Rövid elnevezések:
σ be	- szakítószilárdság (végső szakítószilárdság), MPa		ε	- relatív megtelepedés az első repedés megjelenésekor, %
σ 0,05	- rugalmassági határ, MPa		J to	- torziós szilárdság, maximális nyírófeszültség, MPa
σ 0,2	- feltételes folyáshatár, MPa		σ hajlítás	- hajlítószilárdság, MPa
δ5,δ4,δ 10	- relatív nyúlás szakadás után, %		σ-1	- Szimmetrikus terhelési ciklusú hajlítási próba során a tartóssági határ, MPa
σ tömörítés0,05és σ tömöríteni	- nyomó folyáshatár, MPa		J-1	- tartóssági határ torziós vizsgálat során szimmetrikus terhelési ciklussal, MPa
ν	- relatív eltolódás, %		n	- betöltési ciklusok száma
s benne	- rövid távú szilárdsági határ, MPa		Rés ρ	- elektromos ellenállás, Ohm m
ψ	- relatív szűkület, %		E	- normál rugalmassági modulus, GPa
KCUés KCV	- ütőszilárdság, mintán meghatározva U, illetve V típusú koncentrátorokkal, J / cm 2		T	- hőmérséklet, amelyen a tulajdonságokat elérjük, fok
utca	- arányossági határ (folyószilárdság maradandó alakváltozáshoz), MPa		lés λ	- hővezetési tényező (az anyag hőkapacitása), W/(m °C)
HB	- Brinell keménység		C	- fajlagos hő anyag (20 o - T tartomány), [J / (kg deg)]
HV	- Vickers keménység		p nés r	- sűrűség kg/m3
HRC e	- Rockwell keménység, C skála		a	- hőmérsékleti (lineáris) tágulási együttható (20 o - T tartomány), 1/°C
HRB	- Rockwell keménység, B skála		σ t T	- végszilárdság, MPa
HSD	- Shore keménység		G	- torziós nyírási rugalmassági modulus, GPa

Mivel a titán jó keménységű, de kis szilárdságú fém ipari termelés a titán alapú ötvözetek egyre inkább elterjedtek. A különböző szemcseszerkezetű ötvözetek szerkezetében és kristályrács típusában különböznek.

Ezeket úgy lehet beszerezni, hogy a gyártási folyamatban bizonyos hőmérsékleti viszonyok. A titánhoz különféle ötvözőelemek hozzáadásával pedig magasabb működési és technológiai tulajdonságokkal jellemezhető ötvözetek állíthatók elő.

Hozzáadáskor ötvöző elemekés különböző típusú kristályrácsok titán alapú szerkezetekben, lehetőség van magasabb érték elérésére hőállóság és szilárdság. Az így létrejövő szerkezeteket ugyanakkor alacsony sűrűség, jó korróziógátló tulajdonságok és jó plaszticitás jellemzi, ami kiterjeszti felhasználási körüket.

A titán jellemzői

A titán egy könnyűfém, amely egyesíti nagy keménység és alacsony szilárdság ami megnehezíti a feldolgozását. Olvadási hőmérséklet ebből az anyagból átlagosan 1665 °C. Az anyagot alacsony sűrűség (4,5 g/cm3) és jó korróziógátló képesség jellemzi.

Az anyag felületén több nm vastagságú oxidfilm képződik, amely kizárja a korróziós folyamatokat titán a tengeri és friss víz, atmoszféra, szerves savak általi oxidáció, kavitációs folyamatok és feszültség alatt álló szerkezetekben.

Normál állapotban az anyag nem hőálló, szobahőmérsékleten a kúszás jelensége jellemzi. Hideg és mély hideg körülmények között azonban az anyagot nagy szilárdsági jellemzők jellemzik.

A titánnak alacsony a rugalmassági modulusa, ami korlátozza a merevséget igénylő szerkezetek gyártásához való felhasználását. Tiszta állapotban a fém magas sugárzásgátló tulajdonságokkal rendelkezik, és nem rendelkezik mágneses tulajdonságokkal.

A titánt jó műanyag tulajdonságok és könnyen feldolgozható szobahőmérsékleten és felette. A titánból és vegyületeiből készült hegesztett varratok rugalmasak és szilárdak. Az anyagot azonban a gázok intenzív abszorpciós folyamatai jellemzik, amikor instabil kémiai állapotban van, ami akkor következik be, amikor a hőmérséklet emelkedik. A titán attól függően, hogy milyen gázzal keveredik, hidrid, oxid, karbid vegyületeket képez, amelyek rossz hatással vannak technológiai tulajdonságaira.

Az anyagot jellemzik rossz megmunkálhatóság, megvalósításának eredményeként rövid időn belül ragaszkodik a szerszámhoz, ami csökkenti az erőforrását. A titán forgácsolással történő megmunkálása intenzív hűtéssel, nagy előtolási sebességgel, alacsony megmunkálási sebességgel és jelentős fogásmélységgel lehetséges. Ezenkívül a gyorsacélt választják ki feldolgozási eszközként.

Az anyagot magas kémiai aktivitás jellemzi, ami inert gázok használatához vezet a titán olvasztásához, öntéséhez vagy ívhegesztéshez.

Használat közben a titántermékeket óvni kell az esetleges gázok felszívódásától az üzemi hőmérséklet emelkedése esetén.

titánötvözetek

Titán alapú szerkezetek olyan ötvözőelemek hozzáadásával, mint:

A titáncsoport ötvözeteinek deformációjával kapott szerkezeteket mechanikai feldolgozáson átesett termékek gyártására használják.

Erősségük szerint megkülönböztetik:

• Nagy szilárdságú anyagok, amelyek szilárdsága meghaladja az 1000 MPa-t;
• Közepes szilárdságú szerkezetek, 500 és 1000 MPa közötti értéktartományban;
• Kis szilárdságú anyagok, 500 MPa alatti szilárdsággal.

Felhasználási terület szerint:

• Korrózióálló szerkezetek.
• Építőanyagok;
• Hőálló szerkezetek;
• Nagy hidegállóságú szerkezetek.

Az ötvözetek típusai

Az összetételben szereplő ötvözőelemek szerint hat fő ötvözettípust különböztetnek meg.

α-ötvözetek típusú ötvözetek

α-ötvözetek típusú ötvözetek titán alapú, ötvözhető alkalmazással alumínium, ón, cirkónium, oxigén jellemzett jó hegeszthetőség, csökkenti a titán fagyáspontját és növeli a folyékonyságát. Ezek a tulajdonságok lehetővé teszik az úgynevezett α-ötvözetek használatát formázott nyersdarabok előállításához vagy alkatrészek öntéséhez. Az így kapott ilyen típusú termékek magas hőstabilitásúak, ami lehetővé teszi kritikus alkatrészek gyártásához, 400°C-ig terjedő hőmérsékleti körülmények között működik.

Minimális mennyiségű ötvözőelemekkel a vegyületeket műszaki titánnak nevezik. Jó hőstabilitás jellemzi, és kiváló hegesztési tulajdonságokkal rendelkezik a különböző gépeken végzett hegesztési munkák során. Az anyag megfelelő tulajdonságokkal rendelkezik a vágás lehetőségéhez. Az ilyen típusú ötvözetek szilárdságának növelése hőkezeléssel nem ajánlott, az ilyen típusú anyagokat izzítás után használják. A cirkóniumot tartalmazó ötvözetek költsége a legmagasabb, és kiválóan előállíthatók.

Az ötvözet szállítási formáit huzal, csövek, hengerelt rudak, kovácsolt anyagok formájában mutatják be. Az osztály leggyakrabban használt anyaga a VT5-1 ötvözet Közepes szilárdság, 450 °C-ig hőállóság és kiváló teljesítmény jellemzi alacsony és ultraalacsony hőmérsékleten történő munkavégzés során. Ezt az ötvözetet nem szokás termikus módszerekkel erősíteni, azonban alacsony hőmérsékleten történő alkalmazása minimális mennyiségű ötvözőanyagot igényel.

Ötvözetek típusú β-ötvözetek

β-típusú ötvözetek titán ötvözésével nyerik vanádium, molibdén, nikkel, ebben az esetben a keletkező struktúrákat jellemezzük megnövekedett erő a szobahőmérséklettől a negatív hőmérsékletig terjedő tartományban az α-ötvözetekhez képest. Használatuk során megnő az anyag hőállósága, hőmérsékleti stabilitása, azonban műanyag csökkentése ebbe a csoportba tartozó ötvözetek jellemzői.

A stabil jellemzők eléréséhez az ebbe a csoportba tartozó ötvözeteknek olyannak kell lenniük jelentős mennyiséggel adalékolva meghatározott elemeket. Ezeknek az anyagoknak a magas költsége alapján ennek a csoportnak a szerkezetei nem jutottak széles ipari terjesztéshez. Az ebbe a csoportba tartozó ötvözeteket a kúszással szembeni ellenállás, a szilárdság növelésének lehetősége jellemzi különböző utak, mechanikai feldolgozás lehetősége. Ahogy azonban az üzemi hőmérséklet emelkedik 300°C ebbe a csoportba tartozó ötvözetek szereznek be törékenység.

Pszeudo-α-ötvözetek

Pszeudo-α-ötvözetek, amelynek legtöbb ötvöző eleme az α-fázisú komponensek, legfeljebb 5% β-csoport elem hozzáadásával. A β-fázis jelenléte az ötvözetekben az α-csoport ötvözőelemeinek előnyeit növeli a plaszticitás tulajdonságával. Ennek az ötvözetcsoportnak a hőállóságát alumínium, szilícium és cirkónium használatával érik el. A felsorolt ​​elemek közül az utolsó pozitív hatás a β-fázis feloldódásáról az ötvözet szerkezetében. Azonban ezek az ötvözetek is korlátozások, amelyek között jó a titán hidrogénfelvételeés hidridek képződése, a hidrogén ridegedés lehetőségével. A hidrogén a vegyületben hidrid fázis formájában rögzül, csökkenti az ötvözet viszkozitását és képlékeny tulajdonságait, valamint hozzájárul a kötés ridegségének növekedéséhez.Ebbe a csoportba az egyik legelterjedtebb anyag a titánötvözet márkájú VT18, amely 600 ° C-ig hőálló, rendelkezik jó teljesítmény plaszticitás. Ezek a tulajdonságok lehetővé teszik az anyag felhasználását kompresszor alkatrészek gyártása a repülőgépiparban. Az anyag hőkezelése magában foglalja az 1000°C körüli hőkezelést további léghűtéssel vagy kettős lágyítással, ami lehetővé teszi a szakítószilárdságának 15%-os növelését.

Pszeudo-β-ötvözetek

Pszeudo-β-ötvözetek A kioltás utáni jelenlét vagy a csak a β-fázis jelenléte általi normalizálás jellemzi. Az izzítás állapotában ezen ötvözetek szerkezete az α-fázis képviseli a β csoport jelentős mennyiségű ötvöző komponensével. Ezeket az ötvözeteket jellemzik a legmagasabb fajlagos szilárdsági index a titánvegyületek között, alacsony hőstabilitásúak. Ezenkívül az ebbe a csoportba tartozó ötvözetek nem nagyon érzékenyek a ridegségre, ha hidrogénnel érintkeznek, de nagyon érzékenyek a szén- és oxigéntartalomra, ami befolyásolja az ötvözet képlékeny és képlékeny tulajdonságainak csökkenését. Ezekre az ötvözetekre jellemző a rossz hegeszthetőség, az összetétel heterogenitása miatt a mechanikai jellemzők széles skálája, ill. alacsony stabilitás munkában magas hőmérsékleten.Az ötvözet felszabadulási formáját lemezek, kovácsoltvasok, rudak és fémszalagok képviselik, a javasolt hosszú ideig tartó, 350°C-ot meg nem haladó hőmérsékleten történő felhasználással. Ilyen ötvözetre példa az BT 35, amelyet a hőmérsékletnek kitéve nyomáskezelés jellemez. Kikeményedés után az anyagot magas képlékeny tulajdonságok és hideg állapotban deformálódó képesség jellemzi. Ennek az ötvözetnek az öregítési művelete többszörös keményedést okoz magas viszkozitás mellett.

α+β típusú ötvözetek

α+β típusú ötvözetek Az intermetallikus vegyületek esetleges zárványaival kisebb ridegség jellemzi, ha hidritek hatásának vannak kitéve, mint az 1. és 3. csoportba tartozó ötvözeteknél. Ezen túlmenően az α-csoportos ötvözetekhez képest nagyobb gyárthatóság és különféle módszerekkel történő egyszerű feldolgozhatóság jellemzi őket. Az ilyen típusú anyagok felhasználásával végzett hegesztéskor a művelet befejezése után izzításra van szükség a varrat rugalmasságának növelése érdekében. Ebbe a csoportba tartozó anyagok szalagok, fémlemezek, kovácsolt anyagok, sajtolások és rudak formájában készülnek. A leggyakoribb anyag ebben a csoportban az ötvözet VT6, jó deformálhatóság jellemzi a hőkezelés során, csökkent a hidrogénes ridegedés valószínűsége. Ebből az anyagból repülőgép-alkatrészeket és hőálló termékeket gyártanak motorkompresszorokhoz a repülésben. Gyakorolják a lágyított vagy hőkeményített VT6 ötvözetek használatát. Például egy vékony falú profil vagy lemezdarabok részeit 800 ° C-on hőkezelik, majd levegőn lehűtik vagy kemencében hagyják.

Intermetallikus vegyületeken alapuló titánötvözetek.

Az intermetallik két fém ötvözete, amelyek közül az egyik titán.

Termékek átvétele

Öntéssel nyert szerkezetek, végrehajtva ben különleges formák fémből olyan körülmények között, ahol az aktív gázok korlátozottan hozzáférhetők, tekintettel a titánötvözetek magas aktivitására a hőmérséklet emelkedésével. Az öntéssel nyert ötvözetek gyengébb tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a deformálással nyert ötvözetek. Az ilyen típusú ötvözetek szilárdságát növelő hőkezelést nem végeznek, mivel ez jelentős hatással van ezeknek a szerkezeteknek a plaszticitására.

Titán- könnyű, tartós fém ezüst-fehér színben. Két kristályos változatban létezik: α-Ti hatszögletű, szorosan tömörített ráccsal, β-Ti köbös testközpontú töltettel, polimorf átalakulási hőmérséklet α↔β 883 °C. A titán és a titánötvözetek ötvözik a könnyűséget, a szilárdságot és a magas minőséget. korrozióállóság, alacsony hőtágulási együttható, széles hőmérsékleti tartományban való munkaképesség.

Lásd még:

SZERKEZET

A titánnak két allotróp változata van. Az alacsony hőmérsékletű módosítás, amely 882 °C-ig létezik, hatszögletű, szorosan egymásra épülő rácsot tartalmaz, amelynek periódusai a = 0,296 nm és c = 0,472 nm. A magas hőmérsékletű módosításnak testközpontú kockarácsa van, amelynek periódusa a = 0,332 nm.
A polimorf átalakulás (882°C) a lassú hűtés során a normál mechanizmus szerint egyenlőtengelyű szemcsék képződésével, gyors lehűléskor pedig a martenzites mechanizmus szerint, hegyes szerkezet kialakulásával megy végbe.
A titán magas korrózió- és vegyszerállósággal rendelkezik a felületén lévő védő oxidfilmnek köszönhetően. Nem korrodálódik friss és tengervíz, ásványi savak, aqua regia stb.

TULAJDONSÁGOK

Olvadáspont 1671 °C, forráspont 3260 °C, az α-Ti és a β-Ti sűrűsége 4,505 (20 °C) és 4,32 (900 °C) g/cm3, atomsűrűsége 5,71 × 1022 at/cm³. Műanyag, inert atmoszférában hegesztett.
Az iparban használt műszaki titán oxigén-, nitrogén-, vas-, szilícium- és szénszennyeződéseket tartalmaz, amelyek növelik szilárdságát, csökkentik a rugalmasságot és befolyásolják a polimorf átalakulás hőmérsékletét, amely 865-920 °C tartományban megy végbe. A VT1-00 és VT1-0 műszaki titánok sűrűsége körülbelül 4,32 g/cm 3, szakítószilárdsága 300-550 MN/m 2 (30-55 kgf/mm 2), relatív nyúlása legalább 25%, Brinell keménység 1150 - 1650 MN / m 2 (115-165 kgf / mm 2). Ez paramágneses. A Ti 3d24s2 atom külső elektronhéjának konfigurációja.

Magas viszkozitású, megmunkáláskor hajlamos a vágószerszámhoz tapadni, ezért speciális bevonatok, különböző kenőanyagok felhordása szükséges a szerszámon.

Normál hőmérsékleten TiO 2 oxid védőpassziváló fóliával van bevonva, aminek köszönhetően a legtöbb környezetben (kivéve a lúgost) korrózióálló. A titánpor hajlamos felrobbanni. Lobbanáspont 400 °C.

TARTALÉKOK ÉS TERMELÉS

A fő ércek: ilmenit (FeTiO 3), rutil (TiO 2), titanit (CaTiSiO 5).

2002-ben a bányászott titán 90%-át titán-dioxid TiO 2 előállítására használták fel. A világ titán-dioxid-termelése évi 4,5 millió tonna volt. A titán-dioxid igazolt készlete (Oroszország nélkül) körülbelül 800 millió tonna, 2006-ra az USA Geológiai Szolgálata szerint a titán-dioxidot és Oroszországot nem számítva az ilmenit ércek készletei 603-673 millió tonna, a rutilé - 49,7- 52,7 millió tonna, így a jelenlegi termelési ütem mellett a világ bizonyított titánkészletei (Oroszország nélkül) több mint 150 évre elegendőek.

Oroszország rendelkezik Kína után a világ második legnagyobb titánkészletével. Az oroszországi titán ásványkincs bázisa 20 lelőhelyből áll (ebből 11 elsődleges és 9 hordalék), amelyek meglehetősen egyenletesen oszlanak el az egész országban. A feltárt lelőhelyek közül a legnagyobb Ukhta (Komi Köztársaság) városától 25 km-re található. A lelőhely tartalékait 2 milliárd tonnára becsülik.

A titánércek koncentrátumát kénsavas vagy pirometallurgiai feldolgozásnak vetik alá. A kénsavas kezelés terméke a TiO 2 titán-dioxid por. Pirometallurgiai módszerrel az ércet koksszal szinterelik és klórral kezelik, így 850 °C-on titán-tetraklorid gőzöket kapnak, és magnéziummal redukálják.

A kapott titán "szivacsot" megolvasztják és megtisztítják. Az Ilmenit-koncentrátumokat elektromos ívkemencékben redukálják, majd a keletkező titánsalakot klórozzák.

EREDET

A titán a 10. legelterjedtebb a természetben. Tartalom be földkéreg- 0,57 tömeg%, tengervízben - 0,001 mg / l. Ultrabázikus kőzetekben 300 g/t, bázikus kőzetekben 9 kg/t, savas kőzetekben 2,3 kg/t, agyagokban és palákban 4,5 kg/t. A földkéregben a titán szinte mindig négyértékű, és csak oxigénvegyületekben van jelen. Szabad formában nem fordul elő. A titán időjárási és csapadékos körülmények között geokémiai affinitást mutat az Al 2 O 3 iránt. A mállási kéreg bauxitjaiban és a tengeri agyagos üledékekben koncentrálódik.
A titán átvitele ásványi anyagok mechanikai töredékei és kolloidok formájában történik. Egyes agyagokban akár 30 tömeg% TiO 2 halmozódik fel. A titán ásványok ellenállnak az időjárás viszontagságainak, és nagy koncentrációt képeznek a hordozókban. Több mint 100 titánt tartalmazó ásvány ismert. Ezek közül a legfontosabbak: rutil TiO 2, ilmenit FeTiO 3, titanomagnetit FeTiO 3 + Fe3O 4, perovszkit CaTiO 3, titanit CaTiSiO 5. Vannak elsődleges titánércek - ilmenit-titanomagnetit és placer - rutil-ilmenit-cirkon.
Titánlelőhelyek Dél-Afrikában, Oroszországban, Ukrajnában, Kínában, Japánban, Ausztráliában, Indiában, Ceylonban, Brazíliában, Dél-Korea, Kazahsztán. A FÁK országokban vezető hely Oroszországot (58,5%) és Ukrajnát (40,2%) a feltárt titánérckészletek rangsorolják.

ALKALMAZÁS

A titánötvözetek fontos szerepet játszanak repüléstechnika ahol arra törekszenek, hogy a szükséges szilárdsággal kombinálva a legkönnyebb kialakítást érjék el. A titán könnyű a többi fémhez képest, de ugyanakkor alá is tud dolgozni magas hőmérsékletek. A titánötvözetekből bőrt, rögzítőelemeket, tápegységet, alvázalkatrészeket és különféle egységet készítenek. Ezenkívül ezeket az anyagokat repülőgép-szerkezetekben használják. sugárhajtóművek. Ez lehetővé teszi a súlyuk 10-25%-os csökkentését. A titánötvözeteket kompresszortárcsák és lapátok, levegőbeszívó és vezetőlapát-alkatrészek, valamint rögzítőelemek gyártására használják.

A titánt és ötvözeteit a rakétatudományban is használják. Tekintettel a hajtóművek rövid távú működésére és a légkör sűrű rétegeinek gyors áthaladására, a kifáradási szilárdság, a statikus állóképesség és bizonyos mértékig a kúszás problémái megszűnnek a rakétatudományban.

A műszaki titán a nem kellően nagy hőállósága miatt nem alkalmas a repülésben való felhasználásra, de kiemelkedően magas korrózióállósága miatt bizonyos esetekben nélkülözhetetlen a vegyiparban és a hajógyártásban. Tehát kompresszorok és szivattyúk gyártására használják olyan agresszív közegek szivattyúzására, mint a kénsav és a sósav és sóik, csővezetékek, szelepek, autokláv, különféle tartályok, szűrők stb. Csak a titán rendelkezik korrózióállósággal olyan környezetben, mint a nedves klór, a klór vizes és savas oldatai, ezért ebből a fémből készülnek a klóripar berendezései. A titánt olyan hőcserélők készítésére használják, amelyek korrozív környezetben működnek, például salétromsav (nem füstölgő). A hajógyártásban a titánt propellerek, hajólemezek, tengeralattjárók, torpedók stb. gyártásához használják. A héjak nem tapadnak a titánhoz és ötvözeteihez, ami meredeken növeli az edény ellenállását, amikor mozog.

A titánötvözetek sok más alkalmazásban is ígéretesek, de technológiai alkalmazásukat korlátozza a titán magas ára és szűkössége.

Titán - Ti

OSZTÁLYOZÁS

Strunz (8. kiadás)	1/A.06-05
Dana (7. kiadás)	1.1.36.1
Nickel-Strunz (10. kiadás)	1.AB.05

Titán - egy másodlagos alcsoport IV csoportjának eleme periodikus rendszer, sorozatszám 22, atomtömeg 47,9. Kémiai jel - Ti. A Titánt 1795-ben fedezték fel, és a Titán című görög eposz hőséről nevezték el. Több mint 70 ásvány része, és az egyik gyakori elem - a földkéregben körülbelül 0,6%. Ez egy ezüstös fehér fém. Olvadáspontja 1665°C. A titán lineáris tágulási együtthatója 20 - 100 °C tartományban 8,3×10 -6 fok -1, hővezető képessége l = 15,4 W/(m×K). Két polimorf módosulatban létezik: 882 °С-ig a-módosítás formájában, amelynek hatszögletű, szorosan egymásra épülő kristályrácsa van paraméterekkel. a= 2,95 Å és Val vel= 4,86 ​​Å; és e felett a b-transzformáció testközpontú köbös ráccsal stabil ( a= 3,31 Å).

A fém nagy szilárdságot, alacsony r = 4,5 g/cm 3 sűrűséget és nagy korrózióállóságot egyesít. Ennek köszönhetően sok esetben jelentős előnyökkel rendelkezik az olyan alapvető szerkezeti anyagokkal szemben, mint az acél és az alumínium. Az alacsony hővezető képesség miatt azonban nehezen használható nagy hőmérséklet-különbség mellett működő szerkezetekhez, alkatrészekhez, illetve hőfáradásra való kiszolgáláskor. A fém magas és szobahőmérsékleten is kúszik. A titán, mint szerkezeti anyag hátrányai közé tartozik a viszonylag alacsony normál rugalmassági modulus.

A nagy tisztaságú fém jó műanyag tulajdonságokkal rendelkezik. A szennyeződések hatására plaszticitása drámaian megváltozik. Az oxigén jól oldódik a titánban, és nagymértékben redukálja ezt a jellemzőt már alacsony koncentrációban. A fém plasztikus tulajdonságai is csökkennek nitrogén hozzáadásakor. 0,2% feletti nitrogéntartalomnál a titán rideg törése következik be. Ugyanakkor az oxigén és a nitrogén növeli a fém átmeneti ellenállását és tartósságát. Ebből a szempontból hasznos szennyeződések.

A hidrogén káros szennyeződés. Drámaian csökkenti a titán ütőszilárdságát még nagyon alacsony koncentrációban is, a hidridek képződése miatt. A hidrogénnek nincs észrevehető hatása a fém szilárdsági jellemzőire széles koncentrációtartományban.

A tiszta titán nem tartozik a hőálló anyagok közé, mivel szilárdsága meredeken csökken a hőmérséklet emelkedésével.

A fém fontos tulajdonsága, hogy szilárd oldatokat képes képezni légköri gázokkal és hidrogénnel. Amikor a titánt levegőn hevítjük, a felületén a szokásos léptéken kívül egy réteg képződik, amely oxigénnel stabilizált a-Ti alapú (alfitált) szilárd oldatból áll, amelynek vastagsága a hőmérséklettől, ill. a fűtés időtartama. Átalakulási hőmérséklete magasabb, mint a fő fémrétegnek, és az alkatrészek vagy félkész termékek felületén kialakulása rideg törést okozhat.

A titánt még forralva is jelentős korrózióállóság jellemzi levegőben, természetes hidegben, forró édes- és tengervízben, lúgos oldatokban, szervetlen és szerves savak sóiban és vegyületekben. Ellenáll a hígított kénsavnak, sósavnak (5%-ig), salétromsavnak (kivéve a füstölésnek), ecet- és tejsavnak, kloridoknak és aqua regia-nak. A titán magas korrózióállósága azzal magyarázható, hogy a felületén sűrű, homogén védőréteg képződik, amelynek összetétele a környezettől és a kialakulásának körülményeitől függ. A legtöbb esetben ez dioxid - TiO 2. Bizonyos körülmények között egy fém kölcsönhatásba lép sósav, hidrid - TiH 2 védőréteggel fedhető le. A titán ellenáll a kavitációs korróziónak és a feszültségkorróziónak.

Rajt ipari alkalmazások A titán mint szerkezeti anyag a múlt század negyvenes éveire nyúlik vissza. Ebben a minőségében a titán a repülésben, a rakétatechnológiában, a hajóépítésben, a műszergyártásban és a gépgyártásban találja a legnagyobb alkalmazást. Megőrzi nagy szilárdsági jellemzőit emelkedett hőmérsékletek ezért sikeresen alkalmazzák magas hőmérsékletű hevítésnek kitett alkatrészek gyártásához.

Jelenleg a titánt széles körben használják a kohászatban, beleértve a rozsdamentes és hőálló acélok ötvözőelemét. Az alumínium-, nikkel- és rézötvözetekhez hozzáadott titán növeli szilárdságukat. A vágószerszámok keményötvözeteinek szerves része. A titán-dioxidot hegesztőelektródák bevonására használják. A titán-tetrakloridot a hadseregben füstszűrők készítésére használják.

Az elektro- és rádiótechnikában a porított titánt gázelnyelőként használják - 500 ° C-ra melegítve erőteljesen elnyeli a gázokat, és ezáltal nagy vákuumot biztosít zárt térfogatban. Ebben a tekintetben elektronikus lámpaalkatrészek gyártására használják.

A titán bizonyos esetekben nélkülözhetetlen anyag a vegyiparban és a hajógyártásban. Ebből készülnek agresszív folyadékok szivattyúzására szolgáló alkatrészek, korrozív környezetben működő hőcserélők, különböző alkatrészek eloxálására használt felfüggesztő szerkezetek. A titán közömbös az elektrolitokban és más galvanizálási folyadékokban, ezért alkalmas különféle galvanizáló fürdőalkatrészek gyártására. Széles körben használják nikkel-kobalt üzemek hidrometallurgiai berendezéseinek gyártásában, mivel magas hőmérsékleten és nyomáson nikkel- és kobaltiszappal érintkezve nagy korrózió- és erózióállósággal rendelkezik.

A titán a legstabilabb oxidáló környezetben. Redukáló környezetben a védő oxidfilm tönkremenetele miatt meglehetősen gyorsan korrodálódik.

A különféle elemeket tartalmazó titánötvözetek ígéretesebb anyagok, mint a kereskedelmileg tiszta fém.

Az ipari titánötvözetek fő ötvöző komponensei a vanádium, molibdén, króm, mangán, réz, alumínium és ón. A gyakorlatban a titán az alkáliföldfémek kivételével minden fémmel ötvözetet képez, valamint szilíciummal, bórral, hidrogénnel, nitrogénnel és oxigénnel.

A titán polimorf átalakulásának jelenléte, számos elem jó oldhatósága benne, kialakulása kémiai vegyületek A változó oldhatóságú titánötvözetek széles skáláját teszik lehetővé, különböző tulajdonságokkal.

Három fő előnyük van a többi ötvözethez képest: alacsony fajsúly, magas kémiai tulajdonságokés kiváló korrózióállóság. A könnyedség és a nagy szilárdság kombinációja különösen ígéretes anyagokká teszi őket a speciális acélok helyettesítésére a légi közlekedésben, valamint jelentős korrózióállóságot biztosítanak a hajógyártásban és a vegyiparban.

Sok esetben a titánötvözetek használata gazdaságilag életképes, a titán magas költsége ellenére. Például az egyik oroszországi vállalatnál a legmagasabb korrózióállóságú öntött titán szivattyúk használata lehetővé tette a szivattyúnkénti működési költségek 200-szoros csökkentését. Sok ilyen példa van.

Attól függően, hogy az ötvözőelemek milyen hatást gyakorolnak a titán polimorf átalakulására az ötvözés során, az összes ötvözet három csoportra osztható:

1) a-fázisú (alumínium);

2) b-fázisú (króm, mangán, vas, réz, nikkel, berillium, volfrám, kobalt, vanádium, molibdén, nióbium és tantál);

3) a + b fázisokkal (ón, cirkónium germánium).

A titán és alumínium ötvözeteinek sűrűsége és fajlagos szilárdsága kisebb, mint a tiszta vagy kereskedelmileg tiszta titáné. Fajlagos szilárdságukat tekintve számos rozsdamentes és hőálló acélt felülmúlnak a 400-500 °C tartományban. Ezek az ötvözetek nagyobb hőállósággal és kiváló kúszásállósággal rendelkeznek, mint sok más titán alapú ötvözet. Megnövelt normál rugalmassági modulussal is rendelkeznek. Az ötvözetek nem korrodálódnak és enyhén oxidálódnak magas hőmérsékleten. Jó a hegeszthetőségük, jelentős alumíniumtartalom mellett sem válik rideggé a varrat és a varratközeli zóna anyaga. Az alumínium hozzáadása csökkenti a titán rugalmasságát. Ez a hatás akkor a legintenzívebb, ha az alumíniumtartalom meghaladja a 7,5%-ot. Az ötvözetek ón hozzáadása növeli azok szilárdsági jellemzőit. 5% Sn koncentrációig bennük nem figyelhető meg észrevehető csökkenés a képlékeny tulajdonságokban. Ezenkívül az ón ötvözetekbe történő bevezetése növeli az oxidációval és a kúszással szembeni ellenállásukat. A 4-5% Al-t és 2-3% Sn-t tartalmazó ötvözetek jelentős mechanikai szilárdságot tartanak fenn 500 °C-ig.

A cirkónium csekély hatással van az ötvözetek mechanikai tulajdonságaira, de jelenléte hozzájárul a kúszásállóság és a hosszú távú szilárdság növekedéséhez. A cirkónium a titánötvözetek értékes összetevője.

Az ilyen típusú ötvözetek kellően képlékenyek: hengerelt, sajtolt és forrón kovácsolt, argoníves és ellenálláshegesztéssel hegeszthető, vágással kielégítően megmunkálható, tömény salétromsavban, légkörben, sóban jó korrózióállóságúak ciklikus terhelések és tengervíz alatti megoldások. Olyan alkatrészek gyártására szolgálnak, amelyek 350 és 500 °C közötti hőmérsékleten üzemelnek hosszú távú terhelés esetén, és 900 °C-ig rövid távú terhelés esetén. Az ötvözeteket lemezek, rudak, szalagok, lemezek, kovácsolt anyagok, sajtolt anyagok, extrudált profilok, csövek és huzalok formájában szállítják.

Szobahőmérsékleten megtartják az a-titán módosításban rejlő kristályrácsot. A legtöbb esetben ezeket az ötvözeteket lágyított állapotban használják.

A termodinamikailag stabil b-fázisú titánötvözetek közé tartoznak az alumíniumot (3,0-4,0%), molibdént (7,0-8,0%) és krómot (10,0-15,0%) tartalmazó rendszerek. Ez azonban elveszíti a titánötvözetek egyik fő előnyét - a viszonylag alacsony sűrűséget. Ez a fő oka annak, hogy ezeket az ötvözeteket nem használják széles körben. 760 - 780 °C-os kikeményedés és 450-480 °C-on történő öregedés után átmeneti ellenállásuk 130-150 kg/mm ​​2 , ez egyenértékű az acéllal, amelynek s in = 255 kg / mm 2 . Ez az erősség azonban nem marad meg hevítéskor, ami ezen ötvözetek fő hátránya. Ezeket lapok, rudak és kovácsolt anyagok formájában szállítják.

A tulajdonságok legjobb kombinációja az a- és b-fázisok keverékéből álló ötvözetek esetében érhető el. Az alumínium nélkülözhetetlen alkotóelemük. Az alumíniumtartalom nemcsak kiterjeszti azt a hőmérsékleti tartományt, amelynél az a-fázis stabilitása megmarad, hanem növeli a b-komponens hőstabilitását is. kívül , ez a fém csökkenti az ötvözet sűrűségét, és ezáltal kompenzálja ennek a paraméternek a nehéz ötvözőelemek bevezetésével kapcsolatos növekedését. Jó szilárdsággal és hajlékonysággal rendelkeznek. Lemezek, rudak, kovácsolt anyagok és sajtolások készülnek belőlük, az ilyen ötvözetekből készült alkatrészek védőatmoszférában pont-, tompa- és argoníves hegesztéssel is összeilleszthetők. Megfelelően megmunkálhatók, nedves légkörben és tengervízben magas korrózióállósággal rendelkeznek, és jó hőstabilitásúak.

Néha az alumíniumon és molibdénen kívül kis mennyiségű szilíciumot is adnak az ötvözetekhez. Ez hozzájárul ahhoz, hogy az ötvözetek forró állapotban jól alkalmazhatók hengerlésre, sajtolásra és kovácsolásra, valamint növeli a kúszási ellenállást.

Széles körű alkalmazás titán-karbid TiC-t és az arra épülő ötvözeteket találja. A titán-karbid nagy keménységgel és nagyon magas olvadásponttal rendelkezik, ami meghatározza fő alkalmazási területeit. Régóta keményötvözetek alkotóelemeként használják vágószerszámokhoz és matricákhoz. A forgácsolószerszámok tipikus titántartalmú keményötvözetei a T5K10, T5K7, T14K8, T15K6, TZ0K4 ötvözetek (az első ábra a titán-karbid tartalomnak, a második a cementáló fém kobalt koncentrációjának %-ban). A titán-karbidot csiszolóanyagként is használják por és cementált formában. Olvadáspontja 3000°C felett van. Nagy elektromos vezetőképességű és alacsony hőmérsékletek- szupravezetés. Ennek a vegyületnek a kúszása alacsony 1800 °C-ig. Szobahőmérsékleten törékeny. A titán-karbid stabil hideg és forró savakban - sósavban, kénsavban, foszforsavban, oxálsavban, hidegen - perklórsavban, valamint ezek keverékeiben.

A molibdénnel, tantállal, nióbiummal, nikkellel, kobalttal és más elemekkel ötvözött titán-karbid alapú hőálló anyagokat széles körben használják. Ez lehetővé teszi olyan anyagok előállítását, amelyek egyesítik a titán-karbid nagy szilárdságát, kúszással és oxidációval szembeni ellenálló képességét magas hőmérsékleten a fémek hajlékonyságával és hősokkállóságával. Ugyanezt az elvet alkalmazzák más karbidok, valamint boridok, szilicidek alapú hőálló anyagok előállításához is, amelyeket az alábbiakban kombinálnak. gyakori név kerámia-fém anyagok.

A titán-karbid alapú ötvözetek kellően magas hőállóságot tartanak fenn 1000-1100 °C-ig. Magas kopásállósággal és korrózióállósággal rendelkeznek. Az ötvözetek ütőszilárdsága alacsony, és ez a fő akadálya széles körű elterjedésüknek.

Tűzálló anyagként a titán-karbidot és az azon alapuló ötvözeteket más fémek karbidjaival használják. A titán-karbidból és annak króm-karbiddal készült ötvözetéből készült tégelyek nem nedvesednek, és gyakorlatilag nem lépnek kölcsönhatásba hosszú ideig az olvadt ónnal, bizmuttal, ólommal, kadmiummal és cinkkel. A titán-karbidot nem nedvesíti meg az olvadt réz 1100-1300 °C-on és az ezüst 980 °C-on vákuumban, az alumínium 700 °C-on argonatmoszférában. A titán-karbid és volfrám-karbid vagy tantál alapú ötvözetek legfeljebb 15% Co hozzáadásával 900-1000 ° C-on hosszú ideig szinte nem alkalmasak az olvadt nátrium és a bizmut hatására.

Az űrhódítók tiszteletére készült emlékművet 1964-ben állították fel Moszkvában. Közel hét évbe telt (1958-1964) ennek az obeliszknek a megtervezése és megépítése. A szerzőknek nemcsak építészeti és művészeti, hanem műszaki problémákat is meg kellett oldaniuk. Az első ezek közül az anyagok kiválasztása volt, beleértve a burkolatot is. Hosszas kísérletezés után fényesre csiszolt titánlapokra telepedtek.

Valójában a titán számos tulajdonságában, és mindenekelőtt korrózióállóságában felülmúlja a fémek és ötvözetek túlnyomó részét. Néha (főleg a népszerű irodalomban) a titánt örök fémnek nevezik. De először beszéljünk ennek az elemnek a történetéről.

Oxidált vagy nem oxidált?

1795-ig a 22. számú elemet "menakin"-nak hívták. Így nevezte el 1791-ben William Gregor angol kémikus és mineralógus, aki új elemet fedezett fel a menakanit ásványban (ne keresse ezt a nevet a modern ásványtani kézikönyvekben - a menakanitot is átnevezték, most ilmenitnek hívják).

Négy évvel Gregor felfedezése után Martin Klaproth német kémikus egy másik ásványban – a rutilban – új kémiai elemet fedezett fel, és Titánia elf királynő tiszteletére titánnak nevezte el (germán mitológia).

Egy másik változat szerint az elem neve a titánoktól, a föld istennőjének - Gaia (görög mitológia) - hatalmas fiaitól származik.

1797-ben kiderült, hogy Gregor és Klaproth ugyanazt az elemet fedezte fel, és bár Gregor ezt korábban is megtette, az új elemre a Klaproth által neki adott nevet hozták létre.

De sem Gregornak, sem Klaprothnak nem sikerült megszereznie az elementált titán. Az általuk izolált fehér kristályos por titán-dioxid TiO 2 volt. Helyezze vissza ezt az oxidot, izoláljon belőle tiszta fémet hosszú ideje egyik vegyésznek sem sikerült.

1823-ban W. Wollaston angol tudós arról számolt be, hogy a Merthyr Tydville-i üzem kohászati ​​salakjaiban felfedezett kristályok nem más, mint tiszta titán. 33 évvel később pedig a híres német kémikus, F. Wöhler bebizonyította, hogy ezek a kristályok ismét titánvegyületek, ezúttal fémszerű karbonitridek.

Sok éven át azt hitték, hogy a fém A titánt először Berzelius szerezte 1825-ben. a kálium-fluorotitanát redukciója fémnátriummal. Ma azonban a titán és a Berzelius által nyert termék tulajdonságait összehasonlítva kijelenthető, hogy a Svéd Tudományos Akadémia elnöke tévedett, mert a tiszta titabnum gyorsan oldódik a hidrogén-fluoridban (ellentétben sok más savval), és Berzelius fémes titán sikeresen ellenállt a hatásának.

Valójában a Ti-t először csak 1875-ben szerezte meg D. K. Kirillov orosz tudós. Ennek a munkának az eredményeit a Titán kutatása című brosúrája tette közzé. De egy kevéssé ismert orosz tudós munkája észrevétlen maradt. További 12 év elteltével egy meglehetősen tiszta terméket - körülbelül 95% titánt - szereztek Berzelius honfitársai, a híres vegyészek, L. Nilsson és O. Peterson, akik a titán-tetrakloridot nátrium-fémmel redukálták egy acél hermetikus bombában.

1895-ben A. Moissan francia kémikus ívkemencében szénnel redukálta a titán-dioxidot, és a kapott anyagot kétszeres finomításnak vetette alá, és csak 2% szennyeződést, főleg szenet tartalmazó titánt kapott. Végül 1910-ben M. Hunter amerikai kémikus Nilsson és Peterson módszerét továbbfejlesztve több gramm titánt tudott előállítani, körülbelül 99%-os tisztasággal. Ezért a legtöbb könyvben a fémes titán megszerzésének elsőbbségét Hunternek tulajdonítják, nem pedig Kirillovnak, Nilsonnak vagy Moissannak.

Azonban sem Hunter, sem kortársai nem jósoltak nagy jövőt a titánnak. Csak néhány tized százaléknyi szennyeződést tartalmazott a fém, de ezek a szennyeződések törékennyé, törékennyé, megmunkálásra alkalmatlanná tették a titánt. Ezért néhány titánvegyület korábban talált alkalmazást, mint maga a fém. A titán-tetrakloridot például széles körben használták az első világháborúban füstszűrők készítésére.

22. sz. az orvostudományban

1908-ban az USA-ban és Norvégiában a fehéret nem ólom- és cinkvegyületekből kezdték előállítani, mint korábban, hanem titán-dioxidból. Az ilyen meszeléssel többször nagyobb felületet lehet festeni, mint ugyanannyi ólom vagy cink meszelés. Ezenkívül a titánfehérnek nagyobb a visszaverő képessége, nem mérgezőek és nem sötétednek el hidrogén-szulfid hatására. Az orvosi szakirodalomban olyan esetet írnak le, amikor egy ember egyszerre 460 g titán-dioxidot „bevett”! (Kíváncsi vagyok, mivel keverte össze?) A titán-dioxid "szerelmese" nem tapasztalt fájdalmas érzéseket. A TiO 2 egyes gyógyszerek, különösen a bőrbetegségek elleni kenőcsök része.

Azonban nem az orvostudomány, hanem a festék- és lakkipar fogyaszt legnagyobb mennyiségben TiO 2. Ennek a vegyületnek a világtermelése messze meghaladta az évi félmillió tonnát. A titán-dioxid alapú zománcokat széles körben használják fém és fa védő- és dekorációs bevonataiként a hajógyártásban, az építőiparban és a gépészetben. Ugyanakkor jelentősen megnő a szerkezetek és alkatrészek élettartama. A titánfehéret szövetek, bőr és egyéb anyagok festésére használják.

Ti az iparban

A titán-dioxid porcelánmasszák, tűzálló üvegek, kerámia anyagok nagy dielektromos állandóval. Szilárdságot és hőállóságot növelő töltőanyagként a gumikeverékekbe kerül. A titánvegyületek összes előnye azonban jelentéktelennek tűnik a tiszta fémes titán egyedi tulajdonságainak hátterében.

elemi titán

1925-ben a holland tudósok van Arkel és de Boer nagy tisztaságú - 99,9%-os - titánt nyertek jodid módszerrel (erről bővebben lentebb). A Hunter által beszerzett titántól eltérően plaszticitása volt: hidegen kovácsolható, lapokká, szalagokká, drótokká tekerhető, sőt a legvékonyabb fólia is. De még csak nem is ez a fő. A fémes titán fizikai-kémiai tulajdonságainak tanulmányozása szinte fantasztikus eredményekhez vezetett. Kiderült például, hogy a titán, amely majdnem kétszer olyan könnyű, mint a vas (a titán sűrűsége 4,5 g/cm3), szilárdságában sok acélt felülmúl. Az alumíniummal való összehasonlítás is a titán javára alakult: a titán mindössze másfélszer nehezebb, mint az alumínium, de hatszor erősebb, és ami a legfontosabb, 500 ° C-ig megőrzi szilárdságát (és hozzáadásával). ötvözőelemek - 650 °C-ig), míg az alumínium- és magnéziumötvözetek szilárdsága már 300 °C-on meredeken csökken.

A titán keménysége is jelentős: 12-szer keményebb, mint az alumínium, 4-szer keményebb, mint a vas és a réz. A fém másik fontos jellemzője a folyáshatár. Minél magasabb, annál jobban ellenállnak ennek a fémnek a részei az üzemi terhelésnek, annál tovább megtartják alakjukat és méretüket. A titán folyáshatára közel 18-szor nagyobb, mint az alumíniumé.

A legtöbb fémtől eltérően a titánnak jelentős elektromos ellenállása van: ha az ezüst elektromos vezetőképességét 100-nak vesszük, akkor a réz elektromos vezetőképessége 94, az alumíniumé 60, a vasé és a platinaé 15, a titáné pedig csak 3,8. Aligha kell magyarázni, hogy ez a tulajdonság, akárcsak a titán nem mágneses természete, a rádióelektronika és az elektrotechnika számára érdekes.

A titán figyelemre méltó korrózióállósága. Az ebből a fémből készült lemezen 10 évig a tengervízben nem voltak korróziós nyomok. Titán ötvözetekből készült rotorok modern nehézhelikopterek. A szuperszonikus repülőgépek kormányai, csűrői és néhány más kritikus alkatrésze is ezekből az ötvözetekből készül. Sokakon vegyipar ma már egész titánból készült készülékeket és oszlopokat találhatunk.

Hogyan nyerik a titánt?

Ár - ez az, ami még lassítja a titán termelését és fogyasztását. Valójában a magas költség nem a titán veleszületett hibája. Nagyon sok van belőle a földkéregben - 0,63%. A titán még mindig magas ára annak a következménye, hogy nehéz kivonni az ércekből. Ennek magyarázata a titán sok elemhez való nagy affinitása és a természetes vegyületeiben lévő kémiai kötések erőssége. Ebből adódik a technológia összetettsége. Így néz ki a titángyártás magnézium-termikus módszere, amelyet V. Kroll amerikai tudós dolgozott ki 1940-ben.

A titán-dioxidot klórral (szén jelenlétében) titán-tetrakloriddá alakítják:

HO 2 + C + 2CI 2 → HCI 4 + CO 2.

A folyamat aknás elektromos kemencékben zajlik 800-1250°C-on. Egy másik lehetőség az olvadt só klórozása alkálifémek NaCl és KCl A következő művelet (amely ugyanilyen fontos és időigényes) a TiCl 4 tisztítása a szennyeződésektől, amelyet különböző módon és különböző anyagokkal hajtanak végre. Titán-tetraklorid benne normál körülmények között 136°C forráspontú folyadék.

Könnyebb megszakítani a titán kötését klórral, mint oxigénnel. Ezt magnéziummal a reakcióval meg lehet tenni

TiCl 4 + 2Mg → T + 2MgCl 2.

Ez a reakció acélreaktorokban megy végbe 900 °C-on. Az eredmény egy úgynevezett titán szivacs, amelyet magnéziummal és magnézium-kloriddal impregnáltak. Zárt vákuumkészülékben 950 °C-on elpárologtatják, majd a titánszivacsot szinterezik vagy tömör fémmé olvasztják.

A fémes titán előállítására szolgáló nátrium-termikus módszer elvileg nem sokban különbözik a magnézium-termikus módszertől. Ez a két módszer a legelterjedtebb az iparban. A tisztább titán előállításához továbbra is a van Arkel és de Boer által javasolt jodid módszert alkalmazzák. A metalloterm titán szivacsot TiI 4 jodiddá alakítják, amelyet ezután vákuumban szublimálnak. Útközben a titap-jodid gőze 1400 °C-ra melegített titánhuzallal találkozik. Ebben az esetben a jodid lebomlik, és egy tiszta titán réteg nő a huzalon. Ez a titángyártási módszer nem hatékony és költséges, ezért az iparban nagyon korlátozott mértékben alkalmazzák.

A titángyártás munka- és energiaintenzitása ellenére mára az egyik legjelentősebb színesfém-kohászati ​​alágazattá vált. A világ titántermelése nagyon gyors ütemben fejlődik. Ezt akár a nyomtatásba kerülő töredékes információk alapján is meg lehet ítélni.

Ismeretes, hogy 1948-ban még csak 2 tonna titánt olvasztottak ki a világon, 9 év múlva pedig már 20 ezer tonnát.Ez azt jelenti, hogy 1957-ben 20 ezer tonna titánt tett ki az összes ország, 1980-ban pedig csak az USA fogyasztott. 24,4 ezer tonna titán... Újabban úgy tűnik, a titánt ritka fémnek nevezték - ma a legfontosabb szerkezeti anyag. Ezt egyetlen dolog magyarázza: a 22. számú elem hasznos tulajdonságainak ritka kombinációja. És természetesen a technológiai igények.

A titán, mint szerkezeti anyag szerepe, amely a nagy szilárdságú ötvözetek alapja a légi közlekedésben, a hajógyártásban és a rakétagyártásban, gyorsan növekszik. A világon megolvasztott titán nagy része ötvözetekbe kerül. A repülési iparban széles körben ismert ötvözet, amely 90% titánból, 6% alumíniumból és 4% vanádiumból áll. 1976-ban az amerikai sajtó egy új, ugyanerre a célra szolgáló ötvözetről számolt be: 85% titán, 10% vanádium, 3% alumínium és 2% vas. Azt állítják, hogy ez az ötvözet nemcsak jobb, hanem gazdaságosabb is.

Általában a titánötvözetek sok elemet tartalmaznak, egészen a platináig és a palládiumig. Ez utóbbiak (0,1-0,2%-os mennyiségben) növelik a titánötvözetek amúgy is magas vegyszerállóságát.

A titán szilárdságát olyan "ötvöző adalékok" is növelik, mint a nitrogén és az oxigén. De az erővel együtt növelik a titán keménységét, és ami a legfontosabb, ridegségét, ezért tartalmuk szigorúan szabályozott: az ötvözetben legfeljebb 0,15% oxigén és 0,05% nitrogén megengedett.

Annak ellenére, hogy a titán drága, olcsóbb anyagokkal való helyettesítése sok esetben gazdaságilag életképesnek bizonyul. Íme egy tipikus példa. A rozsdamentes acélból készült vegyi készülék háza 150 rubel, a titánötvözeté pedig 600 rubel. Ugyanakkor egy acélreaktor csak 6 hónapig szolgál, a titán reaktor pedig 10 évig. Ha hozzáadjuk az acélreaktorok cseréjének költségeit, a berendezések kényszerleállását – nyilvánvalóvá válik, hogy a drága titán használata jövedelmezőbb lehet, mint az acél.

A kohászatban jelentős mennyiségű titánt használnak fel. Acélok és egyéb ötvözetek százai vannak, amelyek ötvöző adalékként titánt tartalmaznak. Bevezetik a fémek szerkezetének javítására, a szilárdság és a korrózióállóság növelésére.

Egyes nukleáris reakcióknak szinte abszolút űrben kell végbemenniük. A higanyszivattyúkkal a ritkulás akár a légkör több milliárdod részét is előidézheti. De ez nem elég, és a higanyszivattyúk nem képesek többre. A levegő további szivattyúzását speciális titánszivattyúk végzik. Ezenkívül a még nagyobb ritkítás elérése érdekében finom titánt permeteznek a kamra belső felületére, ahol a reakciók végbemennek.

A titánt gyakran a jövő fémének nevezik. A tények, amelyekkel a tudomány és a technológia már rendelkezésükre áll, meggyőznek bennünket arról, hogy ez nem teljesen igaz – a titán már a jelen fémjévé vált.

Perovskit és szfén. Ilmenit - vas-metatitanát FeTiO 3 - 52,65% TiO 2 -t tartalmaz. Ennek az ásványnak a neve annak a ténynek köszönhető, hogy az Urálban, az Ilmensky-hegységben találták. Az ilmenit homok legnagyobb lerakódásai Indiában találhatók. Egy másik fontos ásvány, a rutil, a titán-dioxid. A titanomagnetitok ipari jelentőségűek is - az ilmenit és a vas ásványi anyagok természetes keveréke. A Szovjetunióban, az USA-ban, Indiában, Norvégiában, Kanadában, Ausztráliában és más országokban gazdag titánérc-lelőhelyek találhatók. Nem is olyan régen a geológusok új titántartalmú ásványt fedeztek fel a Bajkál északi régiójában, amelyet L. D. Landau szovjet fizikus akadémikus tiszteletére landauite-nak neveztek el. Összesen több mint 150 jelentős érc- és titánlelőhely ismeretes a földgömbön.