Titaani omadused
Kõrge tugevus, madal tihedus
Puhast titaani iseloomustab selle eritugevus, mille tõmbetugevus on kuni 590 MPa. Sulami kujul ulatub see tugevus oluliselt 1250 MPa-ni (Ti-15Mo-5Zr-3AI sulam).
Selle väsimustugevus on umbes pool tõmbetugevusest ega vähene keevitamisel või merevette kastmisel.
Titaan on sobiv komponent rakenduste jaoks, mis nõuavad materjali ainulaadset tugevuse ja kerguse kombinatsiooni.
Tihedus: 4,506 g/cm3
Tõmbetugevus: vähemalt 200 MPa kuni üle 1300 MPa (sõltub puhtusest ja sulami koostisest)
Korrosioonikindlus
Kuna puhas titaan reageerib kergesti hapnikuga, tekib sellel loomulikult oksiidkile, mis kaitseb seda söövitavate materjalide ja keskkonna eest. See on vastupidav klooriühendite, merevee, tavaliste hapete ja äärmuslike temperatuuride korrosioonile.
Tulekindlus
Teine titaani omadus on selle tulekindlate metallide omadused. Selle sulamistemperatuur ületab 1650 kraadi, mis on oluliselt kõrgem kui alumiiniumist ja terasest. Samal ajal on selle soojuspaisumistegur 8,6 µm/(m·K), mis on madalam kui terasel ja vasel.
Titaani rakendused
kosmosetööstus
Titaanisulamite kõrge temperatuuri- ja korrosioonikindluse tõttu kasutatakse materjali lennukikomponentide (kere- ja kinnitusdetailid), hüdrosüsteemi komponentide ja teliku valmistamisel.
Peamiselt titaanist valmistatud sõjalennuk Lockheed SR-71 Blackbird on hinnatud selle kiiruse ja disaini tõhususe poolest. Kuigi 1990. aastate lõpus varjatud spioonilennuk pensionile läks, kasutavad lennukitootjad tänapäevastes lennukites tugevuse suurendamiseks ja kaalu vähendamiseks jätkuvalt titaanisulameid.
Merevarustus
Titaanil on kõrge merevee korrosioonikindlus, mistõttu on see sobiv komponent laevade puurimisplatvormide, sõukruvide labade ja võllide ning muude vette kastetavate komponentide jaoks.
Spordirakendused
Titaani kõrge tugevuse ja kaalu suhe sobib paljudele rakendustele sporditööstuses. Materjali kasutatakse komponentidena spordikaupades nagu tennisereketid, pesapallikurikad, golfikepid, jalgrattaraamid ja suusavarustus.
Meditsiinitööstus
Oma inertsuse ja mittetoksilisuse tõttu kasutatakse titaani paljudes meditsiinilistes rakendustes, sealhulgas kirurgilistes implantaatides, hambaimplantaatides, kirurgilistes tööriistades ja juurdepääsetavusseadmetes.
ilutulestik
Titaanipulber tekitab säravvalgeid sädemeid ja seda kasutatakse ilutulestikus.
Pigment
Titaandioksiidi (metalli looduslik oksiidvorm) on kasutatud valgendava ainena värvides, plastides ja hambapastades.
ehted
Titaani biosobivus, kõrge tugevuse ja kaalu suhe ning korrosioonikindlad omadused on väga kasulikud juveelitööstuses, kus seda saab kasutada käevõrude, sõrmuste ja kaelakeede loomiseks.
Tootmine ja töötlemine
Puhas titaan reageerib kergesti hapnikuga ja enamik titaani leidub looduses maakide või "käsnade", täpsemalt rutiili (TiO 2 ) või ilmeniidi (FeTiO 3 ) kujul. Krolli protsess ekstraheerib maagist TiO 2 redutseerimise teel kloori juuresolekul, saades titaantetrakloriidi (TiCl 4 ). Pärast puhastamist fraktsioneeriva destilleerimisega redutseeritakse TiCl4 sula magneesiummetalliga reguleeritava temperatuuriga anumas, et saada puhas titaanmetall.
Sulamite osas kombineeritakse titaani metallidega nagu alumiinium, vanaadium, tina ja/või pallaadium. Erinevad kombinatsioonid loovad alfa- ja beetakategooriate titaaniklasside loendeid. Iga hinne on loodud konkreetse rakenduse jaoks, lähtudes sellest tulenevast jõudlusest.
Kuumtöötlemine suurendab veelgi titaanisulamite tugevust, eriti väsimuskindluse, roomamise stabiilsuse ja purunemise terviklikkuse osas. Kuumtöötlemise tingimused sõltuvad suuresti sulami koostisest, et optimeerida materjali füüsikalisi omadusi.
