriškai baltą metalą XVIII amžiaus pabaigoje atrado prancūzas Louisas Nicolas Vauquelinas.

Chromo metalo savybės

Chromas turi labai didelį kietumą, gali pjauti stiklą. Jo neoksiduoja oras, drėgmė. Jei metalas yra šildomas, oksidacija įvyks tik ant paviršiaus.

Per metus sunaudojama daugiau nei 15 000 tonų gryno chromo. Didžiosios Britanijos įmonė „Bell Metals“ laikoma gryniausio chromo gamybos lydere.

Daugiausia chromo suvartojama JAV, Vakarų Europoje ir Japonijoje. Chromo rinka yra nepastovi, o kainos yra įvairios.

Chromo naudojimo sritys

Jis dažniausiai naudojamas lydiniams ir galvanizuotoms dangoms kurti (transportavimui skirtas chromavimas).

Į plieną dedama chromo, kuris pagerina metalo fizines savybes. Šie lydiniai yra paklausiausi juodosios metalurgijos srityje.

Populiariausią plieno rūšį sudaro chromas (18%) ir nikelis (8%). Tokie lydiniai puikiai atsparūs oksidacijai, korozijai, yra stiprūs net aukštoje temperatūroje.

Šildymo krosnys gaminamos iš plieno, kuriame yra trečdalis chromo.

Kas dar yra pagamintas iš chromo?

1. Šaunamųjų ginklų vamzdžiai.
2. Povandeninių laivų korpusas.
3. Plytos, kurios naudojamos metalurgijoje.

Kitas itin kietas metalas – volframas.

Įdomūs faktai apie volframą

1. Metalo pavadinimas vokiečių kalba („Wolf Rahm“) reiškia „vilko puta“.
2. Tai ugniai atspariausias metalas pasaulyje.
3. Volframas turi šviesiai pilką atspalvį.
4. Metalą XVIII amžiaus pabaigoje (1781 m.) atrado švedas Karlas Scheele.
5. Volframas lydosi 3422 laipsnių temperatūroje, verda 5900 laipsnių temperatūroje.
6. Metalo tankis yra 19,3 g/cm³.
7. Atominė masė - 183,85, VI grupės elementas Mendelejevo periodinėje sistemoje (eilės numeris - 74).

Volframo kasybos procesas

Volframas priklauso didelei retųjų metalų grupei. Jame taip pat yra rubidžio, molibdeno. Šiai grupei būdingas mažas metalų paplitimas gamtoje ir nedidelis vartojimo mastas.

Volframo gavimas susideda iš 3 etapų:

• metalo atskyrimas nuo rūdos, jo kaupimasis tirpale;
• junginio išskyrimas, jo gryninimas;
• gryno metalo išgavimas iš gatavo cheminio junginio.
• Pradinė medžiaga volframui gauti yra scheelitas ir volframitas.

Volframo panaudojimas

Volframas yra patvariausių lydinių pagrindas. Iš jo gaminami orlaivių varikliai, elektrovakuuminių prietaisų dalys, kaitrinės gijos.
Didelis metalo tankis leidžia naudoti volframą kuriant balistines raketas, kulkas, atsvarus, artilerijos sviedinius.

Volframo junginiai naudojami kitų metalų apdirbimui, kasybos pramonėje (gręžinių gręžimui), dažymui ir tekstilės gaminiams (kaip organinės sintezės katalizatorius).

Iš sudėtingų volframo junginių gaminami:

• laidai - naudojami šildymo krosnyse;
• juostos, folija, plokštės, lakštai - valcavimui ir plokščiam kalimui.

Titanas, chromas ir volframas yra „kiečiausių metalų pasaulyje“ sąrašo viršuje. Jie naudojami daugelyje žmogaus veiklos sričių – orlaivių ir raketų moksle, karinėje srityje, statybose ir tuo pačiu tai toli gražu ne visas metalo panaudojimo spektras.

Amžinas, paslaptingas, kosminis – visi šie ir daugelis kitų epitetų įvairiuose šaltiniuose priskiriami titanui. Šio metalo atradimo istorija nebuvo triviali: tuo pačiu metu keli mokslininkai dirbo, kad izoliuotų elementą gryna forma. Fizinių, cheminių savybių tyrimo ir šiandieninio taikymo sričių nustatymo procesas. Titanas yra ateities metalas, jo vieta žmogaus gyvenime dar nėra galutinai nustatyta, o tai suteikia šiuolaikiniams tyrinėtojams didžiulę erdvę kūrybiškumui ir moksliniams tyrimams.

Charakteristika

Cheminis elementas D. I. Mendelejevo periodinėje lentelėje žymimas simboliu Ti. Jis yra ketvirtojo periodo IV grupės antriniame pogrupyje ir turi 22 eilės numerį. Titanas yra balto sidabro metalas, lengvas ir patvarus. Elektroninė atomo konfigūracija turi tokią struktūrą: +22)2)8)10)2, 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 2 4S 2. Atitinkamai, titanas turi keletą galimų oksidacijos būsenų: 2, 3, 4; stabiliausiuose junginiuose jis yra keturiavalentis.

Titanas – lydinys ar metalas?

Šis klausimas domina daugelį. 1910 m. amerikiečių chemikas Hanteris gavo pirmąjį gryną titaną. Metale buvo tik 1% priemaišų, tačiau tuo pačiu metu jo kiekis pasirodė esąs nereikšmingas ir neleido toliau tirti jo savybių. Gautos medžiagos plastiškumas buvo pasiektas tik esant aukštai temperatūrai, normaliomis sąlygomis (kambario temperatūra) mėginys buvo per trapus. Tiesą sakant, šis elementas nesudomino mokslininkų, nes jo naudojimo perspektyvos atrodė pernelyg neaiškios. Gavimo ir tyrimo sunkumai dar labiau sumažino jo taikymo galimybes. Tik 1925 metais chemikai iš Nyderlandų I. de Boer ir A. Van Arkel gavo titano metalą, kurio savybės patraukė viso pasaulio inžinierių ir dizainerių dėmesį. Šio elemento tyrimo istorija prasideda 1790 m., būtent tuo metu, lygiagrečiai, nepriklausomai vienas nuo kito, du mokslininkai atranda titaną kaip cheminį elementą. Kiekvienas iš jų gauna medžiagos junginį (oksidą), nesugebėdamas išskirti metalo gryna forma. Titano atradėjas yra anglų mineralogas vienuolis Viljamas Gregoras. Savo parapijos teritorijoje, esančioje pietvakarinėje Anglijos dalyje, jaunasis mokslininkas pradėjo tyrinėti juodąjį Menaken slėnio smėlį. Rezultatas buvo blizgių grūdelių, kurie buvo titano junginys, išsiskyrimas. Tuo pat metu Vokietijoje chemikas Martinas Heinrichas Klaprothas iš mineralinio rutilo išskyrė naują medžiagą. 1797 m. jis taip pat įrodė, kad lygiagrečiai atidaromi elementai yra panašūs. Titano dioksidas daugeliui chemikų buvo paslaptis jau daugiau nei šimtmetį ir net Berzelijus nesugebėjo gauti gryno metalo. Naujausios XX amžiaus technologijos gerokai paspartino minėto elemento tyrimo procesą ir nulėmė pradines jo panaudojimo kryptis. Tuo pačiu metu taikymo sritis nuolat plečiasi. Tik tokios medžiagos, kaip grynas titanas, gavimo proceso sudėtingumas gali apriboti jo taikymo sritį. Lydinių ir metalo kaina yra gana didelė, todėl šiandien ji negali išstumti tradicinės geležies ir aliuminio.

vardo kilmė

Menakinas yra pirmasis titano pavadinimas, kuris buvo naudojamas iki 1795 m. Taip pagal teritorinę priklausomybę W. Gregoras pavadino naująjį elementą. Martinas Klaprothas 1797 m. suteikia elementui pavadinimą „titanas“. Tuo metu jo kolegos prancūzai, vadovaujami gana geros reputacijos chemiko A. L. Lavoisier, pasiūlė naujai atrastas medžiagas pavadinti pagal jų pagrindines savybes. Vokiečių mokslininkas nesutiko su šiuo požiūriu, jis visiškai pagrįstai manė, kad atradimo etape gana sunku nustatyti visas medžiagai būdingas savybes ir jas atspindėti pavadinime. Tačiau reikia pripažinti, kad Klaprotho intuityviai pasirinktas terminas visiškai atitinka metalą – tai ne kartą pabrėžė šiuolaikiniai mokslininkai. Yra dvi pagrindinės vardo titano kilmės teorijos. Metalas galėjo būti paskirtas elfų karalienės Titanijos (germanų mitologijos veikėjos) garbei. Šis pavadinimas simbolizuoja ir medžiagos lengvumą, ir stiprumą. Dauguma mokslininkų yra linkę naudoti senovės graikų mitologijos versiją, kurioje galingieji žemės deivės Gajos sūnūs buvo vadinami titanais. Šiai versijai pritaria ir anksčiau atrasto elemento urano pavadinimas.

Buvimas gamtoje

Iš techniškai vertingų žmonėms metalų titanas yra ketvirtas pagal gausumą žemės plutoje. Tik geležis, magnis ir aliuminis pasižymi dideliu procentu gamtoje. Daugiausia titano yra bazalto apvalkale, šiek tiek mažiau – granito sluoksnyje. Jūros vandenyje šios medžiagos yra mažai - maždaug 0,001 mg / l. Cheminis elementas titanas yra gana aktyvus, todėl jo negalima rasti gryno pavidalo. Dažniausiai jo yra junginiuose su deguonimi, o jo valentingumas yra keturi. Titano turinčių mineralų skaičius svyruoja nuo 63 iki 75 (įvairiuose šaltiniuose), o dabartiniame tyrimų etape mokslininkai ir toliau atranda naujas jo junginių formas. Praktiniam naudojimui didžiausią reikšmę turi šie mineralai:

1. Ilmenitas (FeTiO 3).
2. Rutilas (TiO 2).
3. Titanitas (CaTiSiO 5).
4. Perovskitas (CaTiO 3).
5. Titanomagnetitas (FeTiO 3 + Fe 3 O 4) ir kt.

Visos esamos titano turinčios rūdos skirstomos į placerinę ir bazinę. Šis elementas yra silpnas migrantas, jis gali keliauti tik uolienų fragmentų arba judančių dumbluotų dugno uolienų pavidalu. Biosferoje didžiausias titano kiekis randamas dumbliuose. Sausumos faunos atstovuose elementas kaupiasi raginiuose audiniuose, plaukuose. Žmogaus organizmui būdingas titano buvimas blužnyje, antinksčiuose, placentoje, skydliaukėje.

Fizinės savybės

Titanas yra sidabriškai baltos spalvos spalvotas metalas, panašus į plieną. Esant 0 0 C temperatūrai, jo tankis yra 4,517 g / cm 3. Medžiaga turi mažą savitąjį svorį, būdingą šarminiams metalams (kadmiui, natriui, ličiui, ceziui). Pagal tankį titanas užima tarpinę padėtį tarp geležies ir aliuminio, o jo našumas yra didesnis nei abiejų elementų. Pagrindinės metalų savybės, į kurias atsižvelgiama nustatant jų taikymo sritį, yra kietumas. Titanas yra 12 kartų stipresnis už aliuminį, 4 kartus stipresnis už geležį ir varį, tuo pačiu yra daug lengvesnis. Plastiškumas ir jo takumo riba leidžia apdoroti žemoje ir aukštoje temperatūroje, kaip ir kitus metalus, t.y. kniedyti, kalti, suvirinti, valcuoti. Išskirtinė titano savybė yra mažas šilumos ir elektros laidumas, o šios savybės išsaugomos aukštesnėje temperatūroje, iki 500 0 C. Magnetiniame lauke titanas yra paramagnetinis elementas, jo netraukia kaip geležis ir nestumia. išeina kaip varis. Labai aukštas antikorozinis veikimas agresyvioje aplinkoje ir esant mechaniniam įtempimui yra unikalus. Daugiau nei 10 metų buvimo jūros vandenyje nepakeitė titano plokštės išvaizdos ir sudėties. Geležis šiuo atveju būtų visiškai sunaikinta dėl korozijos.

Titano termodinaminės savybės

1. Tankis (normaliomis sąlygomis) yra 4,54 g/cm 3 .
2. Atominis skaičius yra 22.
3. Metalų grupė - ugniai atsparūs, lengvi.
4. Titano atominė masė yra 47,0.
5. Virimo temperatūra (0 C) – 3260.
6. Molinis tūris cm 3 / mol - 10,6.
7. Titano lydymosi temperatūra (0 C) yra 1668.
8. Savitoji garavimo šiluma (kJ / mol) - 422,6.
9. Elektros varža (esant 20 0 C) Ohm * cm * 10 -6 - 45.

Cheminės savybės

Padidėjęs elemento atsparumas korozijai paaiškinamas mažos oksido plėvelės susidarymu ant paviršiaus. Jis neleidžia (įprastomis sąlygomis) patekti į dujas (deguonį, vandenilį) supančioje atmosferoje elementą, pvz., titano metalą. Jo savybės keičiasi veikiant temperatūrai. Kai ji pakyla iki 600 0 C, vyksta sąveikos reakcija su deguonimi, dėl kurios susidaro titano oksidas (TiO 2). Sugeriant atmosferos dujas, susidaro trapūs junginiai, kurie praktiškai neturi pritaikymo, todėl titano suvirinimas ir lydymas vyksta vakuumo sąlygomis. Grįžtamoji reakcija yra vandenilio ištirpimo metale procesas, jis aktyviau vyksta kylant temperatūrai (nuo 400 0 C ir daugiau). Titanas, ypač mažos jo dalelės (plona plokštelė ar viela), dega azoto atmosferoje. Cheminė sąveikos reakcija galima tik 700 0 C temperatūroje, todėl susidaro TiN nitridas. Sudaro labai kietus lydinius su daugeliu metalų, dažnai kaip legiravimo elementą. Jis reaguoja su halogenais (chromu, bromu, jodu) tik esant katalizatoriui (aukštai temperatūrai) ir sąveikaujant su sausa medžiaga. Tokiu atveju susidaro labai kieti ugniai atsparūs lydiniai. Daugumos šarmų ir rūgščių tirpaluose titanas nėra chemiškai aktyvus, išskyrus koncentruotą sieros rūgštį (ilgai verdant), vandenilio fluoridą, karštą organinę (skruzdžių, oksalo).

Gimimo vieta

Ilmenito rūdos yra labiausiai paplitusios gamtoje – jų atsargos siekia 800 mln. Rutilo telkinių telkiniai kur kas kuklesni, tačiau bendra apimtis – išlaikant gamybos augimą – turėtų aprūpinti žmoniją ateinančius 120 metų tokiu metalu kaip titanas. Gatavo produkto kaina priklausys nuo paklausos ir pagaminamumo lygio padidėjimo, tačiau vidutiniškai ji svyruoja nuo 1200 iki 1800 rublių/kg. Nuolatinio techninio tobulinimo sąlygomis, laiku juos modernizavus, ženkliai sumažėja visų gamybos procesų savikaina. Didžiausias atsargas turi Kinija ir Rusija, mineralinių išteklių bazę taip pat turi Japonija, Pietų Afrika, Australija, Kazachstanas, Indija, Pietų Korėja, Ukraina, Ceilonas. Nuosėdos skiriasi gamybos apimtimis ir titano kiekiu rūdoje, vyksta geologiniai tyrimai, leidžiantys daryti prielaidą metalo rinkos vertės mažėjimui ir platesniam panaudojimui. Rusija yra didžiausia titano gamintoja.

Kvitas

Titano gamybai dažniausiai naudojamas titano dioksidas, kuriame yra minimalus priemaišų kiekis. Jis gaunamas sodrinant ilmenito koncentratus arba rutilo rūdas. Elektrinėje lankinėje krosnyje vyksta terminis rūdos apdorojimas, lydimas geležies atskyrimo ir šlako, turinčio titano oksido, susidarymo. Frakcijai be geležies apdoroti naudojamas sulfato arba chlorido metodas. Titano oksidas yra pilki milteliai (žr. nuotrauką). Titano metalas gaunamas apdorojant etapais.

Pirmasis etapas yra šlako sukepinimo su koksu ir chloro garų poveikio procesas. Susidaręs TiCl 4 redukuojamas magniu arba natriu, kai jis veikiamas 850 0 C temperatūroje. Titano kempinė (akyta sulydyta masė), gauta cheminės reakcijos rezultate, išvaloma arba išlydoma į luitus. Priklausomai nuo tolimesnės naudojimo krypties, susidaro lydinys arba grynas metalas (nešvarumai pašalinami kaitinant iki 1000 0 C). Gaminant medžiagą, kurioje priemaišų kiekis yra 0,01%, naudojamas jodido metodas. Jis pagrįstas jo garų išgarinimo procesu iš titano kempinės, iš anksto apdorotos halogenu.

Programos

Titano lydymosi temperatūra yra gana aukšta, o tai, atsižvelgiant į metalo lengvumą, yra neįkainojamas privalumas naudojant jį kaip konstrukcinę medžiagą. Todėl jis yra labiausiai pritaikytas laivų statyboje, aviacijos pramonėje, raketų gamyboje ir chemijos pramonėje. Titanas gana dažnai naudojamas kaip legiravimo priedas įvairiuose lydiniuose, kurie pasižymi padidintu kietumu ir atsparumu karščiui. Dėl aukštų antikorozinių savybių ir gebėjimo atlaikyti daugumą agresyvių aplinkos šis metalas yra nepakeičiamas chemijos pramonėje. Iš titano (jo lydinių) gaminami vamzdynai, rezervuarai, vožtuvai, filtrai, naudojami rūgščių ir kitų chemiškai aktyvių medžiagų distiliavimui ir transportavimui. Jis yra paklausus kuriant įrenginius, veikiančius esant padidintam temperatūros indikatoriui. Iš titano junginių gaminami patvarūs pjovimo įrankiai, dažai, plastikai ir popierius, chirurginiai instrumentai, implantai, papuošalai, apdailos medžiagos, naudojami maisto pramonėje. Visas kryptis sunku apibūdinti. Šiuolaikinė medicina dėl visiško biologinio saugumo dažnai naudoja titano metalą. Kaina yra vienintelis veiksnys, kuris iki šiol turi įtakos šio elemento taikymo sričiai. Galima sakyti, kad titanas yra ateities medžiaga, kurią tirdama žmonija pereis į naują vystymosi etapą.

Titanas – Mendelejevo periodinės sistemos IV periodo IV grupės cheminis elementas, atominis skaičius 22; patvarus ir lengvas sidabro baltumo metalas. Jis egzistuoja šiomis kristalinėmis modifikacijomis: α-Ti su šešiakampe sandaria gardele ir β-Ti su kubiniu korpuso centru.

Titanas tapo žinomas žmogui tik maždaug prieš 200 metų. Jo atradimo istorija siejama su vokiečių chemiko Klaprotho ir anglų tyrinėtojo mėgėjo MacGregoro vardais. 1825 metais I. Berzelius pirmasis išskyrė gryną metalinį titaną, tačiau iki XX amžiaus šis metalas buvo laikomas retu ir todėl netinkamu naudoti praktiškai.

Tačiau iki šiol nustatyta, kad titanas yra devintas pagal gausumą tarp kitų cheminių elementų, o jo masės dalis žemės plutoje yra 0,6%. Titano yra daugelyje mineralų, kurių atsargos siekia šimtus tūkstančių tonų. Didelės titano rūdos telkinių yra Rusijoje, Norvegijoje, JAV, Pietų Afrikoje, Australijoje, Brazilijoje, Indijoje, atviros titano turinčio smėlio talpyklos yra patogios kasybai.

Titanas yra lengvas ir kalus sidabro baltumo metalas, lydymosi temperatūra 1660 ± 20 C, virimo temperatūra 3260 C, dviejų modifikacijų tankis ir atitinkamai lygus α-Ti - 4,505 (20 C) ir β-Ti - 4,32 (900 C) g/cm3. Titanas pasižymi dideliu mechaniniu stiprumu, kuris išlaikomas net aukštoje temperatūroje. Jis pasižymi dideliu klampumu, todėl jį apdirbant reikia padengti specialiomis pjovimo įrankio dangomis.

Esant įprastoms temperatūroms, titano paviršius yra padengtas pasyvinančia oksido plėvele, dėl kurios titanas yra atsparus korozijai daugelyje aplinkų (išskyrus šarminę). Titano drožlės yra degios, o titano dulkės yra sprogios.

Titanas netirpsta praskiestuose daugelio rūgščių ir šarmų tirpaluose (išskyrus vandenilio fluorido, ortofosforo ir koncentruotas sieros rūgštis), tačiau esant kompleksą sudarončioms medžiagoms lengvai sąveikauja net su silpnomis rūgštimis.

Kaitinamas ore iki 1200C temperatūros, titanas užsidega, sudarydamas kintamos sudėties oksido fazes. Titano hidroksidas nusėda iš titano druskų tirpalų, kuriuos deginant galima gauti titano dioksidą.

Kaitinamas titanas taip pat sąveikauja su halogenais. Visų pirma tokiu būdu gaunamas titano tetrachloridas. Redukuojant titano tetrachloridą aliuminiu, siliciu, vandeniliu ir kai kuriais kitais reduktoriais, gaunamas titano trichloridas ir dichloridas. Titanas sąveikauja su bromu ir jodu.

Esant aukštesnei nei 400 C temperatūrai, titanas reaguoja su azotu, sudarydamas titano nitridą. Titanas taip pat reaguoja su anglimi, sudarydamas titano karbidą. Kaitinamas titanas sugeria vandenilį, susidaro titano hidridas, kuris vėl kaitinant suyra išskirdamas vandenilį.

Dažniausiai titano dioksidas su nedideliu kiekiu priemaišų yra pradinė medžiaga titano gamybai. Tai gali būti ir titano šlakas, gautas apdorojant ilmenito koncentratus, ir rutilo koncentratas, gaunamas sodrinant titano rūdas.

Titano rūdos koncentratas yra apdorojamas pirometalurginiu būdu arba sieros rūgštimi. Sieros rūgšties apdorojimo produktas yra titano dioksido milteliai. Taikant pirometalurginį metodą, rūda sukepinama koksu ir apdorojama chloru, kad susidarytų titano tetrachlorido garai, kurie vėliau redukuojami magniu 850C temperatūroje.

Gauta titano „kempinė“ perlydoma, lydalas išvalomas nuo nešvarumų. Titano rafinavimui naudojamas jodido metodas arba elektrolizė. Titano luitai gaunami lanko, plazmos arba elektronų pluošto apdorojimo būdu.

Didžioji dalis titano produkcijos skiriama aviacijos ir raketų pramonės, taip pat jūrų laivų statybos reikmėms. Titanas naudojamas kaip legiruojantis priedas prie kokybiško plieno ir kaip deoksidatorius.

Iš jo gaminamos įvairios elektrovakuuminių įrenginių dalys, kompresoriai ir siurbliai agresyvioms terpėms siurbti, cheminiai reaktoriai, gėlinimo įrenginiai ir daugelis kitų įrenginių bei konstrukcijų. Dėl savo biologinio saugumo titanas yra puiki medžiaga maisto ir medicinos pramonėje.