Титан - один из самых прочных металлов в периодической таблице. Он обладает отличной устойчивостью к воздействию соли, воды и тепла. Благодаря своей легкости он стал предпочтительным материалом для многих отраслей промышленности. Кроме того, титан имеет низкую плотность, поэтому с ним легче работать. Существует несколько типов титановых сплавов, наиболее широко используется сплав класса 5 (Ti-6Al-4V), другие марки нашли свое применение в промышленности, разница между этими типами титановых сплавов заключается в их прочности. В данной статье рассматриваются преимущества титана и его свойства. Возможно, вы также захотите прочитать о некоторых его недостатках и областях применения. Ниже перечислены некоторые из наиболее важных преимуществ титана. Чтобы узнать, как он используется в строительстве и промышленности, продолжайте читать!

Высокая прочность

Высокое соотношение прочности и массы, коррозионная стойкость - вот некоторые из свойств, которые делают титановые сплавы привлекательными. Плотность титановых сплавов обычно составляет около 4,51 г/см3, что лишь 60% меньше, чем у стали. Соотношение прочности (прочность/плотность) титанового сплава позволяет изготавливать детали с высокой удельной прочностью и малым весом. Например, наиболее распространенный сплав Гр5 имеет удельную прочность > 200 МПа (г/см3), что выше, чем у других промышленных чистых металлов, и является хорошим материалом для изготовления несущих конструкционных деталей. Автомобильные детали из титанового сплава позволяют не только снизить массу автомобиля, но и уменьшить инерцию движения. Титановый сплав используется для изготовления деталей двигателя, каркаса, обшивки, крепежа и шасси.

Хорошая термостойкость

Благодаря высокой термической прочности трубы из титанового сплава могут долгое время работать при температуре 450℃ ~ 650℃, прочность на разрыв сплава Gr5 достигает 620 МПа при температуре 400℃, используется для изготовления части аэрокосмических высокотемпературных конструкционных элементов. По сравнению с алюминиевым сплавом, который также является "космическим металлом", титановый сплав может сохранять необходимую прочность при умеренных температурах, в то время как прочность алюминиевого сплава значительно снижается при температуре 150℃.

Хорошая коррозионная стойкость

Одним из важнейших преимуществ титана является то, что он не подвержен коррозии. Металл не подвержен воздействию высоких температур, что делает его идеальным для нефтепромыслового оборудования. Титановые сплавы особенно устойчивы к точечной, кислотной и коррозии под напряжением, а также обладают отличной стойкостью к щелочам, хлоридам, хлорорганике, азотной и серной кислоте. Коррозионная стойкость титана и титановых сплавов лучше, чем алюминия и магния, а в некоторых средах даже лучше, чем у нержавеющей стали. Это хороший материал для коррозии высокотемпературных выхлопных газов, содержащих сероводород, идеальный материал для изготовления нефтехимических трубопроводов, выхлопные трубы автомобилей и т.д.

Хорошая биологическая совместимость

Титан и его сплавы наиболее широко используются для изготовления биомедицинских имплантатов, от которых ожидают отличных биомеханических свойств, сравнимых с аутогенными тканями человека и животных, без побочных эффектов. Это свойство обусловлено тем, что титан обладает низкой электропроводностью, высокой прочностью и малым весом, а также устойчивостью к коррозии под воздействием организма.

Но мы знаем, что титан имеет и некоторые "минусы" по сравнению с другими металлами. Во-первых, титан трудно добывать, поскольку при высоких температурах он соединяется с кислородом, углеродом, азотом и многими другими элементами, что делает его "редким металлом". Из-за реакционной способности титана его приходится по-разному обрабатывать на всех этапах производства. Он восприимчив к примесям и дорог, а значит, обойдется вам дороже. Но если вы хотите получить долговечное изделие, то должны быть готовы потратить больше. Это одно из самых привлекательных свойств титана. Кроме того, титановый сплав обладает плохой свариваемостью и обрабатываемостью, легко поглощает водород, кислород, азот, углерод и другие примеси в условиях резания, из-за этих недостатков он в основном используется в авиастроении, авиационной и нефтехимической промышленности и других отраслях. В качестве примера можно привести истребитель нового поколения, известный как F-22 Raptor. В его конструкции будет использоваться титан марки 42%, причем почти две трети кормовой части фюзеляжа будут выполнены из титана.