Titan - une description de l'élément avec une photo, la caractéristique de son influence sur le corps humain, ainsi que la nécessité de cet élément chimique. Regarder ce qui est "titan" dans d'autres dictionnaires

Beaucoup sont intéressés par un peu mystérieux et non à la fin du titane étudié - Metal, dont les propriétés se distinguent par une doute. Métal et le plus durable et le plus fragile.

Le métal le plus durable et le plus fragile

Il a été ouvert par deux scientifiques avec une différence de 6 ans - Britannique W. Gregor et M. Claprot allemand. Le nom de titane est associé, d'une part, avec des titans mythiques, surnaturel et sans peur, d'autre part, avec Titanium - Queen Fay.
C'est l'un des matériaux les plus courants de la nature, mais le processus d'obtention du métal pur est caractérisé par une complexité particulière.

22 Élément chimique D. Mendeleev Titanium (TI) Table fait référence à 4 groupes de 4 périodes.

Couleur de titane argent blanc avec paillettes sévères. Son reflet est débordé de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel.

C'est l'un des métaux réfractaires. Il fond à une température de +1660 ° C (± 20 °). Le titane est caractérisé par la paramagnétisme: il n'est pas magnétisé dans un champ magnétique et ne le pousse pas.
Le métal est caractérisé par une faible densité et une résistance élevée. Mais la particularité de ce matériau est que même des impuretés minimales d'autres éléments chimiques changent radicalement ses propriétés. Avec la présence d'une part insignifiante d'autres métaux, Titan perd son étanche et le minimum de substances non métalliques dans sa composition rend l'alliage fragile.
Cette fonctionnalité provoque la présence de 2 types de matériaux: propre et technique.

1. Le titane de type pure est utilisé lorsqu'une substance très légère est requise, de forte charge et de gammes à température ultra-élevées.
2. Le matériau technique est utilisé lorsque des paramètres tels que la facilité, la résistance et la résistance à la corrosion sont appliqués.

La substance a la propriété d'anisotropie. Cela signifie que le métal peut modifier ses caractéristiques physiques en fonction des efforts. Cette fonctionnalité doit être accordée à l'attention de l'utilisation du matériel.

Titan perd la force à la moindre présence d'impuretés d'autres métaux

Les études de propriétés de titane dans des conditions normales confirment son inertie. La substance ne répond pas aux éléments de l'atmosphère environnante.
Le changement de paramètres commence par une augmentation de la température à + 400 ° C et plus. Titan entre dans la réaction avec de l'oxygène, peut s'enflammer en azote, absorbe les gaz.
Ces propriétés rendent difficile l'obtention d'une substance pure et de ses alliages. La production de titane est basée sur l'utilisation d'équipements de vide coûteux.

Titanium et concurrence avec d'autres métaux

Ce métal est constamment comparé aux alliages d'aluminium et de fer. De nombreuses propriétés chimiques du titane significativement mieux que les concurrents:

1. En résistance mécanique, le titane dépasse le fer 2 fois et l'aluminium est 6 fois. Sa force augmente avec une diminution de la température, ce qui n'est pas marqué de concurrents.
   Les caractéristiques de titane anticorrosion dépassent de manière significative les indicateurs d'autres métaux.
2. À des températures ambiantes, le métal est absolument inerte. Mais avec une augmentation de la température supérieure à + 200 ° C, la substance commence à absorber l'hydrogène en modifiant ses caractéristiques.
3. À des températures plus élevées, le titane réagit avec d'autres éléments chimiques. Il a une résistance spécifique élevée que 2 fois les propriétés des meilleurs alliages de fer.
4. Les propriétés anticorrosives du titane dépassent considérablement les indicateurs d'aluminium et d'acier inoxydable.
5. La substance ne conduit pas d'électricité. Le titane a une résistance électrique spécifique de 5 fois supérieure à celle du fer, 20 fois, que l'aluminium et 10 fois plus haut que dans le magnésium.
6. Titan se caractérise par une faible conductivité thermique, elle est due à un faible coefficient d'expansion de la température. Il est inférieur à 3 fois au fer et à 12 ans, que l'aluminium.
   

Quelles manières d'obtenir du titane?

Le matériau prend la dixième place dans la dissémination de la nature. Il y a environ 70 minéraux contenant du titane sous forme d'acide titanique ou de son dioxyde. Le plus commun de ceux-ci et contenant un pourcentage élevé de dérivés de métaux:

• ilmenit;
• rutile;
• anataz;
• perovskite;
• brochit.

Les principaux gisements de minerais de titane sont situés aux États-Unis, en Grande-Bretagne, au Japon, leurs grands gisements sont ouverts en Russie, en Ukraine, au Canada, en France, en Espagne, en Belgique.

Production de titane - Processus coûteux et de travail

La production de métaux est très chère. Les scientifiques ont développé 4 façons de produire du titane, chacun travaillant et efficacement utilisé dans l'industrie:

1. Méthode magnothermique. Les matières premières extraites contenant des impuretés de titane sont traitées et obtenues du dioxyde de titane. Cette substance est soumise à la chloration dans l'arbre ou les chlorateurs de sel au mode de température élevée. Le processus est très lent, mené en présence d'un catalyseur au carbone. Dans ce cas, le dioxyde solide est traduit en une substance gazeuse - tétrachlorure de titane. Le matériau obtenu est restauré par le magnésium ou le sodium. L'alliage formé pendant la réaction est chauffé dans une installation sous vide jusqu'à des températures ultra-élevées. À la suite de la réaction, l'évaporation de magnésium et ses composés avec du chlore se produisent. À la fin du processus, un matériau gubinoïde est obtenu. Il est fauché et obtenez du titane de haute qualité.
2. Méthode de calcium hydrure. Le minerai est soumis à une réaction chimique et l'hydrure de titane est obtenu. La prochaine étape est la séparation de la substance sur les composants. Le titane et l'hydrogène sont isolés lors du chauffage dans des installations sous vide. À la fin du processus, on obtient de l'oxyde de calcium, qui est lavé avec des acides faibles. Les deux premières méthodes concernent la production industrielle. Ils vous permettent de recevoir du titane pur avec des coûts relativement petits dès que possible.
3. Méthode d'électrolyse. Les composés de titane sont exposés à une forte résistance. Selon les matières premières initiales, les composés sont divisés en composants: chlore, oxygène et titane.
4. Méthode d'iodure ou raffinage. Le dioxyde de titane obtenu à partir de minéraux est la pamping d'iode. À la suite de la réaction, un iodure de titane est formé, qui est chauffé à une température élevée - + 1300 ... + 1400 ° C et exposé à celui-ci avec un choc électrique. Dans le même temps, les composants se distinguent du matériau source: iode et titane. Le métal obtenu par cette méthode n'a pas d'impuretés et d'additifs.

Zones d'utilisation

L'utilisation de titane dépend du degré de sa purification des impuretés. La présence même d'un petit nombre d'autres éléments chimiques dans la composition de l'alliage de titane change radicalement ses caractéristiques physicomécaniques.

Le titane avec certaines impuretés s'appelle technique. Il présente des taux élevés de résistance à la corrosion, il est léger et très durable. Son appliqué de ces indicateurs et d'autres indicateurs.

• Dans l'industrie chimique Les échangeurs de chaleur, divers diamètres de tuyaux, armatures, coques et pièces pour pompes à diverses fins sont en titane et à ses alliages. La substance est indispensable dans des endroits où une résistance élevée et une résistance à l'acide sont nécessaires.
• En transport Le titane est utilisé pour la fabrication de pièces et d'unités de vélos, de voitures, de voitures ferroviaires et de compositions. L'utilisation de matériau réduit le poids des compositions de roulement et des voitures, donne la facilité et la résistance aux détails du cyclisme.
• Tout le titane a dans le bureau naval. Les détails et les éléments d'enceintes pour les sous-marins, hélices pour bateaux et hélicoptères sont fabriqués.
• Dans l'industrie de la construction L'alliage de zinc-titane est utilisé. Il est utilisé comme matériau de finition pour les façades et les toits. Cet alliage très durable possède une propriété importante: vous pouvez faire des détails architecturaux de la configuration fantastique. Cela peut prendre n'importe quelle forme.
• Au cours de la dernière décennie, Titan est largement utilisé dans l'industrie productrice de pétrole. Les alliages sont utilisés dans la fabrication d'équipements pour forages ultra-profonds. Le matériau est utilisé pour fabriquer des équipements pour la production d'huile et de gaz sur des étagères marines.

Titan a une très large gamme d'applications.

Le titane propre a ses propres applications. Il est nécessaire où la résistance aux températures élevées est nécessaire et la force du métal doit être maintenue.

Il est utilisé par B. :

• industrie de la fabrication d'aéronefs et de l'espace pour la fabrication de parties de la garniture, des enceintes, des éléments de fixation, du châssis;
• médicament pour des prothèses et la fabrication de vannes cardiaques et d'autres appareils;
• technique de travail dans la zone cryogénique (la propriété Titanium est utilisée ici - avec une diminution de la température, la force du métal est améliorée et sa plasticité n'est pas perdue).

En pourcentage, l'utilisation de titane pour la production de divers matériaux ressemble à ceci:

• 60% utilisés pour faire de la peinture;
• le plastique consomme 20%;
• 13% d'utilisation dans la production de papier;
• l'ingénierie mécanique consomme 7% du titane obtenu et ses alliages.

Les matières premières et le processus d'obtention de titane coûteux, ses coûts de production sont compensés et remboursés par la durée de vie de cette substance, sa capacité à modifier son apparence sur toute la période de fonctionnement.

L'un des éléments les plus courants dans le sol peut être appelé Titanium. Selon les résultats des études, il occupe la 4ème place selon le degré de prévalence, cédant la position de la principale position d'aluminium, de glande et de magnésium. Malgré une telle grande répartition, Titan a commencé à être utilisé dans l'industrie qu'au 20ème siècle. Les alliages de titane ont largement affecté le développement de lampes de fusée et de l'aviation, associées à une combinaison de faible densité avec une résistance spécifique élevée, ainsi que la résistance à la corrosion. Considérez toutes les caractéristiques de ce matériau.

Total caractéristique du titane et de ses alliages

Ce sont les principales propriétés mécaniques des alliages de titane qui déterminent leur grande distribution. Si vous ne faites pas attention à la composition chimique, tous les alliages de titane peuvent être décrits comme suit:

1. Haute résistance à la corrosion. L'inconvénient de la plupart des métaux peut être appelé que lorsqu'il est exposé à une humidité élevée sur la surface, la corrosion est formée, ce qui n'investit non seulement l'apparence du matériau, mais réduit également ses principales qualités opérationnelles. Le titane est moins sensible aux effets de l'humidité que le fer.
2. Résistance aux bonbons. La température trop basse devient la raison pour laquelle les propriétés mécaniques des alliages de titane sont considérablement réduites. Vous pouvez souvent trouver une situation où l'exploitation à des températures négatives provoque une augmentation significative de la fragilité. Titan est souvent utilisé dans la fabrication de vaisseau spatial.
3. Les alliages de titane et de titane ont une densité relativement faible, ce qui réduit considérablement le poids. Les métaux faciles ont été largement utilisés dans une grande variété d'industries, par exemple dans la fabrication des aéronefs, la construction de gratte-ciel et ainsi de suite.
4. Force spécifique élevée et faible densité - caractéristiques qui sont assez rarement combinées. Cependant, il est au détriment d'une telle combinaison d'alliages de titane reçut aujourd'hui la distribution généralisée.
5. La technologie pendant la pression est déterminée par le fait que l'alliage est souvent utilisé comme préparation lors de la pression ou par un autre traitement.
6. L'absence de réaction à l'impact du champ magnétique appelle également la raison pour laquelle les alliages à l'examen étaient largement utilisés. Souvent, vous pouvez trouver une situation où la production de structures est effectuée lorsque le champ magnétique est formé. La demande de titane élimine le risque de communication.

Ces principaux avantages des alliages de titane ont déterminé leur grande distribution. Cependant, comme indiqué précédemment, il dépend beaucoup de la composition chimique spécifique. Un exemple peut être appelé que la dureté varie en fonction des substances appliquées lors du dopage.

Il est important que le point de fusion puisse atteindre 1700 degrés Celsius. En raison de cela, la résistance de la composition au chauffage est considérablement augmentée, mais le processus de traitement est également compliqué.

Types d'alliages de titane

La classification des alliages de titane est effectuée par un nombre assez grand de fonctionnalités. Tous les alliages peuvent être divisés en plusieurs groupes principaux:

1. Des alliages de titane durables de haute résistance et de structure qui possèdent également une plasticité assez élevée. Pour cela, ils peuvent être utilisés dans la fabrication de pièces sur lesquelles une charge variable s'avère.
2. Résistant à la chaleur avec une faible densité est utilisé comme alternative moins chère aux alliages de nickel résistants à la chaleur, en tenant compte d'une certaine plage de température. La force d'un tel alliage de titane peut varier dans une plage suffisamment grande qui dépend de la composition chimique spécifique.
3. Les alliages de titane à base d'un composé chimique représentent une structure résistante à la chaleur à faible densité. En raison d'une réduction significative de la densité, le poids est également réduit et la résistance à la chaleur permet l'utilisation de matériaux dans la fabrication d'aéronefs. De plus, une hausse ductilité est également associée à une marque similaire.

Le marquage des alliages de titane est effectué selon certaines règles qui vous permettent de déterminer la concentration de tous les éléments. Considérez certaines des variétés les plus courantes d'alliages de titane. En savoir plus.

Considérant que les marques les plus courantes d'alliages de titane, VT1-00 et W1-0 devraient être payées. Ils se réfèrent à la classe des titans techniques. La composition de cet alliage de titane comprend un nombre suffisamment grand d'impuretés différentes qui déterminent la réduction de la force. Cependant, en raison de la résistance réduite, la plasticité est considérablement accrue. Le plastique technologique élevé définit que le titane technique peut être obtenu même dans la production de feuille.

Très souvent, la composition de l'alliage est exposée à Nagarovka. En raison de cela, la force augmente, mais la plasticité est considérablement réduite. De nombreux spécialistes estiment que la méthode de traitement à l'étude ne peut être appelée la meilleure, car elle n'a pas d'effet favorable complet sur les propriétés de base du matériau.

L'alliage WT5 est assez courant, caractérisé par l'utilisation de l'aluminium exclusivement en tant qu'élément dopant. Il est important de noter qu'il s'agit d'aluminium considéré comme l'élément d'alliage le plus courant des alliages de titane. Cela est dû aux points suivants:

1. L'utilisation de l'aluminium vous permet d'augmenter considérablement le module d'élasticité.
2. L'aluminium vous permet également d'augmenter la valeur de la résistance à la chaleur.
3. Un tel métal est l'un des plus courants en nature, du fait que le coût du matériau obtenu est considérablement réduit.
4. L'indice de la fragilité de l'hydrogène est réduit.
5. La densité d'aluminium est inférieure à la densité de titane, en raison de laquelle l'administration de la substance de dopage à l'étude permet d'augmenter de manière significative la résistance spécifique.

Dans l'état chaud du VT5, il est bon, roulé et timbres. C'est pourquoi il est assez souvent utilisé pour obtenir des munitions, des produits laminés ou un estampage. Une telle structure peut résister à l'impact d'au moins 400 degrés Celsius.

L'alliage de titane BT22 peut avoir la structure la plus différente, qui dépend de la composition chimique. Les points suivants incluent les caractéristiques opérationnelles du matériau:

1. Plasticité technologique élevée lors du traitement d'une pression dans la condition chaude.
2. Il est utilisé pour la fabrication de tiges, de tuyaux, de poêles, d'estampage, de profil.
3. Toutes les méthodes les plus courantes peuvent être utilisées pour le soudage.
4. Un point important est qu'après l'achèvement du processus de soudage, il est recommandé de procéder à recuit, en raison de laquelle les propriétés mécaniques de la couture obtenues augmentent de manière significative.

Il est possible d'augmenter considérablement les performances de TIT22 Alliage de titane en appliquant la technologie de recuit complexe. Il prévoit un chauffage à haute température et exposition pendant plusieurs heures, après quoi le refroidissement progressif est effectué dans la fournaise également avec extrait pendant une longue période. Après une conduite de recuit de haute qualité, l'alliage convient à la fabrication de pièces et de structures à charge élevée pouvant être chauffée à une température de plus de 350 degrés Celsius. Un exemple peut être appelé les éléments du fuselage, des ailes, des détails de contrôle ou de la fixation.

L'alliage de titane W6 aujourd'hui a reçu la diffusion généralisée à l'étranger. La nomination d'un tel alliage de titane est de fabriquer des cylindres pouvant fonctionner sous haute pression. En outre, selon les résultats de la recherche, dans 50% des cas de l'industrie aérospatiale, un alliage de titane est utilisé, qui, selon ses qualités opérationnelles et la composition correspond à W6. Le ganton standard d'aujourd'hui n'est pratiquement pas appliqué à l'étranger pour désigner de titane et de nombreux autres alliages, qui devraient être pris en compte. Cela applique son propre marquage unique.

W6 a des performances exceptionnelles en raison du fait que le vanadium est également ajouté à la composition. Cet élément de dopage est caractérisé par le fait qu'il augmente non seulement de la force, mais également de la plasticité.

Cet alliage est bien déformé dans l'état chaud, ce qui peut également être qualifié de qualité positive. Lorsqu'il est utilisé, des tuyaux, divers profils, plaques, feuilles, estampage et de nombreux autres blancs sont obtenus. Toutes les méthodes modernes peuvent être appliquées pour le soudage, ce qui élargit également de manière significative la portée de l'alliage de titane à l'étude. Pour augmenter les qualités opérationnelles, le traitement thermique est également effectué, par exemple, recuit ou durcissement. Pendant longtemps, le recuit a été effectué à une température non supérieure à 800 degrés Celsius, mais les résultats des études menées indiquent qu'il est logique d'augmenter l'indicateur à 950 degrés Celsius. Le double recuit est souvent effectué pour augmenter la résistance à l'exposition à la corrosion.

L'alliage WT8 était également une excellente distribution. En comparaison avec la précédente, il présente des qualités plus élevées et résistantes à la chaleur. Il était possible de réaliser des performances uniques en raison de l'ajout d'aluminium et de silicium à la composition d'un grand nombre d'aluminium et de silicium. Il convient de garder à l'esprit que la température maximale à laquelle cet alliage de titane peut être exploité à environ 480 degrés Celsius. Une variété de cette composition peut être appelée W8-1. Ses principales qualités opérationnelles sont appelées les moments suivants:

1. Stabilité thermique élevée.
2. Faible probabilité de formation de fissures dans la structure en fournissant des connexions solides.
3. Capacité technologique d'effectuer diverses procédures de traitement, par exemple une estampage à froid.
4. Haute plasticité à haute résistance.

Pour augmenter considérablement les qualités opérationnelles, une double annulation isothermique est assez souvent réalisée. Dans la plupart des cas, cet alliage de titane est appliqué dans la production de forfaits, de prudges, de diverses plaques, d'estampage et d'autres billets. Cependant, il convient de penser que les caractéristiques de la composition n'autorisent pas les travaux de soudage.

L'utilisation d'alliages de titane

Compte tenu des domaines de l'utilisation des alliages de titane, nous notons que la plupart des espèces sont utilisées dans les sphères de l'aviation et de la roquette, ainsi que dans la fabrication de navires maritimes. Pour la fabrication de parties de moteurs d'aéronefs, d'autres métaux ne sont pas appropriés en raison du fait que lorsqu'il est chauffé, les températures relativement basses commencent à fondre, en raison de laquelle la déformation de la structure se produit. En outre, augmenter les éléments de poids devient la cause de la perte de l'efficacité.

Application d'alliages de titane en médecine

Matériau applicable en production:

1. Pipelines utilisés pour nourrir diverses substances.
2. Renfort d'arrêt.
3. Vannes et autres produits similaires utilisés dans des environnements chimiques agressifs.
4. Dans l'industrie aéronautique, l'alliage est utilisé pour obtenir une garniture, divers montages, des pièces de châssis, des ensembles de puissance et d'autres agrégats. Comme le montre les résultats des études, l'introduction d'un tel matériau réduit le poids d'environ 10-25%.
5. Une autre sphère d'application est la construction de fusées. L'opération de moteur à court terme, le mouvement à grande vitesse et l'entrée en couches denses devient la raison pour laquelle la conception éprouve des charges graves pouvant résister à tous les matériaux.
6. Dans l'industrie chimique, l'alliage de titane est appliqué en raison du fait qu'il ne réagit pas aux effets de diverses substances.
7. Dans la construction navale, Titan est bon car il ne réagit pas aux effets de l'eau salée.

En général, on peut dire que la portée des alliages de titane est très étendue. Dans le même temps, le dopage est effectué en raison de laquelle la principale qualité opérationnelle du matériau augmente considérablement.

Traitement thermique des alliages de titane

Pour augmenter les qualités opérationnelles, le traitement thermique thermique des alliages de titane est effectué. Ce processus est significativement compliqué en raison du fait que la reconstruction du réseau cristallin de la couche de surface passe à une température supérieure à 500 degrés Celsius. Pour les sols de la marque VT5 et W6-C assez souvent, le recuit est effectué. Le temps d'exposition peut différer de manière significative, ce qui dépend de l'épaisseur de la pièce et d'autres dimensions linéaires.

Les détails fabriqués à partir de BT14 au moment de l'utilisation doivent résister à des températures allant jusqu'à 400 degrés Celsius. C'est pourquoi le traitement thermique prévoit une trempe avec le vieillissement ultérieur. Dans le même temps, le durcissement nécessite le chauffage du milieu à une température d'environ 900 degrés Celsius, tandis que le vieillissement prévoit l'effet du milieu avec une température de 500 degrés Celsius pendant plus de 12 heures.

Les méthodes d'induction du chauffage permettent de mener une variété de processus de traitement thermique. Un exemple peut être appelé recuit, vieillissement, normalisation, etc. Les modes de traitement thermique spécifiques sont sélectionnés en fonction de quelles caractéristiques opérationnelles doivent atteindre.

Titane - Couleur blanche en métal durable léger. Il y a dans deux modifications cristallines: α-ti avec un réseau emballé hexagonal, β-ti avec un emballage cubique centré sur le volume, la température de la conversion polymorphe de α↔β 883 ° C.Ottan et des alliages de titane combinent la légèreté, la force, Résistance élevée à la corrosion, basses extensions de coefficient thermique, la capacité de travailler dans une large gamme de températures.

Voir également:

STRUCTURE

Titan a deux modifications allotropes. La modification à basse température qui existe jusqu'à 882 ° C a une calandre punique hexagonale avec des périodes A \u003d 0,296 Nm et C \u003d 0,472 nm. La modification à haute température a une grille d'un cube centrifié avec une période A \u003d 0,332 nm.
La transformation polymorphe (882 ° C) pendant le refroidissement lent se produit selon le mécanisme normal pour former des grains équivoques et avec un refroidissement rapide - sur le mécanisme martensitique pour former une structure d'aiguille.
Titan a une forte corrosion et une résistance chimique en raison du film d'oxyde protecteur sur sa surface. Il ne corrode pas dans l'eau fraîche et la mer, les acides minéraux, la vodka tsariste, etc.

Propriétés

Le point de fusion est de 1671 ° C, le point d'ébullition est de 3260 ° C, la densité α-ti et la β-ti de 4,505 (20 ° C) et 4.32 (900 ° C) G / cm³, densité atomique 5,71 × 1022 à / cm³. Plastique, soudé dans une atmosphère inerte.
Le titane technique appliqué dans l'industrie contient des impuretés d'oxygène, de l'azote, du fer, du silicium et du carbone, augmentant ainsi sa résistance réduite par la plasticité et affectant la température de la transformation polymorphe, qui se produit dans la plage de 865-920 ° C. Pour les marques techniques de Titanium BT1-00 et W1-0, une densité d'environ 4,32 g / cm 3, la résistance de 300 à 550 mn / m 2 (30-55 kg / mm 2), l'allongement relatif n'est pas inférieur à 25%. , la dureté de Brinell 1150 -1650 mn / m 2 (115-165 kgf / mm 2). Est un paramagnétique. Configuration de l'atome de coque électronique externe TI 3D24S2.

Il a une viscosité élevée, sous traitement mécanique, enclin à coller à l'outil de coupe, et il est donc nécessaire d'appliquer des revêtements spéciaux sur l'outil, divers lubrifiants.

À une température normale est recouverte d'un film de protection de protection de l'oxyde de Tio 2, grâce à cela, des études de corrosion dans la plupart des médias (sauf alcaline). La poussière de titane a une propriété d'explosion. Température Flash 400 ° C.

Stocks et mines

Mineries principales: Ilménite (Fetio 3), rutile (Tio 2), Titanite (Catio 5).

Pour 2002, 90% du titane produit a été utilisé pour produire du dioxyde de titane Tio 2. La production mondiale de dioxyde de titane était de 4,5 millions de tonnes par an. Les réserves confirmées du dioxyde de titane (sans Russie) représentent environ 800 millions de tonnes. Pour 2006, selon le service géologique américain, en termes de dioxyde de titane et à l'exclusion de la Russie, les réserves des minerais d'ilménite sont de 603 à 673 millions de tonnes et de Rutilov - 49,7- 52,7 millions de tonnes. Ainsi, au taux actuel d'exploitation minière des réserves de titane éprouvées mondiales (à l'exclusion de la Russie), il suffit de plus de 150 ans.

La Russie a la seconde au monde, après la Chine, les réserves de Titan. La base de ressources minérales de Titan Russie est de 20 terrains (dont 11 sont indigènes et 9 places), assez distinctement dispersés dans le pays. Le plus grand des gisements explorés est situé à 25 km de la ville d'Ukhta (République de Komi). Les réserves de dépôt sont estimées à 2 milliards de tonnes.

Les minerais de titane sont soumis à un acide sulfurique ou à une transformation pyrométallurgique. Produit de traitement de l'acide sulfurique - Tio 2 poudre de dioxyde de titane. La méthode pyrométallurgique est entaché de coke et traitée avec du chlore, ayant une paire de tétrachlorure de titane à 850 ° C est restaurée par le magnésium.

Le titane "éponge" résultant est intégré et nettoyé. Les concentrés ilimite sont restaurés dans des fours à arc électrique avec une chloration ultérieure de la coulissitude en titane apparaissant.

ORIGINE

Titan est à la 10ème place dans la nature dans la nature. Le contenu de la croûte terrestre est de 0,57% en poids, dans l'eau de mer - 0,001 mg / l. Dans des roches ultrabasiques, 300 g / t, dans la base - 9 kg / t, en 3,3 kg / t acides, dans des argiles et des ardoises de 4,5 kg / t. Dans la croûte terrestre, Titan est presque toujours à quatre heures et n'est présent que dans des composés d'oxygène. Forme libre ne se produit pas. Titanium sous conditions météorologiques et précipitations a une affinité géochimique avec AL 2 O 3. Il se concentre dans l'écorce de bauxite de la précipitation de l'argile marine.
Le transfert Titan est effectué sous la forme de minéraux de débris mécaniques et sous forme de colloïdes. Jusqu'à 30% TIO 2 s'accumulera chez certains argiles. Les minéraux de titane sont résistants aux intempéries et forment des concentrations majeures dans des endroits. Il y a plus de 100 minéraux contenant du titane. Le plus important d'entre eux: Tio 2 Rutile, ILmenit Fetio 3, Tituanoagnetite Fetio 3 + Fe3o 4, Perovskite Catio 3, Catio 5 Titanite. Les minerais indigènes du titane - Ilménite-titaniumagnetite et marginal - rutile-ilménite-zirconicien.
Les dépôts titaniens sont situés sur le territoire de l'Afrique du Sud, de la Russie, de l'Ukraine, de la Chine, du Japon, de l'Australie, de l'Inde, du Ceylan, du Brésil, de la Corée du Sud, du Kazakhstan. Dans les pays de la CEI, le premier lieu des réserves explorées des minerais de titane est détenue par la Fédération de Russie (58,5%) et l'Ukraine (40,2%).

Application

Les alliages de titane jouent un rôle important dans la technique de l'aviation, où ils cherchent à obtenir le motif le plus facile en combinaison avec la force nécessaire. Titan est facile comparé aux autres métaux, mais peut en même temps fonctionner à des températures élevées. Des alliages de titane produisent une garniture, des pièces de fixation, un ensemble de puissance, des pièces de châssis, divers agrégats. Ces matériaux sont également utilisés dans les structures des moteurs à jet d'aviation. Cela vous permet de réduire leur masse de 10 à 25%. Des alliages de titane produisent des disques et des lames du compresseur, les parties de l'apport d'air et l'appareil de guidage, les fixations.

De plus, le titane et ses alliages sont utilisés dans les fusées. En raison de l'exploitation à court terme des moteurs et du passage rapide des couches denses de l'atmosphère de la roquette, les problèmes de la force de la fatigue, de l'endurance statique et du fluage partiellement sont largement éliminés.

Titanium technique due à un transfert de chaleur insuffisant ne convient pas à une utilisation dans l'aviation, mais en raison de la résistance à la corrosion extrêmement élevée dans certains cas, indispensable dans l'industrie chimique et la construction navale. Ceci est utilisé dans la fabrication de compresseurs et de pompes pour pomper de tels environnements agressifs, tels que l'acide sulfurique et chlorhydrique et leurs sels, pipelines, renforcement d'arrêt, autoclave, divers types de réservoirs, filtres, etc. Seul le titane a une résistance à la corrosion dans les supports tels que le chlore humide, les solutions de chlore aqueux et acides, donc équipement pour l'industrie du chlore est fabriqué à partir de ce métal. Du titane, des échangeurs de chaleur fonctionnant dans des milieux actifs corrosion sont fabriqués, par exemple dans l'acide nitrique (non-fumeur). Dans la construction navale, Titan est utilisé pour faire des vis à rames, des navires de placage, des sous-marins, des torpilles, etc. Il ne colle pas du titane et de ses alliages, ce qui augmente considérablement la résistance du navire lorsqu'elle se déplace.

Les alliages de titane sont prometteurs pour une utilisation dans de nombreuses autres applications, mais leur distribution dans la technique est limitée par le coût élevé et la déficialité du titane.

Titan (eng. Titanium) - TI

CLASSIFICATION

Les alliages de titane peuvent être divisés en trois groupes en termes de ratio de la colhorivité de la phase B (avec un réseau à cristaux hexagonaux) et de la phase B (avec un réseau cubique centrée sur volume) différent (B + C) - et b-alliages.

En influence sur la température des transformations polymorphes, des éléments d'alliage ( Accumulation (ça. Legieren-- "Déversement", de lat. Ligare.--"Attacher")--ajouter au district matériaux, impuretés changer (améliorer) physique et / ou chimique propriétés du matériau de base) Ils sont divisés en stabilisants B qui augmentent la température de la transformation polymorphe, des stabilisants dans les stabilisants, de l'abaissement et des hardensuliers neutres qui affectent peu cette température. Les stabilisants B comprennent Al, In et Ga; Les stabilisants B - Forming Eutetidoid (CR, MN, FE, CO, NI, CU, SI) et Isomorphes (V, NB, TA, MO, W) Éléments, aux compléments neutres - ZR, HF, SN, GE.

Éléments d'introduction - impuretés nocifs (C, N, O), plasticité réduite et fabricabilité des métaux et H (hydrogène), provoquant une fragilité de l'hydrogène des alliages.

La formation de la structure et, par conséquent, les propriétés des alliages de titane ont un effet décisif de la transformation de phase associée au polymorphisme du titane. En figue. 17.1 montre les systèmes des diagrammes d'état "élément de dopage titan" reflétant la division des éléments d'alliage par la nature de l'influence sur les transformations polymorphes de titane en quatre groupes.

L'a-aversion polymorphique B ® peut survenir de deux manières. Avec refroidissement lent et haute mobilité des atomes, il se produit selon un mécanisme de diffusion conventionnelle pour former une structure polyédicale de solide un -isme. Avec un refroidissement rapide - selon un mécanisme martensitique non jugé pour former une structure martensitique à aiguille, indiquée par un ou plusieurs degré de dopage - a ў. La structure cristalline A, A ў, A ў ў est pratiquement le même type (GPU), cependant, le réseau a ў et a ў ў est plus déformé et le degré de distorsion augmente avec une augmentation de la concentration des éléments d'alliage. Il y a des informations [1] que le réseau a ў ў-fichier est plutôt rhombique que hexagonal. Lors du vieillissement des phases A ў et une phase ў, b-phase ou intermétallique est libérée.

Image 1

Recuation Il est effectué pour tous les alliages de titane afin de compléter la formation de la structure, l'alignement de l'inhomogénéité structurelle et de la concentration, ainsi que des propriétés mécaniques. La température du recuit doit être supérieure à la température de recriction, mais en dessous de la température de transition en transition ( T. Pp) pour éviter la croissance des grains. Appliquer recuit normal, double ou isothermique (Stabiliser la structure et les propriétés), incomplet (Pour supprimer les contraintes internes).

Durcissement et vieillissement (Traitement thermique renforcé) applicable aux alliages de titane avec (A + B) -Structure. Le principe du traitement thermique durcissant est d'obtenir lorsqu'il durcit les phases métastables B, A ў, A ў ў et la décomposition ultérieure avec la libération de particules dispersées A - et de la phase B avec le vieillissement artificiel. Dans ce cas, l'effet du durcissement dépend du type, de la quantité et de la composition de phases métastables, ainsi que la dispersion des particules formées après le vieillissement.

Traitement chimique-thermique Il est réalisé pour augmenter la dureté et la résistance à l'usure, la résistance à la "saisie" lorsqu'il est en fonction des conditions de friction, la résistance à la fatigue, ainsi que la résistance à la corrosion améliorée, la résistance à la chaleur et la résistance à la chaleur. Une application pratique présente de la nitrogénation, de la silicylisme et de certains types de métallisation de diffusion.

b-alliages

Alliages avec structure B: W1-0, BT1-00, BT5, BT5-1, OT4, OT4-0, OT4-1. Et tous les alliages Al, SN et ZR. Ils sont caractérisés par une résistance à la chaleur accrue, une stabilité thermique élevée, une faible tendance à la fraîcheur, une bonne soudabilité. Le type principal de traitement thermique - recuit à 590-740 ° C. Il est utilisé pour la fabrication de pièces fonctionnant à des températures allant jusqu'à 400-450 ° C; Haute pureté TI Alliage (5% A1 et 2,5% SN) - Il provient des meilleurs matériaux pour travailler à des températures cryogéniques (jusqu'à 20 k).

W1-0:

W1-0 est un b-alliage, qui est saturé afin d'augmenter la température de la conversion polymorphe de titane par des stabilisants:

• · Aluminium (al);
• · Gallium (GA);
• · Indium (IN);
• · Carbon;
• · Azote;
• · Oxygène.

À une température de 882,5 degrés Celsius, la structure en alliage - le GPU (élégant hexagonal), c'est-à-dire avec l'emballage dense de manière efficace des bols d'atomes. Dans la plage de températures de 882,5 degrés, Celsius au point de fusion a lieu la structure de la BCC, c'est-à-dire le réseau centrifié.

Titan VT1-0 haute pureté, lumière, résistant à la chaleur. La fonte se produit à une température de 1668 ° C. L'alliage est caractérisé par un faible coefficient d'expansion thermique. Il est faible (la densité n'est que de 4,505 g / cm 3) et une pile élevée (la plasticité peut être comprise entre 20 et 80%). Ces qualités permettent d'obtenir des parties alliages décrits de toute forme souhaitée. Alliage racks à la corrosion en raison de la présence d'un film protecteur d'oxyde sur sa surface.

Parmi les inconvénients, il est possible de distinguer le besoin de coûts de main-d'œuvre élevés à sa production. Le théium de fusion ne se produit que dans un environnement de gaz sous vide ou inerte. Cela est dû à l'interaction active du titane liquide avec presque tous les gaz atmosphériques. De plus, l'alliage VT1-0 est mal coupé, bien que sa force ne soit pas si élevée par rapport aux autres. Plus l'alliage d'aluminium est petit, plus les indicateurs de sa résistance et de sa résistance à la chaleur, ainsi que de la fragilité de l'hydrogène ci-dessus.

En raison de ses caractéristiques techniques élevées, l'alliage VT1-0 est idéal pour la fabrication de tuyaux, divers éléments d'estampage et de moulage dans l'industrie des fusées, de l'air et de la construction navale, de la chimie et de l'énergie. Grâce au faible matériau de coefficient d'expansion thermique est parfaitement combiné à d'autres (verre, pierre et autres) Qu'est-ce qui rend cela efficace dans le secteur de la construction. Le métal n'est pas magnétique et présente une résistance électrique élevée que différente de nombreux autres métaux. En raison de ces qualités, il est tout simplement indispensable dans des domaines tels que l'électronique radio, l'ingénierie électrique. Biologiquement inerte, c'est-à-dire inoffensif pour le corps humain, en raison de laquelle l'utilisation de la médecine est utilisée dans de nombreuses régions.

De-4-0:

L'alliage de la marque OT4-0 entre dans la catégorie des pseudo-b-alliages. Les données d'alliages ne sont pas soumises à la durcissement thermique et sont classées comme suit:

• 1. Alliages à faible résistance avec faible teneur dans la composition de l'aluminium et un faible pourcentage de stabilisants intra-stabilisants, ce qui les rend haute technologie. Ils sont bien amenés à tout type de soudage.
• 2. Super b-alliages de haute résistance.

Dans le ratio pourcentage, leur composition est la suivante:

• · L'aluminium (AL) est de 0,8%;
• · Le manganèse (MN) est de 0,8%;
• · L'équivalent en aluminium est de 1,8%;
• · Le manganèse équivalent est de 1,3%.

Il est caractérisé par le degré moyen de la force augmentant en ajoutant de l'aluminium. L'inconvénient est qu'il réduit la fabrication du matériau. Le dopage du manganèse aide à améliorer la fabrication du matériau dans les conditions de traitement de la pression à chaud. Dans une condition chaude et froide, l'alliage est facilement exposé à la déformation. L'estampage est possible même dans la température ambiante, l'acier est facilement balayant. Les inconvénients substantiels de cet alliage se réfèrent à sa faible résistance, ainsi que de la prédisposition de fragilité dans les conditions d'exposition agressive à l'hydrogène.

L'alliage va à la fabrication de pièces de haute technologie destinées à la procédure d'estampage à froid. De nombreuses variétés de produits métalliques sont fabriquées: tuyaux, fil, feuille et autres. Les propriétés hautes performances de l'alliage, dont la résistance à la corrosion et à l'érosion, la résistance aux effets balistiques, le rendent efficace dans la conception des centrales nucléaires, des échangeurs de chaleur et des pipelines, des cheminées sur des navires, des pompes et d'autres éléments similaires de structures. Le tuyau OT4-0 est activement utilisé dans l'industrie nucléaire et chimique.

(B + C) -Splava

Alliages avec (B + C) Structure: alliages de W14, BT9, W8, W6, W6C, W3-1, W22, BT23. En raison de la phase bêta la plus en plastique, ces alliages sont plus technologiques et mieux traités par la pression que les alliages alpha.

(A + B) - lestructures sont alloyées par A1, V, ZR, CR, Fe, MO, SI, W; Dans un état recuit, ils contiennent 5 à 50% de la phase B. Ils se distinguent par la combinaison la plus favorable de propriétés mécaniques et technologiques, haute résistance, la capacité de thermique. Éliminer à la suite d'un durcissement et de vieillissement, une soudabilité satisfaisante, une inclination moindre pour l'hydrogène fragilité par rapport aux alliages B. Les propriétés de force des installations industrielles (B + C) -Splaws dans une augmentation de l'état recuit avec une augmentation de la teneur en stabilisants dans les stabilisants. Une augmentation de la teneur en Al dans les alliages augmente la résistance à la chaleur, réduit la plasticité et la fabrication lors de la transformation de la pression.

W3-1:

L'alliage basé sur le titane de la marque BT3-1 appartient à la catégorie B + B-Alloys. C'est dumping avec de tels éléments:

• · Aluminium (al) de 6,3%;
• · Molybdène (MO) dans le montant de 2,5%;
• · Cuivre (CU) de 1,5%;
• · Fer (Fe) en volume de 0,5%;
• · Silicon (SI) dans un volume de 0,3%.

Rouleaux métalliques W3-1 résistants à la corrosion et à l'exposition chimique. Il est caractérisé par de telles qualités que la résistance à la chaleur accrue, un petit coefficient d'expansion thermique, ainsi que la légèreté et la plasticité. Les facteurs externes affectent la capacité matérielle à résister à la fatigue. Donc, dans le milieu aspirateur, l'alliage se précipite que sous l'influence de l'air. Cela affecte également sensiblement l'endurance de sa surface, c'est-à-dire l'état dans lequel il est situé et de qualité. Est-ce difficile, a-t-il des irrégularités, quelles propriétés font les couches de surface? De ces facteurs, l'endurance des produits semi-finis en titane dépend.

Une augmentation de la limite d'endurance contribue à un traitement mécanique final doux. Il est dû à l'élimination obligatoire de la couche de puce mince d'une épaisseur allant jusqu'à 0,1 mm, puis de polissage manuellement à l'aide de la peau de cuivre, dont la rugosité se situe à moins de 8-9 classe. Si les abrasifs et la coupe forcée ont été effectués, un tel alliage résoudra mal la fatigue.

Certaines exigences sont présentées aux produits métalliques du titane de cette marque. Donc, il devrait être une couleur pure légère et sur sa surface ne doit pas se darkènes, Drowshes. La vague qui apparaît après recuit ne s'applique pas au mariage. Parmi les inconvénients de l'alliage W3-1 alloue la nécessité de coûts de main-d'œuvre importants dans sa production et leur coût élevé. De tels métaux réagissent mieux à la compression que la traction.

Le rouleau métal W3-1, y compris le fil, la tige, le cercle et d'autres, en raison de leur aptitude à des conditions extrêmes d'utilisation, sont utilisés dans les avions et les fusées. En raison de la résistance à la corrosion et aux effets négatifs des environnements acides, l'alliage est largement utilisé dans la production de produits chimiques et de pétrole et de gaz. L'inertie biologique, c'est-à-dire que la sécurité du corps lui offre une utilisation active dans la sphère alimentaire, agricole et médicale.

WT-6 a les caractéristiques suivantes:

• · Une force spécifique accrue;
• · Basse sensibilité aux effets de l'hydrogène par rapport à la marque d'acier OT4;
• · Faible prédisposition à la corrosion sous l'influence du sel;
• · Haute fabricabilité: lorsqu'il est chauffé, il est facilement exposé à la déformation.

De l'alliage de la marque décrite, une large gamme de produits métalliques est fabriquée: bar, tuyau, estampage, cuisinière, feuille et de nombreuses autres variétés.

Le soudage d'entre eux est effectué par un certain nombre de méthodes traditionnelles, parmi lesquelles la diffusion. À la suite de l'utilisation de soudage à souder à faisceau d'électrons, nous comparons avec le matériau principal.

Le Titan de la marque BT6 est également largement utilisé et recuit et traité thermiquement, ce qui signifie plus de grande qualité.

Feuille de recuit, tuyau à paroi mince, le profilé est effectué dans la plage de température de 750 à 800 degrés Celsius. Refroidissement Il est effectué à l'extérieur ou dans le four.

Le grand métal, tel que la barre, l'estampage, les fabricants sont enflammés dans la plage de température de 760 à 800 degrés Celsius. Il est refroidi dans le four, qui protège les gros produits de la déformation et de la petite taille - du durcissement partiel.

Il existe une théorie qui produisent plus rationnellement recuit dans la plage de température de 900 à 950 ° C. Cela augmentera la viscosité de la destruction, de la viscosité des chocs et, grâce à une composition mixte avec un pourcentage important d'un composant plastique, conservera la plasticité du produit. En outre, une méthode de recuit similaire augmentera la résistance de l'alliage de corrosion.

Il est utilisé dans la production (pendant le soudage) de grandes structures, par exemple, tels que des éléments structurels des dispositifs d'aéronefs. En outre, il s'agit également de la création de cylindres capables de résister à une pression accrue dans la plage de température -196 - 450 C. Selon les médias occidentaux, environ la moitié de tout le titane, utilisé dans l'industrie de l'aviation, est le Titan de la BT. -6 marque.

en alliages

Alliages avec structure. Certaines ont expérimenté W15, TC6 avec une teneur élevée en chrome et au molybdène. Ces alliages combinent une bonne plasticité technologique avec une grande résistance et une bonne soudabilité.

Les produits semi-finis des alliages de titane et de titane sont fabriqués dans toutes sortes de formes et de types: barres de titane, dalles de titane, blancs, feuilles de titane et plaques de titane, rubans de titane et bandes de titane, titane (ou cercles de titane), fil de titane, Titanium Tuyaux.

Ce groupe comprend des alliages, dans la structure dont la solution solide est dominée en fonction de la modification B B-Modification du titane. Les éléments d'alliage principaux sont des stabilisants B (éléments abaissant la température de la transformation polymorphe de titane). La composition des alliages B comprend presque toujours l'aluminium, ce qui les renforce.

Grâce au treillis cubique en alliages, il est plus facile que B - et (B + C) -Splava, la déformation à froid est bien renforcée de traitement thermique, qui consiste à durcir et à vieillir et soudé de manière satisfaisante; Cependant, ils ont une résistance à la chaleur suffisamment élevée, lorsque elles ne les ont pas dopées à des stabilisants, la résistance à la chaleur avec des températures croissantes supérieures à 400 ° C est considérablement réduite. La résistance au fluage et la stabilité thermique des alliages de ce type est inférieure à celle des alliages basés sur une solution solide.

Après le vieillissement, la force des b-alliages peut atteindre 1700 MPa (en fonction de la marque de l'alliage et du type de produit semi-fini). Malgré la combinaison favorable de la force et des caractéristiques plastiques, les Alliages B ont une portée limitée en raison du coût élevé et de la complexité du processus de production, ainsi que de la nécessité d'une conformité stricte avec les paramètres technologiques.

Le spectre de l'utilisation de B-alliages est encore assez large - des disques des moteurs de l'aviation à diverses prothèses médicales. Dans la production industrielle, il est possible de prédire les propriétés sur la microstructure de l'estampage de grande taille. Cependant, en raison de la difficulté, cela peut avoir des difficultés lors du contrôle des ultrasons.