Titan qotishmalari - biz tafsilotlarni tushunamiz

Metall titan tabiatda keng tarqalgan metall bo'lib, er qobig'ida u mis, qo'rg'oshin va sinkdan ko'proqdir. Zichligi 4,51 g / sm3 bo'lgan titaniumning kuchi 267 ... 337 MPa, qotishmalari esa 1250 MPa gacha. Erish nuqtasi 1668 0C bo'lgan xira kulrang metall, kuchli agressiv muhitda ham normal haroratda korroziyaga chidamli, lekin 400 0C dan yuqori qizdirilganda juda faol. Kislorodda u o'z-o'zidan yonish qobiliyatiga ega. Azot bilan kuchli reaksiyaga kirishadi. Suv bug'lari, karbonat angidrid bilan oksidlanadi, vodorodni o'zlashtiradi. Titanning issiqlik o'tkazuvchanligi karbonli po'latdan ikki baravar past. Shuning uchun, titanni payvandlashda, uning yuqori erish nuqtasiga qaramay, kamroq issiqlik talab qilinadi.

Titan kristall panjaraning tuzilishida farq qiluvchi ikkita asosiy barqaror faza shaklida bo'lishi mumkin. Oddiy haroratda u sovutish tezligiga sezgir bo'lmagan nozik taneli tuzilishga ega bo'lgan a-faza sifatida mavjud. 882 0C dan yuqori haroratlarda qo'pol donalar va sovutish tezligiga yuqori sezuvchanlik bilan b-faza hosil bo'ladi. Qotishma elementlar va aralashmalar a-faza (alyuminiy, kislorod, azot) yoki b-faza (xrom, marganets, vanadiy) ni barqarorlashtirishi mumkin. Shuning uchun titanium qotishmalari shartli ravishda uch guruhga bo'linadi: a, a + b va b qotishmalari. Birinchisi (VT1, VT5-1) termal qattiqlashtirilmagan, egiluvchan va yaxshi payvandlanish qobiliyatiga ega. Ikkinchisi (OT4, VTZ, VT4, VT6, VT8) b-stabilizatorlarning kichik qo'shimchalari bilan ham yaxshi payvandlanadi. Ular termal qayta ishlanadi. VT15, VT22 kabi b-tuzilishga ega qotishmalar issiqlik bilan ishlov berish orqali qattiqlashadi. Ular yomonroq payvandlanadi, don o'sishi va sovuq yoriqlarga moyil bo'ladi.
Xona haroratida titan yuzasi kislorodni eritadi va uning a-titandagi qattiq eritmasi hosil bo'ladi. Titanni keyingi oksidlanishdan himoya qiladigan to'yingan eritma qatlami paydo bo'ladi. Bu qatlam alfa deb ataladi. Qizdirilganda titan kislorod bilan kimyoviy birikmaga kiradi va Ti6O dan TiO2 gacha bo'lgan bir qator oksidlarni hosil qiladi. Oksidlanish jarayoni davom etar ekan, oksid plyonkasi rangi oltin sariqdan to'q binafsha ranggacha o'zgaradi va oq rangga aylanadi. Payvandlash yaqinidagi bu ranglarga ko'ra, payvandlash paytida metallni himoya qilish sifatini baholash mumkin. Titan 500 0C dan yuqori haroratda azot bilan faol o'zaro ta'sirlanib, kuchini oshiradigan, lekin metallning egiluvchanligini keskin kamaytiradigan nitridlarni hosil qiladi. Suyuq titanda vodorodning eruvchanligi po'latdan ko'ra kattaroqdir, lekin haroratning pasayishi bilan u keskin pasayadi, vodorod eritmadan chiqariladi. Metall qotib qolganda, bu g'ovaklikka va payvandlashdan keyin choklarning kechiktirilishiga olib kelishi mumkin. Barcha titanium qotishmalari issiq yoriqlar hosil bo'lishiga moyil emas, lekin metallning xususiyatlarini yomonlashtiradigan payvandlangan metall va issiqlik ta'sirlangan zonada donning kuchli qo'pollashishiga moyil.
Titan qotishmasidan payvandlash texnologiyasi

Yuqori kimyoviy faollik tufayli titanium qotishmalari sarflanmaydigan va sarflanadigan elektrod bilan inert gazlarda boshq payvandlash, suv ostida payvandlash, elektron nur, elektroshlak va kontaktli payvandlash orqali payvandlanishi mumkin. Eritilgan titan suyuqlikdir, tikuv barcha payvandlash usullari bilan yaxshi shakllanadi.

Titanni payvandlashda asosiy qiyinchilik - 400 0C dan yuqori qizdirilgan metallni havodan ishonchli himoya qilish zarurati.

Argon bilan payvandlash argonda va uning geliy bilan aralashmalarida amalga oshiriladi. Mahalliy himoya bilan payvandlash gazni burner ko'krak orqali, ba'zan esa himoya zonasini oshiradigan nozullar bilan ta'minlash orqali amalga oshiriladi. Qismlarning birlashmasining teskari tomonida yivli mis tayanch chiziqlar o'rnatiladi, ularning uzunligi bo'ylab argon teng ravishda ta'minlanadi. Qismlarning murakkab dizayni bilan, mahalliy himoyani amalga oshirish qiyin bo'lganda, payvandlash boshqariladigan atmosferaga ega kameralarda umumiy himoya bilan amalga oshiriladi. Bu payvandlangan birikmaning bir qismini himoya qilish uchun ko'krak kameralari, metalldan yasalgan qattiq kameralar yoki ko'rish oynalari bo'lgan matodan yasalgan yumshoq kameralar va payvandchining qo'llari uchun o'rnatilgan qo'lqoplar bo'lishi mumkin. Xonalarga ehtiyot qismlar, payvandlash uskunalari va mash'al joylashtiriladi. Katta tanqidiy bloklar uchun 350 m 3 gacha bo'lgan yashash xonalari ishlatiladi, ularda avtomatik payvandlash mashinalari va manipulyatorlar o'rnatiladi. Kameralar evakuatsiya qilinadi, keyin argon bilan to'ldiriladi va kosmik kostyumlardagi payvandchilar havo qulflari orqali kiradilar.

Volfram elektrodi bilan argon-arqon payvandlash yo'li bilan qalinligi 0,5 ... 1,5 mm bo'lgan qismlar bo'shliqsiz va qo'shimchasiz va qalinligi 1,5 mm dan ortiq bo'lgan plomba sim bilan payvandlanadi. Payvandlanadigan qismlarning qirralari va simni tozalash kerak, shunda kislorod bilan to'yingan alfa qatlami chiqariladi. Tel 4 soat davomida 900 ... 1000 0C haroratda vakuumli tavlanishdan o'tishi kerak Payvandlash to'g'ridan-to'g'ri polaritning to'g'ridan-to'g'ri oqimida amalga oshiriladi. Qalinligi 10 ... 15 mm dan ortiq bo'lgan qismlar suv osti yoyi bilan bir o'tishda payvandlanishi mumkin. Payvand choki hosil bo'lgandan so'ng, argon oqimi tezligi 40 ... 50 l / min gacha oshiriladi, bu esa yoyning siqilishiga olib keladi. Keyin elektrod payvand chovgumiga tushiriladi. Yoyning bosimi suyuq metallni itarib yuboradi, yoy hosil bo'lgan chuqurchaga ichida yonadi, uning erish qobiliyati ortadi.
Argonda iste'mol qilinmaydigan elektrod bilan payvandlashda chuqur kirib boradigan tor tikuvni qo'shimchalar bilan kaltsiy ftoridiga asoslangan AN-TA, ANT17A oqim pastalari yordamida olish mumkin. Ular payvandlangan metallni qisman tozalaydi va o'zgartiradi, shuningdek, g'ovaklikni kamaytiradi.

Sarflanadigan elektrod (diametri 1,2 ... 2,0 mm bo'lgan sim) bilan titanium qotishmalarini boshq payvandlash elektrod metallining mayda tomchilatib o'tishini ta'minlaydigan rejimlarda teskari polaritning to'g'ridan-to'g'ri oqimida amalga oshiriladi. Himoya vositasi sifatida 20% argon va 80% geliy yoki sof geliy aralashmasi ishlatiladi. Bu tikuvning kengligini oshirish va porozlikni kamaytirish imkonini beradi.

Titan qotishmalari quruq granulyatsiyaning kislorodsiz ftorli oqimlari ostida ANT1, 2,5 ... 8,0 mm qalinlikdagi ANTZ va qalinroq metall uchun ANT7 ostida boshq payvandlash yo'li bilan payvandlanishi mumkin. Payvandlash diametri 2,0 ... 5,0 mm bo'lgan elektrodli sim bilan 14 ... 22 mm gacha bo'lgan elektrod tayoqchasi bilan mis yoki flux-mis qoplamasida yoki oqim yostig'ida amalga oshiriladi. Oqimning o'zgartiruvchi ta'siri natijasida metallning tuzilishi inert gazlarda payvandlashdan ko'ra nozik taneli bo'lib chiqadi.

Elektroshlakli payvandlashda plastinka elektrodlari payvandlanadigan qism bilan bir xil titanium qotishmasidan, qalinligi 8 ... 12 mm va kengligi payvandlanadigan metallning qalinligiga teng bo'lgan holda ishlatiladi. O'tga chidamli ftorid oqimlari ANT2, ANT4, ANT6 ishlatiladi. Oqim orqali kislorodning kirib kelishiga yo'l qo'ymaslik uchun shlakli hammom qo'shimcha ravishda argon bilan himoyalangan. Issiqlikdan ta'sirlangan zonaning metalli hosil qiluvchi suv bilan sovutilgan slayderlarning kengligini oshirish va ular va qism orasidagi bo'shliqqa argonni puflash orqali himoyalangan. Elektroshlakli payvandlashdan keyin payvandlangan bo'g'inlar qo'pol taneli tuzilishga ega, ammo ularning xususiyatlari asosiy metallga yaqin. Elektroshlakli payvandlashdan oldin, shuningdek, boshq payvandlashdan oldin, oqimlarni 200 ... 300 0C haroratda kaltsiylash kerak.

Titan qotishmalarining elektron nurli payvandlashi gazlardan eng yaxshi metall himoyasini va nozik taneli payvand tuzilishini ta'minlaydi. Yig'ish talablari boshqa usullarga qaraganda qattiqroq.

Titan qotishmalarini payvandlashning barcha usullari bilan metallning haddan tashqari qizib ketishiga yo'l qo'ymaslik kerak. Metallning kristallanishiga ta'sir ko'rsatadigan usullar va usullarni qo'llash kerak: elektromagnit ta'sir, elektrod yoki elektron nurning bo'g'in bo'ylab tebranishlari, payvand chovgumiga ultratovush ta'siri, impulsli boshq payvandlash aylanishi va boshqalar. Bularning barchasi tikuvning nozik tuzilishini va payvandlangan bo'g'inlarning yuqori xususiyatlarini olish imkonini beradi.

Titan metallining xususiyatlari va uni qo'llash

Titan metalli ochiq kumush rangli oq metalldir. Titan qotishmalari engil va kuchli, yuqori korroziyaga chidamliligi va past issiqlik kengayish koeffitsientiga ega. Bundan tashqari, titanium -290 dan +600 darajagacha bo'lgan harorat oralig'ida o'z xususiyatlarini saqlab qolishga qodir bo'lgan metalldir.

Bu metalning oksidi birinchi marta 1789 yilda V. Gregor tomonidan kashf etilgan. Temirli qumni o'rganish davomida u qishloqqa noma'lum bo'lgan metall oksidini ajratib olishga muvaffaq bo'ldi va unga menakenovaya nomini berdi. Metall titanning birinchi namunalaridan biri 1825 yilda J. Ya. Berzelius tomonidan olingan.

Xususiyatlari

Mendeleyev davriy sistemasida titan 22-raqamda 4-davrning 4-guruhiga kiruvchi element hisoblanadi. Eng barqaror birikmalarda bu element tetravalent hisoblanadi. Tashqi ko'rinishi bilan u biroz po'latga o'xshaydi va o'tish elementlariga tegishli. Titanning erish nuqtasi 1668 ± 4 ° C va u 3300 daraja Selsiyda qaynaydi. Ushbu metallning sintezi va bug'lanishining yashirin issiqligiga kelsak, u temirnikidan deyarli 2 baravar yuqori.

Titan kumushsimon metalldir
Bugungi kunda titanning ikkita allotropik modifikatsiyasi mavjud. Birinchisi, past haroratli alfa modifikatsiyasi. Ikkinchisi - yuqori haroratli beta modifikatsiyasi. Zichlik, shuningdek, o'ziga xos issiqlik sig'imi bo'yicha bu metall alyuminiy va temir o'rtasida turadi.

Titanning xarakteristikasi bir qator ijobiy xususiyatlarga ega. Uning mexanik kuchi toza temirdan ikki baravar va alyuminiydan olti baravar yuqori. Biroq, titan kislorod, vodorod va azotni o'zlashtirishga qodir. Ular uning plastik xususiyatlarini keskin kamaytirishi mumkin. Agar titan uglerod bilan aralashtirilgan bo'lsa, u holda yuqori qattiqlikka ega bo'lgan refrakter karbidlar hosil bo'ladi.

Titan past issiqlik o'tkazuvchanligi bilan ajralib turadi, bu alyuminiynikidan 4 baravar, temirdan 13 baravar kam. Titan ham ancha yuqori elektr qarshiligiga ega.

Titan paramagnit metall bo'lib, siz bilganingizdek, paramagnit moddalarning magnit sezgirligi bor, ular qizdirilganda kamayadi. Biroq, titan istisno hisoblanadi, chunki uning sezgirligi faqat harorat bilan ortadi.

Afzalliklari:
Materialning massasini kamaytirishga yordam beradigan past zichlik;
Yuqori mexanik kuch;
Yuqori korroziyaga qarshilik;
Yuqori o'ziga xos kuch.

Kamchiliklari:
Yuqori ishlab chiqarish xarajati;
Barcha gazlar bilan faol o'zaro ta'sir, shuning uchun u faqat vakuum yoki inert gaz muhitida eriydi;
Yomon ishqalanishga qarshi xususiyatlar;
Titan chiqindilarini ishlab chiqarish bilan bog'liq qiyinchiliklar;
Tuzli korroziyaga, vodorodning mo'rtlashishiga moyillik;
Ishlov berish qobiliyatining pastligi;
Katta kimyoviy faollik.

Foydalanish

Titandan foydalanish raketa va aviatsiya uskunalarini ishlab chiqarishda, dengiz kemalarini qurishda eng ko'p talab qilinadi.

Uzuklar
Yuqori sifatli po'latlar uchun qotishma agenti sifatida ishlatiladi. Texnik titan tanklar va kimyoviy reaktorlar, quvurlar va armatura, nasoslar va klapanlarni, shuningdek, agressiv muhitda ishlaydigan barcha narsalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Yilni titanium yuqori haroratlarda ishlaydigan elektrovakuum qurilmalarining panjaralari va boshqa qismlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Titanning mexanik mustahkamligi, korroziyaga chidamliligi, solishtirma mustahkamligi, issiqlikka chidamliligi va boshqa xususiyatlari uni texnikada keng qo‘llash imkonini beradi. Ushbu metall va qotishmalarning yuqori narxi yuqori samaradorlik bilan qoplanadi. Ba'zi hollarda, titanium qotishmalari muayyan sharoitlarda ishlashi mumkin bo'lgan muayyan uskunalar yoki tuzilmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Dastlab, titan bo'yoqlar ishlab chiqarish ehtiyojlari uchun qazib olindi. Biroq, bu metalldan strukturaviy material sifatida foydalanish titan rudalarini qazib olishning kengayishiga, shuningdek, yangi konlarni qidirish va o'zlashtirishga olib keldi.

Sof (99,995%) titan novda
Ilgari titan qo'shimcha mahsulot edi va ko'p hollarda, masalan, temir rudasini qazib olishga to'sqinlik qildi. Bugungi kunda konlar faqat ushbu metallni asosiy mahsulot sifatida olish uchun ishlaydi.

Titan rudasini qazib olish uchun sizda maxsus bo'lishi va murakkab operatsiyalarni bajarish shart emas. Agar titan minerallari qumli konlarda topilsa, ular so'rg'ichlar yordamida to'planadi va ular orqali barjalarga tushadi va ular o'z navbatida ularni boyitish zavodiga etkazib beradi. Ammo, agar titan minerallari tog 'jinslarida topilsa, bu erda hatto tog'-kon uskunalari ham ishlatilmaydi.

Mineral tarkibiy qismlarni samarali ajratish uchun ruda maydalanadi. Keyinchalik ilmenitni begona materiallardan ajratish uchun past intensivlikdagi nam magnit ajratish qo'llaniladi. Keyin qoldiq ilmenit gidravlik tasniflagichlar va jadvallar yordamida boyitiladi. Keyin boyitish yuqori intensivlikka ega bo'lgan quruq magnit ajratish usuli bilan amalga oshiriladi.

Titan metallining xossasi va uning mahsulotdagi o'rni

Titan tabiatda juda keng tarqalgan kimyoviy elementdir. Bu metall, kumushrang kulrang va qattiq; u ko'plab minerallarning bir qismidir va uni deyarli hamma joyda qazib olish mumkin - Rossiya titan ishlab chiqarish bo'yicha dunyoda ikkinchi o'rinda turadi.

Titan temir rudasida juda ko'p titan bor - murakkab oksidlarga tegishli ilmenit va titan dioksidining polimorf (turli xil va turli kristalli tuzilmalarda mavjud bo'lishi mumkin) modifikatsiyasi bo'lgan oltin-qizil rutil - kimyogarlar shunday uchta tabiiy narsani bilishadi. birikmalar.

Titan ko'pincha toshlarda uchraydi, lekin u tuproqlarda, ayniqsa qumli tuproqlarda ko'proq. Titan o'z ichiga olgan jinslar orasida perovskitni nomlash mumkin - bu juda keng tarqalgan hisoblanadi; titanit - shifobaxsh va hatto sehrli xususiyatlarga ega bo'lgan titan va kaltsiyning silikati; anataza - shuningdek, polimorf birikma - oddiy oksid; va brookit - go'zal kristall, ko'pincha Alp tog'larida va bu erda, Rossiyada - Urals, Oltoy va Sibirda topilgan.

Titanning kashfiyoti bir vaqtning o'zida ikkita olimga - nemis va inglizga tegishli. Ingliz olimi Uilyam Makgregor kimyogar bo‘lmagan, lekin u minerallarga juda qiziqqan va kunlarning birida, 18-asr oxirida Kornuollning qora qumidan noma’lum metallni ajratib olgan va tez orada bu haqda maqola yozgan.

Ushbu maqolani mashhur nemis olimi, kimyogari M.G. Klaprot va u MakGregordan 4 yil o'tib, Vengriyada keng tarqalgan qizil qumda titan oksidini (u bu metallni shunday atagan, inglizlar esa uni menakkin deb atashgan) topdi. Olim qora va qizil qumda topilgan birikmalarni solishtirganda, ular titan oksidi bo'lib chiqdi - shuning uchun bu metall ikkala olim tomonidan mustaqil ravishda kashf etilgan.

Aytgancha, metallning nomi qadimgi yunon xudolari Titanlar bilan hech qanday aloqasi yo'q (garchi bunday versiya mavjud bo'lsa ham), lekin u Shekspir yozgan peri malikasi Titaniya sharafiga nomlangan. Bu nom titanning engilligi bilan bog'liq - uning g'ayrioddiy past zichligi.

Ushbu kashfiyotlardan so'ng, ko'plab olimlar sof titanni uning birikmalaridan ajratib olishga bir necha bor urinib ko'rdilar, ammo 19-asrda ular muvaffaqiyat qozona olmadilar - hatto buyuk Mendeleev ham bu metallni noyob va shuning uchun faqat "sof" fan uchun qiziqarli deb hisoblardi. amaliy maqsadlar uchun. Ammo 20-asr olimlari tabiatda juda ko'p titan borligini tushunishdi - 70 ga yaqin minerallar uni o'z ichiga oladi va bugungi kunda bunday konlar ko'p. Agar inson tomonidan texnologiyada keng qo'llaniladigan metallar haqida gapiradigan bo'lsak, unda tabiatda titandan ko'ra ko'proq bo'lgan uchtasini topishingiz mumkin - bular magniy, temir va alyuminiy. Kimyogarlarning ta'kidlashicha, agar biz Yerda boy bo'lgan mis, kumush, oltin, platina, qo'rg'oshin, rux, xrom va boshqa metallarning barcha zahiralarini miqdoriy jihatdan birlashtirsak, titan ularning barchasidan ko'p bo'ladi.

Kimyogarlar sof titanni birikmalardan ajratishni faqat 1940 yilda o'rganishdi - bu amerikalik olimlar tomonidan amalga oshirildi.
Titanning ko'pgina xususiyatlari allaqachon o'rganilgan va u fan va sanoatning turli sohalarida qo'llaniladi, ammo biz bu erda uni qo'llashning bu tomonini batafsil ko'rib chiqmaymiz - biz titanning biologik ahamiyati bilan qiziqamiz.

Biz, shuningdek, titandan tibbiyot va oziq-ovqat sanoatida foydalanishga qiziqamiz - bu hollarda titan to'g'ridan-to'g'ri inson tanasiga kiradi yoki u bilan aloqa qiladi. Ushbu metallning xususiyatlaridan biri juda yoqimli: olimlar, jumladan, shifokorlar titanni odamlar uchun xavfsiz deb hisoblashadi, garchi u ortiqcha iste'mol qilinsa, surunkali o'pka kasalliklari paydo bo'lishi mumkin.
Mahsulotlardagi titan

Titan dengiz suvida, o'simlik va hayvon to'qimalarida, shuning uchun o'simlik va hayvonot mahsulotlarida mavjud. O'simliklar titanni o'zlari o'sadigan tuproqdan oladi va hayvonlar uni bu o'simliklarni iste'mol qilish orqali oladi, ammo boshida - 19-asrda - kimyogarlar titanni hayvonlarning tanasida va shundan keyingina o'simliklarda topdilar. Bu kashfiyotlar yana ingliz va nemis - G. Ris va A. Adergold tomonidan qilingan.

Inson tanasida titan taxminan 20 mg ni tashkil qiladi va u odatda oziq-ovqat va suv bilan birga keladi. Titan tuxum va sutda, hayvonlar va o'simliklarning go'shtida - ularning barglari, poyalari, mevalari va urug'larida uchraydi, lekin umuman olganda, oziq-ovqatda unchalik ko'p emas. O'simliklar, ayniqsa suv o'tlari, hayvonlarning to'qimalariga qaraganda ko'proq titanni o'z ichiga oladi; kladoforada juda ko'p - buta yorqin yashil suv o'tlari, ko'pincha toza suv va dengizlarda uchraydi.
Titanning inson tanasi uchun qiymati

Nima uchun inson tanasi titanga muhtoj? Olimlarning ta'kidlashicha, uning biologik roli aniqlanmagan, ammo u suyak iligida qizil qon tanachalarini hosil qilishda, gemoglobin sintezida va immunitetni shakllantirishda ishtirok etadi.

Titan inson miyasida, eshitish va ko'rish markazlarida; ayollar sutida u doimo mavjud va ma'lum miqdorda. Tanadagi titan kontsentratsiyasi metabolik jarayonlarni faollashtiradi va qonning umumiy tarkibini yaxshilaydi, undagi xolesterin va karbamid miqdorini kamaytiradi.

Bir kishi kuniga taxminan 0,85 mg titanni suv va oziq-ovqat bilan, shuningdek havo bilan oladi, ammo u oshqozon-ichak traktida yomon so'riladi - 1 dan 3% gacha.

Odamlar uchun titan toksik emas yoki kam toksikdir va shifokorlar o'limga olib keladigan dozasi haqida ham ma'lumotga ega emaslar, ammo titan dioksidini muntazam ravishda inhalatsiyalash bilan u o'pkada to'planadi, so'ngra nafas qisilishi bilan birga surunkali kasalliklar rivojlanadi. va balg'am bilan yo'tal - traxeit, alveolit ​​va boshqalar Titanning boshqa, ko'proq zaharli elementlar bilan birga to'planishi, yallig'lanish va hatto granulomatozni keltirib chiqaradi - hayot uchun xavfli bo'lgan og'ir tomir kasalligi.

Titanning ortiqcha va etishmasligi

Tanadagi titanning ortiqcha iste'mol qilinishini nima bilan izohlash mumkin? Yuqorida aytib o'tilganidek, titan fan va sanoatning ko'plab sohalarida qo'llanilganligi sababli, titanning haddan tashqari ko'pligi va hatto u bilan zaharlanish ko'pincha turli sohalardagi ishchilarga tahdid soladi: mashinasozlik, metallurgiya, bo'yoq va lak va boshqalar. Titan xlorid eng zaharli hisoblanadi: xavfsizlik choralariga rioya qilmasdan, taxminan 3 yil davomida bunday ishlab chiqarishda ishlash kifoya qiladi va surunkali kasalliklar paydo bo'lishi sekinlashmaydi.

Bunday kasalliklar odatda antibiotiklar, defoamerlar, kortikosteroidlar, vitaminlar bilan davolanadi; Bemorlar dam olishlari va ko'p suyuqlik olishlari kerak.

Titan etishmovchiligi - odamlarda ham, hayvonlarda ham aniqlanmagan va tavsiflanmagan va bu holda u haqiqatan ham mavjud emas deb taxmin qilish mumkin.

Tibbiyotda titan juda mashhur: undan ajoyib asboblar ishlab chiqariladi va shu bilan birga arzon va arzon - titan kilogrammi uchun 15 dan 25 dollargacha turadi. Titanni ortopedlar, stomatologlar va hatto neyroxirurglar yaxshi ko'rishadi - bu ajablanarli emas.

Ma'lum bo'lishicha, titan shifokorlar uchun qimmatli xususiyatga ega - biologik inertlik: demak, undan yasalgan tuzilmalar inson tanasida mukammal harakat qiladi va ular vaqt o'tishi bilan ega bo'lgan mushak va suyak to'qimalari uchun mutlaqo xavfsizdir. To'qimalarning tuzilishi o'zgarmaydi: titan korroziyaga uchramaydi va uning mexanik xususiyatlari juda yuqori. Tarkibiga ko'ra inson limfasiga juda yaqin bo'lgan dengiz suvida titan 1000 yilda 0,02 mm tezlikda yo'q qilinishi mumkinligini, ishqor va kislotalar eritmalarida esa barqarorligi bo'yicha platinaga o'xshashligini aytish kifoya.

Tibbiyotda ishlatiladigan barcha qotishmalar orasida titanium qotishmalari o'zlarining tozaligi bilan ajralib turadi va ularda deyarli hech qanday aralashmalar yo'q, bu kobalt qotishmalari yoki zanglamaydigan po'lat haqida gapirib bo'lmaydi.

Titan qotishmalaridan tayyorlangan ichki va tashqi protezlar har doim ish yukiga bardosh bersa-da, yiqilmaydi va deformatsiyalanmaydi: titanning mexanik mustahkamligi sof temirnikidan 2-4 marta, alyuminiynikidan 6-12 baravar yuqori. .

Titanning egiluvchanligi u bilan har qanday narsani qilish imkonini beradi - kesish, burg'ulash, maydalash, past haroratlarda zarb qilish, rulon - undan hatto ingichka folga ham olinadi.

Biroq, uning erish nuqtasi ancha yuqori, taxminan 1670 ° C.

Titanning elektr o'tkazuvchanligi juda past va u magnit bo'lmagan metallarga tegishli, shuning uchun tanadagi titan tuzilmalari bo'lgan bemorlarga fizioterapiya muolajalari belgilanishi mumkin - bu xavfsizdir.

Oziq-ovqat sanoatida titan dioksidi E171 sifatida belgilangan bo'yoq sifatida ishlatiladi. Ular konfet va saqich, qandolat va kukunli mahsulotlar, noodle, qisqichbaqa tayoqchalari, qiyma go'sht mahsulotlarini bo'yash uchun ishlatiladi; ular shuningdek, sir va unni engillashtiradi.

Farmakologiyada dorilar titan dioksidi bilan bo'yalgan va kosmetologiyada - kremlar, jellar, shampunlar va boshqa mahsulotlar.

metall titanium metall titanium metall titan xususiyatlari metall titan xususiyatlari

Abadiy, sirli, kosmik - bularning barchasi va boshqa ko'plab epithetslar turli manbalarda titanga berilgan. Ushbu metallning kashf etilishi tarixi ahamiyatsiz emas edi: bir vaqtning o'zida bir nechta olimlar elementni sof shaklda ajratib olish ustida ishladilar. Hozirgi kunda fizik, kimyoviy xossalarini o'rganish va qo'llash sohalarini aniqlash jarayoni. Titan kelajak metallidir, uning inson hayotidagi o'rni hali aniq belgilanmagan, bu zamonaviy tadqiqotchilarga ijodkorlik va ilmiy izlanishlar uchun katta imkoniyatlar beradi.

Xarakterli

Kimyoviy element D. I. Mendeleyevning davriy tizimida Ti belgisi bilan ko'rsatilgan. To'rtinchi davrning IV guruhining ikkilamchi kichik guruhida joylashgan va seriya raqami 22. titan oq-kumush metall, engil va bardoshli. Atomning elektron konfiguratsiyasi quyidagi tuzilishga ega: +22)2)8)10)2, 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 2 4S 2. Shunga ko'ra, titan bir nechta mumkin bo'lgan oksidlanish darajalariga ega: 2, 3, 4; eng barqaror birikmalarda u tetravalentdir.

Titan - qotishma yoki metall?

Bu savol ko'pchilikni qiziqtiradi. 1910 yilda amerikalik kimyogar Hunter birinchi sof titanni oldi. Metall tarkibida atigi 1% aralashmalar bor edi, lekin shu bilan birga, uning miqdori ahamiyatsiz bo'lib chiqdi va uning xususiyatlarini yanada o'rganishga imkon bermadi. Olingan moddaning plastikligiga faqat yuqori haroratlar ta'sirida erishildi, normal sharoitda (xona harorati) namuna juda mo'rt edi. Aslida, bu element olimlarni qiziqtirmadi, chunki undan foydalanish istiqbollari juda noaniq bo'lib tuyuldi. Olish va tadqiq etishning qiyinligi uni qo'llash imkoniyatlarini yanada pasaytirdi. Faqat 1925 yilda Gollandiyadan kelgan kimyogarlar I. de Boer va A. Van Arkel titan metallini olishdi, uning xususiyatlari butun dunyo bo'ylab muhandislar va dizaynerlarning e'tiborini tortdi. Ushbu elementni o'rganish tarixi 1790 yilda boshlanadi, aynan shu vaqtda, parallel ravishda, bir-biridan mustaqil ravishda, ikki olim titanni kimyoviy element sifatida kashf etadilar. Ularning har biri metallni sof shaklda ajratib ololmaydigan moddaning birikmasini (oksid) oladi. Titanning kashfiyotchisi ingliz mineralogi monax Uilyam Gregordir. Angliyaning janubi-g'arbiy qismida joylashgan o'z cherkovi hududida yosh olim Menaken vodiysining qora qumini o'rganishni boshladi. Natijada titan birikmasi bo'lgan porloq donalar ajralib chiqdi. Shu bilan birga, Germaniyada kimyogar Martin Geynrix Klaprot rutil mineralidan yangi moddani ajratib oldi. 1797 yilda u parallel ravishda ochilgan elementlarning o'xshashligini ham isbotladi. Titan dioksidi ko'p kimyogarlar uchun bir asrdan ko'proq vaqt davomida sir bo'lib kelgan va hatto Berzelius ham sof metall ololmagan. 20-asrning eng yangi texnologiyalari ushbu elementni o'rganish jarayonini sezilarli darajada tezlashtirdi va undan foydalanishning dastlabki yo'nalishlarini aniqladi. Shu bilan birga, qo'llash doirasi doimiy ravishda kengayib bormoqda. Faqat sof titan kabi moddani olish jarayonining murakkabligi uning ko'lamini cheklashi mumkin. Qotishma va metallning narxi ancha yuqori, shuning uchun bugungi kunda u an'anaviy temir va alyuminiyni siqib chiqara olmaydi.

ismning kelib chiqishi

Menakin titanning birinchi nomi bo'lib, 1795 yilgacha ishlatilgan. Hududiy mansubligi bo'yicha V. Gregor yangi elementni shunday deb atagan. Martin Klaproth 1797 yilda elementga "titan" nomini berdi. Bu vaqtda uning fransuz hamkasblari, etarlicha obro'li kimyogar A. L. Lavuazye boshchiligida, yangi kashf etilgan moddalarni asosiy xususiyatlariga ko'ra nomlashni taklif qilishdi. Nemis olimi bu yondashuvga qo'shilmadi, u kashfiyot bosqichida moddaga xos bo'lgan barcha xususiyatlarni aniqlash va ularni nomda aks ettirish juda qiyin deb hisobladi. Biroq, tan olish kerakki, Klaproth tomonidan intuitiv ravishda tanlangan atama metallga to'liq mos keladi - bu zamonaviy olimlar tomonidan bir necha bor ta'kidlangan. Titan nomining kelib chiqishi uchun ikkita asosiy nazariya mavjud. Metall Elf qirolichasi Titaniya (german mifologiyasi qahramoni) sharafiga belgilanishi mumkin edi. Bu nom moddaning ham yengilligi, ham mustahkamligini anglatadi. Ko'pgina olimlar qadimgi yunon mifologiyasidan foydalanish versiyasidan foydalanishga moyil bo'lib, unda er ma'budasi Gayaning kuchli o'g'illari titanlar deb atalgan. Ilgari topilgan uran elementining nomi ham ushbu versiya foydasiga gapiradi.

Tabiatda bo'lish

Odamlar uchun texnik jihatdan qimmatli bo'lgan metallar orasida titan yer qobig'ida to'rtinchi o'rinda turadi. Tabiatda faqat temir, magniy va alyuminiy katta foiz bilan tavsiflanadi. Titanning eng yuqori miqdori bazalt qobig'ida, granit qatlamida biroz kamroq qayd etilgan. Dengiz suvida ushbu moddaning miqdori past - taxminan 0,001 mg / l. Titan kimyoviy elementi juda faol, shuning uchun uni sof holda topib bo'lmaydi. Ko'pincha u kislorodli birikmalarda mavjud bo'lib, u to'rt valentlikka ega. Titan o'z ichiga olgan minerallar soni 63 dan 75 gacha (turli manbalarda), tadqiqotning hozirgi bosqichida olimlar uning birikmalarining yangi shakllarini kashf etishda davom etmoqdalar. Amaliy foydalanish uchun quyidagi minerallar katta ahamiyatga ega:

1. Ilmenit (FeTiO 3).
2. Rutil (TiO 2).
3. Titanit (CaTiSiO 5).
4. Perovskit (CaTiO 3).
5. Titanomagnetit (FeTiO 3 + Fe 3 O 4) va boshqalar.

Barcha mavjud titan o'z ichiga olgan rudalar plaser va asosiylarga bo'linadi. Bu element zaif muhojir bo'lib, u faqat tosh bo'laklari yoki siltli pastki jinslar shaklida sayohat qilishi mumkin. Biosferada titanning eng katta miqdori suv o'tlarida uchraydi. Er usti faunasi vakillarida element shoxli to'qimalarda, sochlarda to'planadi. Inson tanasi taloq, buyrak usti bezlari, platsenta, qalqonsimon bezda titanning mavjudligi bilan tavsiflanadi.

Jismoniy xususiyatlar

Titan rangli metall bo'lib, po'latga o'xshash kumush-oq rangga ega. 0 0 S haroratda uning zichligi 4,517 g / sm 3 ni tashkil qiladi. Moddaning o'ziga xos og'irligi past bo'lib, u gidroksidi metallar (kadmiy, natriy, litiy, seziy) uchun xosdir. Zichlik bo'yicha titan temir va alyuminiy o'rtasida oraliq o'rinni egallaydi, uning ishlashi ikkala elementga qaraganda yuqori. Metalllarning qo'llanish doirasini aniqlashda hisobga olinadigan asosiy xossalari qattiqlikdir. Titan alyuminiydan 12 baravar kuchli, temir va misdan 4 baravar kuchli, shu bilan birga ancha engilroq. Plastisite va uning oquvchanligi boshqa metallar, ya'ni perchinlash, zarb qilish, payvandlash, prokatlash kabi past va yuqori haroratlarda qayta ishlashga imkon beradi. Titanning o'ziga xos xususiyati uning past issiqlik va elektr o'tkazuvchanligi bo'lib, bu xususiyatlar yuqori haroratlarda, 500 0 S gacha saqlanib qoladi. Magnit maydonda titan paramagnit element bo'lib, u temir kabi tortilmaydi va surilmaydi. mis kabi. Agressiv muhitda va mexanik stressda juda yuqori korroziyaga qarshi ishlash noyobdir. Dengiz suvida 10 yildan ortiq vaqt davomida titanium plastinkaning ko'rinishi va tarkibi o'zgarmadi. Bu holda temir korroziya bilan butunlay vayron bo'ladi.

Titanning termodinamik xususiyatlari

1. Zichlik (normal sharoitda) 4,54 g / sm 3 ni tashkil qiladi.
2. Atom raqami 22.
3. Metalllar guruhi - o'tga chidamli, engil.
4. Titanning atom massasi 47,0 ga teng.
5. Qaynash nuqtasi (0 C) - 3260.
6. Molar hajmi sm 3 / mol - 10,6.
7. Titanning erish nuqtasi (0 C) 1668 ga teng.
8. Bug'lanishning solishtirma issiqligi (kJ / mol) - 422,6.
9. Elektr qarshiligi (20 0 S da) Ohm * sm * 10 -6 - 45.

Kimyoviy xossalari

Elementning korroziyaga chidamliligi oshishi sirtda kichik oksidli plyonka hosil bo'lishi bilan izohlanadi. Titan metalli kabi elementni o'rab turgan atmosferada gazlarni (kislorod, vodorod) (normal sharoitda) oldini oladi. Uning xususiyatlari harorat ta'sirida o'zgaradi. 600 0 S ga ko'tarilganda, kislorod bilan o'zaro ta'sir reaktsiyasi paydo bo'ladi, natijada titanium oksidi (TiO 2) hosil bo'ladi. Atmosfera gazlarini singdirishda amaliy qo'llanilishi bo'lmagan mo'rt bo'g'inlar hosil bo'ladi, shuning uchun titanni payvandlash va eritish vakuum sharoitida amalga oshiriladi. Qaytariladigan reaktsiya vodorodning metallda erishi jarayoni bo'lib, u haroratning oshishi bilan (400 0 S va undan yuqori) faolroq sodir bo'ladi. Titan, ayniqsa uning kichik zarralari (ingichka plastinka yoki sim), azotli atmosferada yonadi. O'zaro ta'sirning kimyoviy reaktsiyasi faqat 700 0 S haroratda mumkin, natijada TiN nitridi hosil bo'ladi. Ko'pincha qotishma element sifatida ko'p metallar bilan juda qattiq qotishmalar hosil qiladi. Galogenlar (xrom, brom, yod) bilan faqat katalizator (yuqori harorat) ishtirokida va quruq modda bilan o'zaro ta'sir qilishda reaksiyaga kirishadi. Bunday holda, juda qattiq refrakter qotishmalar hosil bo'ladi. Ko'pgina ishqorlar va kislotalarning eritmalari bilan titan kimyoviy jihatdan faol emas, konsentrlangan sulfat (uzoq vaqt qaynash bilan), gidroflorik, issiq organik (formik, oksalat) bundan mustasno.

Tug'ilgan joyi

Tabiatda ilmenit rudalari eng keng tarqalgan - ularning zaxiralari 800 million tonnaga baholanadi. Rutil konlarining konlari ancha sodda, ammo umumiy hajmi - ishlab chiqarish o'sishini saqlab qolgan holda - keyingi 120 yil davomida insoniyatni titan kabi metall bilan ta'minlashi kerak. Tayyor mahsulotning narxi talabga va ishlab chiqarish darajasining oshishiga bog'liq bo'ladi, lekin o'rtacha 1200 dan 1800 rubl / kg gacha o'zgarib turadi. Doimiy texnik takomillashtirish sharoitida barcha ishlab chiqarish jarayonlarining narxi ularni o'z vaqtida modernizatsiya qilish bilan sezilarli darajada kamayadi. Xitoy va Rossiya eng yirik zaxiralarga ega, Yaponiya, Janubiy Afrika, Avstraliya, Qozog'iston, Hindiston, Janubiy Koreya, Ukraina, Seylon ham mineral-xom ashyo bazasiga ega. Konlar ishlab chiqarish hajmi va rudadagi titan ulushi bilan farqlanadi, geologik tadqiqotlar davom etmoqda, bu esa metallning bozor qiymatining pasayishi va undan kengroq foydalanishni taxmin qilish imkonini beradi. Rossiya hozirgacha eng yirik titan ishlab chiqaruvchisi.

Kvitansiya

Titan ishlab chiqarish uchun eng kam miqdordagi aralashmalarni o'z ichiga olgan titanium dioksidi ko'pincha ishlatiladi. U ilmenit kontsentratlari yoki rutil rudalarini boyitish orqali olinadi. Elektr boshq pechida rudaning issiqlik bilan ishlov berish jarayoni sodir bo'ladi, bu temirning ajralishi va titan oksidi o'z ichiga olgan cüruf hosil bo'lishi bilan birga keladi. Temirsiz fraktsiyani qayta ishlash uchun sulfat yoki xlorid usuli qo'llaniladi. Titan oksidi kulrang kukundir (rasmga qarang). Titan metall uni bosqichma-bosqich qayta ishlash orqali olinadi.

Birinchi bosqich - shlakni koks bilan sinterlash va xlor bug'iga ta'sir qilish jarayoni. Olingan TiCl 4 850 0 S haroratga ta'sir qilganda magniy yoki natriy bilan kamayadi Kimyoviy reaksiya natijasida olingan titan shimgichni (g'ovak eritilgan massa) tozalanadi yoki ingotlarga eritiladi. Foydalanishning keyingi yo'nalishiga qarab, qotishma yoki sof metall hosil bo'ladi (iflosliklar 1000 0 S ga qizdirilganda chiqariladi). Nopoklik tarkibi 0,01% bo'lgan moddani ishlab chiqarish uchun yodid usuli qo'llaniladi. U halogen bilan oldindan ishlangan titanli shimgichdan uning bug'larini bug'lanish jarayoniga asoslangan.

Ilovalar

Titanning erish harorati ancha yuqori, bu metallning engilligini hisobga olgan holda, uni strukturaviy material sifatida ishlatishning bebaho afzalligi hisoblanadi. Shuning uchun u kemasozlikda, aviatsiya sanoatida, raketa ishlab chiqarishda va kimyo sanoatida eng katta qo'llanilishini topadi. Titan ko'pincha qattiqlik va issiqlikka chidamlilik xususiyatlariga ega bo'lgan turli xil qotishmalarda qotishma qo'shimchasi sifatida ishlatiladi. Yuqori korroziyaga qarshi xususiyatlar va eng agressiv muhitlarga bardosh berish qobiliyati bu metallni kimyo sanoati uchun ajralmas qiladi. Titan (uning qotishmalari) kislotalar va boshqa kimyoviy faol moddalarni distillash va tashishda ishlatiladigan quvurlar, tanklar, klapanlar, filtrlarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Ko'tarilgan harorat ko'rsatkichlari sharoitida ishlaydigan qurilmalarni yaratishda talab katta. Titan birikmalari bardoshli kesish asboblari, bo'yoqlar, plastmassa va qog'ozlar, jarrohlik asboblari, implantlar, zargarlik buyumlari, pardozlash materiallari tayyorlash uchun ishlatiladi va oziq-ovqat sanoatida qo'llaniladi. Barcha yo'nalishlarni tasvirlash qiyin. Zamonaviy tibbiyot, to'liq biologik xavfsizlik tufayli, ko'pincha titan metallidan foydalanadi. Narx - bu elementni qo'llash kengligiga ta'sir qiladigan yagona omil. To'g'ri aytish kerakki, titan kelajak materialidir, uni o'rganish orqali insoniyat rivojlanishning yangi bosqichiga o'tadi.

Titan dastlab 1791 yilda uni kashf etgan britaniyalik kimyogari Uilyam Gregor tomonidan "gregorit" deb nomlangan. Keyinchalik titan 1793 yilda nemis kimyogari M. X. Klaprot tomonidan mustaqil ravishda kashf etilgan. U uni yunon mifologiyasidan titanlar sharafiga titan deb atadi - "tabiiy kuchning timsoli". Faqat 1797 yilda Klaprot o'zining titanining Gregor tomonidan ilgari kashf etilgan element ekanligini aniqladi.

Xususiyatlari va xususiyatlari

Titan - Ti belgisi va atom raqami 22 bo'lgan kimyoviy element. Bu kumushrang rangga ega, zichligi past va yuqori quvvatga ega yaltiroq metalldir. Dengiz suvi va xlordagi korroziyaga chidamli.

Element uchrashadi bir qator foydali qazilma konlarida, asosan, rutil va ilmenit, ular yer qobig'i va litosferada keng tarqalgan.

Titan kuchli engil qotishmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Metallning eng foydali ikkita xususiyati korroziyaga chidamlilik va qattiqlik va zichlikka nisbati, har qanday metall elementning eng yuqori ko'rsatkichidir. Qotishtirilmagan holatda bu metall ba'zi po'latlar kabi kuchli, ammo kamroq zichlikka ega.

Metallning fizik xossalari

Bu kuchli metall past zichlikli, ancha egiluvchan (ayniqsa anoksik muhitda), yorqin va metalloid oq. 1650 ° C (yoki 3000 ° F) dan yuqori bo'lgan nisbatan yuqori erish nuqtasi uni o'tga chidamli metall sifatida foydali qiladi. Bu paramagnit va ancha past elektr va issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.

Mohs shkalasi bo'yicha titanning qattiqligi 6. Ushbu ko'rsatkichga ko'ra, u qotib qolgan po'lat va volframdan biroz pastroq.

Savdoda sof (99,2%) titaniumning kuchlanish kuchi taxminan 434 MPa ni tashkil qiladi, bu an'anaviy past po'lat qotishmalariga mos keladi, ammo titan ancha engilroq.

Titanning kimyoviy xossalari

Alyuminiy va magniy kabi, titan va uning qotishmalari havoga ta'sir qilganda darhol oksidlanadi. Atrof-muhit haroratida suv va havo bilan sekin reaksiyaga kirishadi, chunki u passiv oksidli qoplama hosil qiladi quyma metallni keyingi oksidlanishdan himoya qiladi.

Atmosfera passivatsiyasi titanga platinaga deyarli teng keladigan mukammal korroziyaga chidamliligini beradi. Titan suyultirilgan sulfat va xlorid kislotalar, xlorid eritmalari va ko'pgina organik kislotalarning hujumiga dosh bera oladi.

Titan sof azotda yonib, 800 ° C (1470 ° F) da titanium nitridi hosil qilish uchun reaksiyaga kirishadigan kam sonli elementlardan biridir. Kislorod, azot va boshqa ba'zi gazlar bilan yuqori reaktivligi tufayli titan filamentlari titaniumli sublimatsiya nasoslarida ushbu gazlar uchun absorber sifatida ishlatiladi. Ushbu nasoslar arzon va ishonchli tarzda UHV tizimlarida juda past bosim hosil qiladi.

Keng tarqalgan titanli minerallar anataza, brukit, ilmenit, perovskit, rutil va titanit (sfen). Ushbu minerallardan faqat rutil va ilmenit iqtisodiy ahamiyatga ega, lekin hatto ularni yuqori konsentratsiyada topish qiyin.

Titan meteoritlarda uchraydi va sirt harorati 3200 ° C (5790 ° F) bo'lgan Quyosh va M tipidagi yulduzlarda topilgan.

Turli rudalardan titanni olishning hozirda ma'lum bo'lgan usullari mashaqqatli va qimmat.

Ishlab chiqarish va ishlab chiqarish

Hozirgi vaqtda titan va titanium qotishmalarining 50 ga yaqin navlari ishlab chiqilgan va qo'llanilmoqda. Bugungi kunga kelib, titaniumli metall va qotishmalarning 31 ta sinfi tan olingan, ulardan 1-4 sinflari tijorat jihatdan toza (qotishtirilmagan). Ular kislorod miqdoriga qarab tortishish kuchida farqlanadi, 1-daraja eng egiluvchan (0,18% kislorod bilan eng past tortishish kuchi) va 4-daraja eng kam egiluvchan (maksimal valentlik kuchi 0,40% kislorod bilan) hisoblanadi. ).

Qolgan sinflar qotishmalar bo'lib, ularning har biri o'ziga xos xususiyatlarga ega:

• plastik;
• kuch;
• qattiqlik;
• elektr qarshilik;
• maxsus korroziyaga chidamlilik va ularning birikmalari.

Ushbu spetsifikatsiyalarga qo'shimcha ravishda, titanium qotishmalari aerokosmik va harbiy talablarga (SAE-AMS, MIL-T), ISO standartlariga va mamlakatga xos spetsifikatsiyalarga hamda aerokosmik, harbiy, tibbiy va sanoat ilovalari uchun oxirgi foydalanuvchi talablariga javob berish uchun ishlab chiqariladi.

Savdo uchun toza tekis mahsulot (choyshab, plastinka) osongina shakllantirilishi mumkin, ammo ishlov berishda metallning "xotirasi" va qaytib kelish tendentsiyasi mavjudligini hisobga olish kerak. Bu, ayniqsa, ba'zi yuqori quvvatli qotishmalar uchun to'g'ri keladi.

Titan ko'pincha qotishmalarni tayyorlash uchun ishlatiladi:

• alyuminiy bilan;
• vanadiy bilan;
• mis bilan (qattiqlashtirish uchun);
• temir bilan;
• marganets bilan;
• molibden va boshqa metallar bilan.

Foydalanish sohalari

Plitalar, plastinka, novda, sim, quyma shaklidagi titanium qotishmalari sanoat, aerokosmik, rekreatsion va rivojlanayotgan bozorlarda qo'llaniladi. Titan kukuni pirotexnikada yorqin yonuvchi zarrachalar manbai sifatida ishlatiladi.

Titan qotishmalarining zichlik nisbati yuqori kuchlanishga chidamliligi, yuqori korroziyaga chidamliligi, charchoqqa chidamliligi, yuqori yorilishga chidamliligi va o'rtacha yuqori haroratga bardosh berish qobiliyatiga ega bo'lganligi sababli ular samolyotlar, zirhlar, kemalar, kosmik kemalar va raketalarda qo'llaniladi.

Ushbu ilovalar uchun titan alyuminiy, tsirkoniy, nikel, vanadiy va boshqa elementlar bilan qotishma bo'lib, muhim tarkibiy qismlar, yong'in devorlari, qo'nish moslamalari, egzoz quvurlari (vertolyotlar) va gidravlik tizimlar kabi turli xil komponentlarni ishlab chiqaradi. Darhaqiqat, ishlab chiqarilgan titan metallining taxminan uchdan ikki qismi samolyot dvigatellari va ramkalarida ishlatiladi.

Titan qotishmalari dengiz suvi korroziyasiga chidamli bo'lganligi sababli, ular pervanel vallari, issiqlik almashtirgich armaturalari va boshqalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Bu qotishmalar fan va harbiylar uchun okeanni kuzatish va kuzatish qurilmalarining korpuslari va qismlarida qo'llaniladi.

Maxsus qotishmalar quduq va neft quduqlarida va nikel gidrometallurgiyasida yuqori quvvatga ega bo'lishi uchun qo'llaniladi. Pulpa va qog'oz sanoati titandan natriy gipoxlorit yoki nam xlor gazi (oqartirishda) kabi qattiq muhitlarga ta'sir qiladigan texnologik uskunalarda foydalanadi. Boshqa ilovalar ultratovushli payvandlash, to'lqinli lehimlashni o'z ichiga oladi.

Bundan tashqari, bu qotishmalar avtomobillarda, ayniqsa avtomobil va mototsikl poygalarida qo'llaniladi, bu erda past og'irlik, yuqori kuch va qattiqlik muhim ahamiyatga ega.

Titan ko'plab sport buyumlarida qo'llaniladi: tennis raketkalari, golf klublari, lakros roliklari; kriket, xokkey, lakros va futbol dubulg'alari, shuningdek, velosiped ramkalari va komponentlari.

Chidamliligi tufayli titan dizaynerlik zargarlik buyumlari (ayniqsa, titaniumli uzuklar) uchun ko'proq mashhur bo'ldi. Uning harakatsizligi uni allergiyasi bo'lgan odamlar yoki basseyn kabi muhitda zargarlik buyumlarini kiyadiganlar uchun yaxshi tanlov qiladi. Titan, shuningdek, 24 karatli oltin sifatida sotilishi mumkin bo'lgan qotishma ishlab chiqarish uchun oltin bilan qotishtiriladi, chunki 1% qotishma Ti pastroq navni talab qilish uchun etarli emas. Olingan qotishma taxminan 14 karatli oltinning qattiqligida va sof 24 karatli oltindan kuchliroqdir.

Ehtiyot choralari

Titan hatto yuqori dozalarda ham toksik emas. Kukun shaklida yoki metall talaş sifatida, u jiddiy yong'in xavfini va havoda qizdirilsa, portlash xavfini keltirib chiqaradi.

Titan qotishmalarining xususiyatlari va qo'llanilishi

Quyida sinflarga bo'lingan eng ko'p uchraydigan titanium qotishmalarining umumiy ko'rinishi, ularning xususiyatlari, afzalliklari va sanoat qo'llanilishi.

7-sinf

7-daraj mexanik va fizik jihatdan 2-darajali sof titanga teng, palladiyning oraliq elementini qo'shishdan tashqari, uni qotishma qiladi. U mukammal payvandlash va elastiklikka ega, bu turdagi barcha qotishmalarning eng korroziyaga chidamliligi.

7-sinf kimyoviy jarayonlar va asbob-uskunalar komponentlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

11-sinf

11-sinf 1-sinfga juda o'xshaydi, korroziyaga chidamliligini yaxshilash uchun palladiy qo'shilishi bundan mustasno, uni qotishma qiladi.

Boshqa foydali xususiyatlar optimal egiluvchanlik, mustahkamlik, qattiqlik va mukammal payvandlanish qobiliyatini o'z ichiga oladi. Ushbu qotishma ayniqsa korroziya muammosi bo'lgan ilovalarda ishlatilishi mumkin:

• kimyoviy ishlov berish;
• xloratlar ishlab chiqarish;
• tuzsizlantirish;
• dengiz ilovalari.

Ti 6Al-4V sinf 5

Qotishma Ti 6Al-4V yoki 5-sinf titan eng ko'p ishlatiladi. Bu butun dunyo bo'ylab titan iste'molining 50% ni tashkil qiladi.

Foydalanish qulayligi uning ko'plab afzalliklaridadir. Ti 6Al-4V quvvatini oshirish uchun issiqlik bilan ishlov berish mumkin. Ushbu qotishma past og'irlikda yuqori quvvatga ega.

Bu foydalanish uchun eng yaxshi qotishma bir qancha sohalarda aerokosmik, tibbiyot, dengiz va kimyoviy qayta ishlash sanoati kabi. U yaratish uchun ishlatilishi mumkin:

• aviatsiya turbinalari;
• dvigatel komponentlari;
• samolyot konstruktiv elementlari;
• aerokosmik mahkamlagichlar;
• yuqori samarali avtomatik qismlar;
• sport anjomlari.

Ti 6AL-4V ELI sinf 23

23-darajali - jarrohlik titanium. Ti 6AL-4V ELI yoki 23-sinf Ti 6Al-4V ning yuqori tozalikdagi versiyasidir. U rulonlardan, iplardan, simlardan yoki tekis simlardan tayyorlanishi mumkin. Bu yuqori quvvat, past og'irlik, yaxshi korroziyaga chidamlilik va yuqori qattiqlik kombinatsiyasi talab qilinadigan har qanday vaziyat uchun eng yaxshi tanlovdir. U mukammal zarar qarshiligiga ega.

U bio-mosligi, yaxshi charchoq kuchi tufayli implantatsiya qilinadigan komponentlar kabi biomedikal ilovalarda qo'llanilishi mumkin. Bundan tashqari, ushbu konstruktsiyalarni ishlab chiqarish uchun jarrohlik muolajalarda ham foydalanish mumkin:

• ortopedik pinlar va vintlar;
• ligature uchun qisqichlar;
• jarrohlik shtapellari;
• buloqlar;
• ortodontik asboblar;
• kriyojenik tomirlar;
• suyaklarni mahkamlash moslamalari.

12-sinf

12-darajali titanium yuqori sifatli payvandlash qobiliyatiga ega. Bu yuqori haroratlarda yaxshi quvvatni ta'minlaydigan yuqori quvvatli qotishma. 12-sinf titanium 300 seriyali zanglamaydigan po'latlarga o'xshash xususiyatlarga ega.

Turli xil shakllarda shakllantirish qobiliyati uni ko'plab ilovalarda foydali qiladi. Ushbu qotishmaning yuqori korroziyaga chidamliligi ham uni ishlab chiqarish uskunalari uchun bebaho qiladi. 12-sinf quyidagi sohalarda qo'llanilishi mumkin:

• issiqlik almashinuvchilari;
• gidrometallurgik qo'llanmalar;
• yuqori haroratli kimyoviy ishlab chiqarish;
• dengiz va havo komponentlari.

Ti5Al-2,5Sn

Ti 5Al-2.5Sn - barqarorlik bilan yaxshi payvandlanishni ta'minlay oladigan qotishma. Bundan tashqari, yuqori harorat barqarorligi va yuqori quvvatga ega.

Ti 5Al-2.5Sn asosan aviatsiya sanoatida, shuningdek, kriogen qurilmalarda qo'llaniladi.

Titan qotishmalarini b-fazasi (olti burchakli kristall panjara bilan) va b-fazasi (hajm-markazli kubik panjara bilan), b-, (b + c) sonining nisbati bo'yicha uch guruhga bo'lish mumkin - va c-qotishmalari ajralib turadi.

Polimorf o'zgarishlarning haroratiga ta'siriga ko'ra, qotishma elementlar ( doping (Nemis legieren--"sug'urta", dan lat. ligaga--"bog'lash")--kompozitsiyaga qo'shimcha materiallar, aralashmalar o'zgartirish (yaxshilash) jismoniy va/yoki kimyoviy asosiy materialning xususiyatlari) polimorf transformatsiyaning haroratini oshiruvchi b-stabilizatorlarga, uni pasaytiruvchi b-stabilizatorlarga va bu haroratga kam taʼsir etuvchi neytral qattiqlashtiruvchilarga boʻlinadi. 6-stabilizatorlarga Al, In va Ga kiradi; b-stabilizatorlarga - evtekoid hosil qiluvchi (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Si) va izomorf (V, Nb, Ta, Mo, W) elementlarga, neytral qattiqlashtiruvchilarga - Zr, Hf, Sn, Ge.

Interstitsial elementlar zararli aralashmalar (C, N, O) bo'lib, ular metallarning egiluvchanligi va ishlab chiqarish qobiliyatini pasaytiradi va H (vodorod) qotishmalarning vodorod mo'rtligini keltirib chiqaradi.

Titan qotishmalarining tuzilishi va shunga mos ravishda xususiyatlariga titan polimorfizmi bilan bog'liq bo'lgan faza o'zgarishlari hal qiluvchi ta'sir ko'rsatadi. Shaklda. 17.1 "titan qotishma elementi" holati diagrammalarining diagrammalarini ko'rsatadi, ular titanning polimorf o'zgarishiga ta'sir qilish xususiyatiga ko'ra qotishma elementlarning to'rt guruhga bo'linishini aks ettiradi.

Polimorf b ® a -transformatsiya ikki yo'l bilan sodir bo'lishi mumkin. Sekin sovutish va atomlarning yuqori harakatchanligi bilan u odatdagi diffuziya mexanizmi bo'yicha qattiq a-eritmaning ko'pburchak tuzilishini shakllantirish bilan sodir bo'ladi. Tez sovutish bilan - diffuziyasiz martenzitik mexanizm bilan o' yoki yuqori darajadagi qotishma bilan belgilanadigan o'tkir martensitik strukturaning shakllanishi bilan - o'. Kristal tuzilishi a, a o, a o o' deyarli bir xil turdagi (hcp), ammo o' va o' ning panjaralari ko'proq buziladi va qotishma elementlarning konsentratsiyasi ortishi bilan buzilish darajasi ortadi. a o' fazasining panjarasi olti burchakli emas, balki rombsimon ekanligi haqida dalillar [1] mavjud. Qarish jarayonida b-faza yoki intermetalik faza a o' va a o' fazalaridan ajratiladi.

1-rasm

Yuvish barcha titanium qotishmalari uchun strukturaning shakllanishini yakunlash, strukturaviy va konsentratsiyali heterojenlik, shuningdek, mexanik xususiyatlarni tekislash maqsadida amalga oshiriladi. Yuvish harorati qayta kristallanish haroratidan yuqori bo'lishi kerak, lekin b-holatga o'tish haroratidan past bo'lishi kerak ( T pp) don o'sishini oldini olish uchun. Murojaat qiling an'anaviy tavlanish, er-xotin yoki izotermik(tuzilish va xususiyatlarni barqarorlashtirish uchun), to'liqsiz(ichki stresslarni bartaraf etish uchun).

Qattiqlashuv va qarish (qattiqlashtiruvchi issiqlik bilan ishlov berish) (a + b) tuzilishga ega titanium qotishmalariga qo'llaniladi. Qattiqlashtiruvchi issiqlik bilan ishlov berish printsipi - söndürme paytida metastabil fazalar b, a o, a o' fazalarini olish va sun'iy qarish jarayonida dispers zarrachalar a - va b - fazalarni chiqarish bilan ularning keyingi parchalanishi. Bunday holda, kuchaytiruvchi ta'sir metastabil fazalarning turiga, miqdoriga va tarkibiga, shuningdek, qarishdan keyin hosil bo'lgan a va b-faza zarralarining nozikligiga bog'liq.

Kimyoviy-termik ishlov berish qattiqlik va aşınma qarshiligini oshirish, ishqalanish sharoitida ishlaganda "qo'lga olish" ga chidamliligi, charchoqning mustahkamligi, shuningdek korroziyaga chidamliligi, issiqlikka chidamliligi va issiqlikka chidamliligini oshirish uchun amalga oshiriladi. Nitridlash, silikonlash va diffuziya metallizatsiyasining ayrim turlari amaliy qo'llanmalarga ega.

b-qotishmalar

b-tuzilishli qotishmalar: VT1-0, VT1-00, VT5, VT5-1, OT4, OT4-0, OT4-1.Ular Al, Sn va Zr bilan qotishma. Ular issiqlikka chidamliligi, yuqori issiqlik barqarorligi, sovuq mo'rtlikka past moyilligi, yaxshi payvandlanishi bilan ajralib turadi. Issiqlik bilan ishlov berishning asosiy turi 590-740 ° S haroratda tavlanishdir. 400-450 ° S gacha bo'lgan haroratlarda ishlaydigan qismlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi; yuqori tozalikdagi Ti qotishmasi (5% A1 va 2,5% Sn) kriyojenik haroratlarda (20 K gacha) ishlash uchun eng yaxshi materiallardan biridir.

VT1-0:

VT1-0 - stabilizatorlar bilan titanning polimorf o'zgarishi haroratini oshirish uchun to'yingan b-qotishma:

• alyuminiy (AL);
• galiy (Ga);
• indiy (In);
• · uglerod;
• azot;
• kislorod.

882,5 daraja Tselsiy bo'yicha haroratda qotishma tuzilishi hcp (olti burchakli yaqin o'ralgan), ya'ni atom to'plarining eng zich qadoqlanishi bilan. 882,5 gradusdan erish nuqtasigacha bo'lgan harorat oralig'ida bcc tuzilishi, ya'ni tanaga markazlashtirilgan panjara mavjud.

Titan VT1-0 yuqori toza, engil, issiqlikka chidamli. Erish 1668 ° S haroratda sodir bo'ladi. Qotishma past termal kengayish koeffitsienti bilan tavsiflanadi. Bu past zichlikli (zichligi faqat 4,505 g / sm3) va yuqori plastik (plastiklik 20 dan 80% gacha bo'lishi mumkin). Ushbu fazilatlar tasvirlangan qotishmadan istalgan shakldagi qismlarni olish imkonini beradi. Qotishma yuzasida oksidli himoya plyonkasi mavjudligi sababli korroziyaga chidamli.

Kamchiliklar orasida uni ishlab chiqarishda yuqori mehnat xarajatlari zarurligini ajratib ko'rsatish mumkin. Titanning erishi faqat vakuum yoki inert gaz muhitida sodir bo'ladi. Bu suyuq titanning deyarli barcha atmosfera gazlari bilan faol o'zaro ta'siri bilan bog'liq. Bundan tashqari, VT1-0 markali qotishma yomon kesilgan, garchi uning kuchi boshqalarga nisbatan unchalik yuqori emas. Qotishma tarkibida alyuminiy qancha kam bo'lsa, uning kuchi va issiqlikka chidamliligi shunchalik past bo'ladi va vodorodning mo'rtlashuvi shunchalik yuqori bo'ladi.

Yuqori texnik xususiyatlari tufayli VT1-0 qotishmasi raketa, samolyot va kemasozlik, kimyo va energetika sanoatida quvurlar, turli xil shtamplar va quyma elementlarni ishlab chiqarish uchun idealdir.Past issiqlik kengayish koeffitsienti tufayli material mukammaldir. boshqalar (shisha, tosh va boshqalar) bilan birgalikda qurilish sohasida samarali bo'ladi. Metall magnit bo'lmagan va yuqori elektr qarshiligiga ega, bu uni boshqa ko'plab metallardan ajratib turadi. Ushbu fazilatlar tufayli u radioelektronika, elektrotexnika kabi sohalarda ajralmas hisoblanadi. Biologik inert, ya'ni inson tanasi uchun zararsiz, shuning uchun u tibbiyotning ko'plab sohalarida qo'llaniladi.

OT-4-0:

Qotishma markasi OT4-0 psevdo b-qotishmalar toifasiga kiritilgan. Ushbu qotishmalar issiqlik bilan qotib qolmaydi va ular quyidagicha tasniflanadi:

• 1. Alyuminiyning kam miqdori va b-stabilizatorlarning past foizi bo'lgan past kuchli qotishmalar, bu ularni yuqori texnologiyali qiladi. Ular payvandlashning har qanday turiga yaxshi yordam beradi.
• 2. Yuqori quvvatli super qotishmalar.

Foiz jihatidan ularning tarkibi quyidagicha:

• alyuminiy (Al) 0,8% ni tashkil qiladi;
• marganets (Mn) 0,8% ni tashkil qiladi;
• alyuminiy ekvivalenti 1,8% ni tashkil qiladi;
• · Marganets ekvivalenti 1,3% ni tashkil qiladi.

Bu alyuminiy qo'shilishi orqali ortib borayotgan o'rtacha quvvat darajasi bilan tavsiflanadi. Kamchilik shundaki, bu materialning ishlab chiqarish qobiliyatini pasaytiradi. Marganets bilan qotishma issiq ish sharoitida materialning ish qobiliyatini yaxshilashga yordam beradi. Issiq va sovuq, qotishma osongina deformatsiyalanadi. Shtamplash xona haroratida ham mumkin, po'lat oson payvandlanadi. Ushbu qotishmaning muhim kamchiliklari uning past kuchini, shuningdek, agressiv vodorod ta'sirida mo'rtlikka moyilligini o'z ichiga oladi.

Qotishma sovuq shtamplash jarayoni uchun mo'ljallangan yuqori texnologiyali qismlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Undan ko'plab turdagi prokatlar tayyorlanadi: quvur, sim, qatlam va boshqalar. Qotishmaning yuqori mahsuldorlik xususiyatlari, jumladan korroziya va eroziyaga chidamliligi, ballistik ta'sirga chidamliligi uni atom elektr stantsiyalari, issiqlik almashinuvchilari va quvurlari, kemalardagi bacalar, nasoslar va boshqa shunga o'xshash strukturaviy elementlarni loyihalashda samarali qiladi. OT4-0 quvuri atom energetikasi va kimyo sanoatida faol qo'llaniladi.

(b+c)-qotishmalar

(b + c) tuzilishga ega qotishmalar: VT14, VT9, VT8, VT6, VT6S, VT3-1, VT22, VT23 qotishmalari. Ko'proq egiluvchan beta fazasi tufayli, bu qotishmalar alfa qotishmalariga qaraganda ko'proq ishlaydi va yaxshi bosimga ega.

(a + b) tuzilmalar Al, V, Zr, Cr, Fe, Mo, Si, V bilan laklangan; tavlangan holatda ular 5-50% b-fazani o'z ichiga oladi. Ular mexanik va texnologik xususiyatlarning eng qulay kombinatsiyasi, yuqori quvvat, issiqlik qobiliyati bilan ajralib turadi. qotib qolish va qarish natijasida qotib qolish, qoniqarli payvandlash qobiliyati, b-qotishmalarga nisbatan vodorodning mo'rtlashuviga kamroq moyillik. Sanoat (b+c)-qotishmalarining tavlangan holatda mustahkamlik xossalari ulardagi b-stabilizatorlar miqdori ortishi bilan ortadi. Qotishmalardagi Al tarkibining oshishi ularning issiqlikka chidamliligini oshiradi, bosim bilan ishlov berishda egiluvchanlik va ishlov berish qobiliyatini pasaytiradi.

VT3-1:

VT3-1 titanium sinfiga asoslangan qotishma b + b qotishmalari toifasiga kiradi. U quyidagi elementlar bilan to'ldirilgan:

• alyuminiy (Al) 6,3% miqdorida;
• molibden (Mo) 2,5% miqdorida;
• mis (Cu) 1,5% miqdorida;
• temir (Fe) 0,5% miqdorida;
• Silikon (Si) 0,3% miqdorida.

Prokat metall VT3-1 korroziyaga va kimyoviy hujumga chidamli. Bu issiqlikka chidamlilik, kichik termal kengayish koeffitsienti, shuningdek, engillik va plastiklik kabi fazilatlar bilan tavsiflanadi. Materialning charchoqqa qarshi turish qobiliyati tashqi omillarga ta'sir qiladi. Shunday qilib, vakuumli muhitda qotishma havo ta'siridan ko'ra ko'proq bardoshlidir. Uning yuzasi chidamlilikka, ya'ni uning joylashgan holatiga va sifatiga sezilarli ta'sir qiladi. Bu qo'polmi, unda tartibsizliklar bormi, sirt qatlamlari qanday xususiyatlarga ega? Titan yarim tayyor mahsulotlarning chidamliligi ushbu omillarga bog'liq.

Chidamlilik chegarasining oshishi yumshoq yakuniy ishlov berish orqali osonlashtiriladi. Bu qalinligi 0,1 mm gacha bo'lgan yupqa chiplar qatlamini majburiy ravishda olib tashlashni, so'ngra qo'polligi 8-9 sinfga to'g'ri keladigan mis po'stlog'i yordamida qo'lda parlatishni anglatadi. Agar abraziv moddalar bilan silliqlash va majburiy kesish amalga oshirilgan bo'lsa, unda bunday qotishma charchoqqa yaxshi qarshilik ko'rsatmaydi.

Ushbu turdagi titandan prokatga ma'lum talablar qo'yiladi. Shunday qilib, u engil sof rang bo'lishi kerak va uning yuzasida qorayish, chiziqlar bo'lmasligi kerak. Yuvishdan keyin paydo bo'ladigan to'lqinlilik nikohga taalluqli emas. VT3-1 qotishmasining kamchiliklari orasida uni ishlab chiqarishda katta mehnat xarajatlari va yuqori narxga ehtiyoj bor. Bunday metallar kuchlanishdan ko'ra siqilishga yaxshiroq javob beradi.

VT3-1 prokat metalli, shu jumladan sim, novda, aylana va boshqalar, ekstremal foydalanish sharoitlariga yaroqliligi sababli kemasozlik, samolyot va raketasozlikda qo'llaniladi. Korroziyaga chidamliligi va kislotali muhitning salbiy ta'siri tufayli qotishma kimyo va neft va gaz sanoatida keng qo'llaniladi. Biologik inertlik, ya'ni organizm uchun xavfsizligi uning oziq-ovqat, qishloq xo'jaligi va tibbiyot sohalarida faol ishlatilishini ta'minlaydi.

VT-6 quyidagi xususiyatlarga ega:

• o'ziga xos kuchning oshishi;
• · OT4 markali po'lat bilan solishtirganda vodorod ta'siriga past sezgirlik;
• · tuz ta'sirida korroziyaga past sezuvchanlik;
• yuqori ishlab chiqarish qobiliyati: qizdirilganda u osongina deformatsiyalanadi.

Ta'riflangan brendning qotishmasidan prokatning keng assortimenti ishlab chiqariladi: novda, quvur, shtamplash, plastinka, choyshab va boshqa ko'plab navlar.

Ularni payvandlash bir qator an'anaviy usullar, jumladan diffuziya bilan amalga oshiriladi. Elektron nurli payvandlashni qo'llash natijasida payvand choki mustahkamligi bo'yicha asosiy material bilan taqqoslanadi.

Titan BT6 sinfi ham tavlangan, ham issiqlik bilan ishlangan holda teng darajada keng qo'llaniladi, ya'ni u yuqori sifatga ega.

Plitani, yupqa devorli quvurni, profilni tavlash 750 dan 800 darajagacha bo'lgan harorat oralig'ida amalga oshiriladi. U ochiq havoda yoki pechda sovutiladi.

Barlar, shtamplar, zarblar kabi yirik prokatlar 760 dan 800 darajagacha bo'lgan harorat oralig'ida tavlanadi. U pechda sovutiladi, bu katta mahsulotlarni deformatsiyadan, kichiklarni esa qisman qotib qolishdan himoya qiladi.

900 dan 950 ° S gacha bo'lgan harorat oralig'ida tavlanish yanada oqilona degan nazariya mavjud. Bu sinish chidamliligini, zarba kuchini oshiradi va plastik komponentning katta foiziga ega aralash kompozitsiya tufayli mahsulotning plastikligini saqlaydi. Bundan tashqari, xuddi shunday tavlanish usuli qotishmaning korroziyaga chidamliligini oshiradi.

U yirik tuzilmalarni, masalan, samolyotlarning konstruktiv elementlarini ishlab chiqarishda (payvandlashda) qo'llaniladi. Bu, shuningdek, -196 - 450 S harorat oralig'ida o'z ichidagi ortib borayotgan bosimga bardosh bera oladigan silindrlarni yaratishdir. G'arb OAV ma'lumotlariga ko'ra, aviatsiya sanoatida ishlatiladigan barcha titanning taxminan yarmi BT-6 titanidir.

ichidagi qotishmalar

V-tuzilishli qotishmalar. Ba'zilar tarkibida xrom va molibden ko'p bo'lgan BT15, TC6 tajribali. Ushbu qotishmalar yaxshi texnologik egiluvchanlikni juda yuqori quvvat va yaxshi payvandlash qobiliyati bilan birlashtiradi.

Titan va titanium qotishmalaridan yarim tayyor mahsulotlar turli shakl va turlarda ishlab chiqariladi: titanium ingots, titanium plitalar, blankalar, titanium varaqlar va titanium plitalar, titanium lentalar va chiziqlar, titanium rodlar (yoki titanium doiralar), titanium sim, titanium quvurlar.

Ushbu guruhga titanning b-modifikatsiyasiga asoslangan qattiq eritmaning tuzilishi ustunlik qiladigan qotishmalar kiradi. Asosiy qotishma elementlari b-stabilizatorlardir (titanning polimorf o'zgarishi haroratini pasaytiradigan elementlar).B-qotishmalarning tarkibi deyarli doimo alyuminiyni o'z ichiga oladi, bu ularni mustahkamlaydi.

Kubik panjara tufayli c-qotishmalar b- va (b + c) - qotishmalarga qaraganda engilroq, sovuq deformatsiyaga uchraydi, qattiqlashuv va qarishdan iborat issiqlik bilan ishlov berish jarayonida yaxshi qotib qoladi va qoniqarli tarzda payvandlanadi; ular juda yuqori issiqlik qarshiligiga ega, ammo ular faqat b-stabilizatorlar bilan qotishtirilganda, harorat 400 ° C dan yuqori bo'lganda issiqlik qarshiligi sezilarli darajada kamayadi. Ushbu turdagi qotishmalarning emirilish qarshiligi va termal barqarorligi a-qattiq eritmasiga asoslangan qotishmalarga qaraganda past.

Qarishdan keyin b-qotishmalarning kuchi 1700 MPa ga yetishi mumkin (qotishma markasi va yarim tayyor mahsulot turiga qarab). Kuchlilik va egiluvchanlik xususiyatlarining qulay kombinatsiyasiga qaramay, b-qotishmalar ishlab chiqarish jarayonining yuqori narxi va murakkabligi, shuningdek, texnologik parametrlarga qat'iy rioya qilish zarurati tufayli cheklangan doiraga ega.

b-qotishmalarni qo'llash doirasi hali ham juda keng - samolyot dvigatellari disklaridan turli xil tibbiy protezlargacha. Sanoat ishlab chiqarish sharoitida katta o'lchamdagi zarblarning mikroyapı xususiyatlarini oldindan aytish mumkin. Biroq, uning murakkabligi tufayli ultratovush tekshiruvi paytida qiyinchiliklar paydo bo'lishi mumkin.

Titan, shuningdek, xrom va volfram haqida bilishingiz kerak bo'lgan hamma narsa

Ko'pchilikni savol qiziqtiradi: dunyodagi eng qattiq metall nima? Bu titan. Ushbu qattiq modda ko'pchilik maqolaning mavzusi bo'ladi. Xrom va volfram kabi qattiq metallar bilan ham biroz tanishamiz.

Titan haqida 9 ta qiziqarli fakt

1. Metall nima uchun o'z nomini olganligi haqida bir nechta versiyalar mavjud. Bir nazariyaga ko'ra, u qo'rqmas g'ayritabiiy mavjudotlar Titanlar sharafiga nomlangan. Boshqa versiyaga ko'ra, bu nom peri malikasi Titaniyadan keladi.
2. Titan 18-asr oxirida nemis va ingliz kimyogari tomonidan kashf etilgan.
3. Titan tabiiy mo'rtligi tufayli sanoatda uzoq vaqt ishlatilmadi.
4. 1925 yil boshida bir qator tajribalardan so'ng kimyogarlar sof titanni olishdi.
5. Titan talaşlari yonuvchan.
6. Eng yengil metallardan biri hisoblanadi.
7. Titan faqat 3200 darajadan yuqori haroratda erishi mumkin.
8. 3300 daraja haroratda qaynatiladi.
9. Titan kumush rangga ega.

Titanning kashf etilishi tarixi

Keyinchalik titan deb atalgan metallni ikki olim - ingliz Uilyam Gregor va nemis Martin Gregor Klaprot kashf etgan. Olimlar parallel ravishda ishladilar va bir-biri bilan kesishmadilar. Kashfiyotlar orasidagi farq 6 yil.

Uilyam Gregor o'z kashfiyotiga menakin deb nom berdi.

30 yildan ko'proq vaqt o'tgach, birinchi titan qotishmasi olindi, u juda mo'rt bo'lib chiqdi va uni hech qanday joyda ishlatish mumkin emas edi. Faqat 1925 yilda titan sanoatda eng ko'p talab qilinadigan metallardan biriga aylangan sof shaklda ajratilgan deb ishoniladi.

Rus olimi Kirillov 1875 yilda sof titanni olishga muvaffaq bo'lganligi isbotlangan. U o'z faoliyati haqida batafsil ma'lumot beruvchi risola nashr etdi. Biroq, kam taniqli rusning tadqiqotlari e'tibordan chetda qoldi.

Titan haqida umumiy ma'lumot

Titan qotishmalari mexaniklar va muhandislar uchun qutqaruvchi hisoblanadi. Masalan, samolyot korpusi titandan qilingan. Parvoz paytida u tovush tezligidan bir necha baravar yuqori tezlikka erishadi. Titan korpusi 300 darajadan yuqori haroratgacha qiziydi va erimaydi.

Metall "Tabiatdagi eng keng tarqalgan metallar" o'ntaligini yopadi. Janubiy Afrikada, Xitoyda yirik konlar, Yaponiya, Hindiston va Ukrainada ko'plab titan topilgan.

Jahon titan zaxiralarining umumiy miqdori 700 million tonnadan ortiq. Agar ishlab chiqarish tezligi bir xil bo'lsa, titan yana 150-160 yil davom etadi.

Dunyodagi eng qattiq metallning eng yirik ishlab chiqaruvchisi Rossiyaning VSMPO-Avisma korxonasi bo'lib, u dunyo ehtiyojlarining uchdan bir qismini qondiradi.

Titan xususiyatlari

1. Korroziyaga chidamlilik.
2. Yuqori mexanik kuch.
3. Past zichlik.

Titanning atom og'irligi 47,88 amu, kimyoviy davriy jadvaldagi seriya raqami 22. Tashqi tomondan, u po'latga juda o'xshaydi.

Metallning mexanik zichligi alyuminiydan 6 barobar, temirdan 2 baravar yuqori. U kislorod, vodorod, azot bilan birlashishi mumkin. Uglerod bilan birlashganda, metall nihoyatda qattiq karbidlarni hosil qiladi.

Titanning issiqlik o'tkazuvchanligi temirnikidan 4 barobar, alyuminiydan esa 13 baravar kam.

Titan qazib olish jarayoni

Er yuzida ko'p miqdorda titan mavjud, ammo uni ichakdan olish juda ko'p pul talab qiladi. Rivojlanish uchun yodid usuli qo'llaniladi, uning muallifi Van Arkel de Bur.

Usul metallning yod bilan birlasha olish qobiliyatiga asoslanadi, bu birikma parchalangandan so'ng, aralashmalardan tozalangan sof titanni olish mumkin.

Titandan eng qiziqarli narsalar:

• tibbiyotda protezlar;
• mobil qurilmalar uchun platalar;
• kosmik tadqiqotlar uchun raketa tizimlari;
• quvurlar, nasoslar;
• kanoplar, kornişlar, binolarning tashqi qoplamalari;
• aksariyat qismlar (shassi, teri).

Titandan foydalanish

Titan harbiy, tibbiyot va zargarlik sanoatida faol qo'llaniladi. Unga "kelajak metalli" norasmiy nomi berildi. Ko'pchilik bu tushni haqiqatga aylantirishga yordam beradi, deb aytishadi.

Dunyodagi eng qattiq metall dastlab harbiy va mudofaa sohasida ishlatilgan. Bugungi kunda titanium mahsulotlarining asosiy iste'molchisi samolyot sanoati hisoblanadi.

Titan ko'p qirrali strukturaviy materialdir. Ko'p yillar davomida u samolyot turbinalarini yaratish uchun ishlatilgan. Samolyot dvigatellarida titan fan elementlari, kompressorlar va disklarni tayyorlash uchun ishlatiladi.

Zamonaviy samolyot dizayni 20 tonnagacha titanium qotishmasini o'z ichiga olishi mumkin.

Samolyot sanoatida titanni qo'llashning asosiy yo'nalishlari:

• fazoviy shakldagi mahsulotlar (eshiklar, lyuklar, g'iloflar, pol qoplamalari);
• og'ir yuklarga duchor bo'lgan birliklar va komponentlar (qanot qavslari, qo'nish moslamalari, gidravlik tsilindrlar);
• dvigatel qismlari (tana, kompressorlar uchun pichoqlar).

Titan tufayli odam tovush to'sig'idan o'tib, kosmosga yorila oldi. U boshqariladigan raketa tizimlarini yaratish uchun ishlatilgan. Titan kosmik nurlanishga, harorat o'zgarishiga, harakat tezligiga bardosh bera oladi.

Ushbu metall past zichlikka ega, bu kemasozlik sanoatida muhim ahamiyatga ega. Titandan tayyorlangan mahsulotlar engil, ya'ni og'irlik kamayadi, uning manevr qobiliyati, tezligi va diapazoni oshadi. Agar kema korpusi titan bilan qoplangan bo'lsa, uni ko'p yillar davomida bo'yash kerak bo'lmaydi - titan dengiz suvida zanglamaydi (korroziyaga chidamlilik).

Ko'pincha bu metall kemasozlikda turbinali dvigatellar, bug 'qozonlari va kondensator quvurlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Neft sanoati va titan

O'ta chuqur burg'ulash titanium qotishmalaridan foydalanishning istiqbolli sohasi hisoblanadi. Er osti boyliklarini o'rganish va qazib olish uchun er ostiga chuqur kirib borish kerak - 15 ming metrdan ortiq. Masalan, alyuminiydan tayyorlangan burg'ulash quvurlari o'zlarining tortishish kuchi tufayli buziladi va faqat titanium qotishmalari chindan ham katta chuqurlikka erisha oladi.

Yaqinda titan dengiz javonlarida quduqlarni yaratish uchun faol foydalanila boshlandi. Uskuna sifatida mutaxassislar titanium qotishmalaridan foydalanadilar:

• neft ishlab chiqarish qurilmalari;
• bosimli idishlar;
• chuqur suv nasoslari, quvurlar.

Sportda, tibbiyotda titan

Titan kuchliligi va yengilligi tufayli sport sohasida juda mashhur. Bir necha o'n yillar oldin, dunyodagi eng qattiq materialdan tayyorlangan birinchi sport jihozlari bo'lgan titanium qotishmalaridan velosiped ishlab chiqarilgan. Zamonaviy velosiped titan korpusdan, bir xil tormoz va o'rindiqli kamonlardan iborat.

Yaponiya titan golf klublarini yaratdi. Ushbu qurilmalar engil va bardoshli, ammo narxi juda qimmat.

Titan alpinistlar va sayohatchilarning xaltalarida bo'lgan ko'p narsalarni - idish-tovoqlar, pishirish to'plamlari, chodirlarni mustahkamlash uchun tokchalarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Titan muz boltalari juda mashhur sport jihozlaridir.

Ushbu metall tibbiyot sanoatida talab katta. Ko'pgina jarrohlik asboblari titandan tayyorlangan - engil va qulay.

Kelajakdagi metallni qo'llashning yana bir sohasi - bu protezlarni yaratish. Titan inson tanasi bilan mukammal "birlashadi". Shifokorlar bu jarayonni "haqiqiy munosabatlar" deb atashgan. Titan tuzilmalari mushaklar va suyaklar uchun xavfsizdir, kamdan-kam hollarda allergik reaktsiyaga sabab bo'ladi va tanadagi suyuqlik ta'sirida buzilmaydi. Titandan tayyorlangan protezlar chidamli va katta jismoniy yuklarga bardosh beradi.

Titan ajoyib metalldir. Bu insonga hayotning turli sohalarida misli ko'rilmagan yuksaklikka erishishga yordam beradi. U o'zining kuchi, yengilligi va uzoq yillik xizmati uchun seviladi va hurmat qilinadi.

Xrom eng qattiq metallardan biridir.

Chromium haqida qiziqarli faktlar

1. Metallning nomi yunoncha "chroma" so'zidan kelib chiqqan bo'lib, bo'yoq degan ma'noni anglatadi.
2. Tabiiy muhitda xrom sof holda emas, faqat xrom temir rudasi, qo'sh oksidi shaklida uchraydi.
3. Eng yirik metall konlari Janubiy Afrika, Rossiya, Qozog'iston va Zimbabveda joylashgan.
4. Metallning zichligi - 7200kg/m3.
5. Xrom 1907 gradusda eriydi.
6. 2671 daraja haroratda qaynatiladi.
7. Nopokliksiz butunlay sof, xrom egiluvchanligi va pishiqligi bilan ajralib turadi. Kislorod, azot yoki vodorod bilan birgalikda metall mo'rt va juda qattiq bo'ladi.
8. Bu kumush-oq metallni 18-asr oxirida frantsuz Lui Nikolya Vokelin kashf etgan.

Xrom metallining xususiyatlari

Chrome juda yuqori qattiqlikka ega, u oynani kesishi mumkin. Havo, namlik bilan oksidlanmaydi. Agar metall qizdirilsa, oksidlanish faqat sirtda sodir bo'ladi.

Yiliga 15 ming tonnadan ortiq sof xrom iste'mol qilinadi. Britaniyaning Bell Metals kompaniyasi eng sof xrom ishlab chiqarishda yetakchi hisoblanadi.

Ko'pchilik xrom AQSh, G'arbiy Evropa va Yaponiyada iste'mol qilinadi. Xrom bozori o'zgaruvchan va narxlar keng doirani qamrab oladi.

Xromdan foydalanish sohalari

Ko'pincha qotishmalar va elektrolizlangan qoplamalarni yaratish uchun ishlatiladi (transport uchun krom qoplama).

Po'latga xrom qo'shiladi, bu metallning fizik xususiyatlarini yaxshilaydi. Bu qotishmalar qora metallurgiyada eng ko'p talabga ega.

Eng mashhur po'lat navi xrom (18%) va nikeldan (8%) iborat. Bunday qotishmalar oksidlanishga, korroziyaga mukammal qarshilik ko'rsatadi va yuqori haroratlarda ham kuchli.

Isitish pechlari xromning uchdan bir qismini o'z ichiga olgan po'latdan yasalgan.

Xromdan yana nima qilingan?

1. O‘qotar qurollar bochkalari.
2. Suv osti kemalarining korpusi.
3. Metallurgiyada qo’llaniladigan g’ishtlar.

Yana bir juda qattiq metall volframdir.

Volfram haqida qiziqarli ma'lumotlar

1. Nemis tilidagi metallning nomi ("Wolf Rahm") "bo'ri ko'pik" degan ma'noni anglatadi.
2. Bu dunyodagi eng o'tga chidamli metalldir.
3. Volfram ochiq kul rangga ega.
4. Metall 18-asr oxirida (1781) shved Karl Scheele tomonidan kashf etilgan.
5. Volfram 3422 gradusda eriydi, 5900 da qaynaydi.
6. Metallning zichligi 19,3 g/sm³.
7. Atom massasi - 183,85, Mendeleyev davriy sistemasidagi VI guruh elementi (seriya raqami - 74).

Volfram qazib olish jarayoni

Volfram nodir metallarning katta guruhiga kiradi. Shuningdek, u rubidiy, molibdenni ham o'z ichiga oladi. Bu guruh tabiatda metallarning kam tarqalganligi va kichik iste'mol miqyosi bilan tavsiflanadi.

Volfram olish 3 bosqichdan iborat:

• metallni rudadan ajratish, eritmada to‘planishi;
• birikmani izolyatsiya qilish, uni tozalash;
• tayyor kimyoviy birikmadan sof metall olish.
• Volfram olish uchun boshlang'ich material sheelit va volframitdir.

Volframning qo'llanilishi

Volfram eng bardoshli qotishmalarning asosidir. Undan samolyot dvigatellari, elektrovakuum qurilmalarining qismlari, cho'g'lanma filamentlari tayyorlanadi.
Metallning yuqori zichligi volframdan ballistik raketalar, o'qlar, qarshi og'irliklar, artilleriya snaryadlarini yaratish uchun foydalanish imkonini beradi.

Volfram asosidagi aralashmalar boshqa metallarni qayta ishlashda, tog'-kon sanoatida (quduqni burg'ulash), bo'yoq va to'qimachilikda (organik sintez uchun katalizator sifatida) ishlatiladi.

Murakkab volfram birikmalaridan:

• simlar - isitish pechlarida ishlatiladi;
• lentalar, folga, plitalar, choyshablar - prokat va tekis zarb qilish uchun.

"Dunyodagi eng qattiq metallar" ro'yxatida titan, xrom va volfram birinchi o'rinda turadi. Ular inson faoliyatining ko'plab sohalarida - samolyot va raketa fanida, harbiy sohada, qurilishda qo'llaniladi va shu bilan birga, bu metall qo'llashning to'liq spektridan uzoqdir.