Содержание
Уникальные физико-технические свойства титана – лёгкость, особая прочность и высокая коррозионная стойкость сделали его одним из основных композиционных материалов, широко востребованных практически во всех областях машиностроения и во многих отраслях промышленности.
Однако всё большее применение находят и другие особенности титана, обусловленные его температурными, электрическими и магнитными свойствами.
Чистый, без примесей, титан имеет очень высокую температуру плавления (около 1660°C), по тугоплавкости он уступает только таким металлам, как молибден, тантал, вольфрам, платиноиды, ниобий, цирконий и рений. Теплопроводность титана составляет 22,065 Вт/(м.К), что примерно в 7 раз ниже, чем теплопроводность магния, в 3 – железа, в 17 – меди и алюминия. Коэффициент термического расширения у титана самый маленький по сравнению с другими металлами: при температуре 20°C он в 3 раза меньше, чем у алюминия, в 1,5 – чем у железа и в 2 – чем у меди. Поэтому такие качества титана, как твёрдость и прочность сохраняются при достаточно высоких температурах — до +450-500°C, для некоторых сплавов титана этот предел достигает +650°C. При понижении температуры титан сохраняет хорошую пластичность при некотором увеличении прочностных характеристик, и это ещё больше расширяет температурный диапазон его использования. Сейчас титановые сплавы применяются для условий от -250 до +550 °С.
При нагревании, даже незначительном, проявляется одно из главных свойств титана – его способность активно поглощать газы: водород – начиная с 50-70°С, кислород – свыше 400°С, азот, углекислый газ и окись углерода – с 600°С. Такая высокая химическая активность титана требует соблюдения особых условий при его плавке или сварке. Вместе с тем способность к газопоглощению обеспечила титану применение в электронной и радиопромышленности в качестве геттерного материала.
Наряду с тем, что титан обладает низкой теплопроводностью, он является также плохим проводником электричества. При температуре 20°C, в зависимости от содержащихся примесей, удельное электросопротивление титана колеблется в интервале 0,42-0,55 мкОм*м. Для сравнения: если принять за 100% электропроводность серебра, то медь будет обладать электропроводностью 94%, алюминий – 55%, железо и ртуть – 2%, а титан –лишь 0,3%. Но при температурах ниже -272°C титан становится сверхпроводником электричества, и это его свойство открывает новые перспективы применения титановых сплавов в областях, связанных с генерированием, передачей на большие расстояния и использованием электроэнергии.
Ещё более привлекательным для применения в электротехнике делает титан его слабая магнитная восприимчивость, характеризующаяся коэффициентом магнитной проницаемости, равным 1, 00004. То есть титан, так же как, например, алюминий, относится к парамагнитным металлам, которые не намагничиваются подобно железу или никелю в магнитном поле, но и не выталкиваются из него, как медь, серебро или золото. Это свойство титана с успехом используется как в производстве специального немагнитного оборудования, техники, приборов и машин, так и в медицине для создания имплантатов и протезов. В последнем случае особую ценность титановым конструкциям придаёт то, что их низкая электропроводность и слабая намагничиваемость не препятствуют проведению любых физиотерапевтических процедур.
Идентификация определенных металлов – точный и простой процесс только при наличии специального лабораторного оборудования, спектрометра в частности. В домашних условиях задача существенно усложняется. Особенно трудно отличать материалы, схожие по цвету и магнитным свойствам. Впрочем, даже в такой ситуации существуют проверенные на практике способы, как отличить титан от других металлов. Наибольший интерес для сравнения представляют алюминий и сталь, включая нержавейку. Тут, даже опытные мастера, регулярно работающие с металлами, и принимающие лом титана, не всегда способны четко идентифицировать, что у них конкретно в руках.
Как отличить титан от стали, алюминия
Первая пара – цветной и черный металлы. Большинство сталей обладают магнитным свойствами. Исключение составляют легированные металлы аустенитного класса. Яркий пример – нержавейка с высоким содержанием никеля. Эта марка стали, как и титан – парамагнетик. Поэтому стандартный вариант с использованием магнита тут неприемлем.
Остаются три надежных способа как определить титан в домашних условиях:
- математический;
- графический;
- абразивный;
- гальванический.
Обозначения достаточно условны, далее раскроем каждый из вариантов подробно.
Чистая математика
В этом подходе идентификация металлов производится по весу. Недостаток метода проявляется, когда в наличии только один тип металла. Определить в руках, что тяжелее уже не получится, приходится прибегнуть к математическим вычислениям. Способствует этому существенные отличия в плотности металлов:
- титан – 4.5;
- железа – 7.8;
- алюминия и дюрали – 2.7.
Для такого способа определения титана в своем хозяйстве нужно иметь точные весы
Значения параметра приведены в г/куб.см. Остается добавить, что плотность стали зависит от конкретной марки металла. Однако в абсолютных величинах эти отличия несущественны. Поэтому за плотность стали можно смело принимать значение аналогичной характеристики у железа.
Остается только уточнить объем и вес детали или куска металла. Далее, несложные вычисления, покажут, это алюминий, сталь или искомый металл — титан. Как определить объем детали сложной формы? Тут лучший вариант – закон Архимеда. Масса вытолкнутой жидкости, при погружении металлической конструкции, позволяет установить ее объем. Ситуацию упрощает плотность воды, эквивалентная 1 кг/куб.дм. Соответственно каждый грамм вытолкнутой жидкости равен одному кубическому сантиметру объема.
Конечно же — это муторный, сложный и неточный способ, но для того, чтобы определить титан дома он имеет место быть.
Так выглядит металл титан
Рисунки на стекле
Это наиболее доступный метод, как отличить титан в домашних условия, но им нужно овладеть и иметь опыт работы с титаном. Металл оставляет характерные несмываемые следы на стекле, кафеле. Достаточно провести заостренным краем металла по одному из указанных материалов. Это именно следы, а не царапины. Подобным способом часто разрисовывают окна общественного транспорта. Отмыть титановую графику на кафеле можно раствором плавиковой кислоты, связываться с ней следует предельно осторожно.
Это метод отличается простотой и эффективностью. Титан, вопреки бытующему мнению, оставляет след даже на загрязненном стекле. Так что обезжиривать его поверхность не обязательно. Напротив, любые марки стали и алюминия способны разве что едва поцарапать стекло. Это отличный метод, чтобы определить титан.
Абразивный круг
Идеальный способ как отличить титан от нержавейки для владельцев точильного станка (что, на самом деле, совсем не обязательно). Впрочем, подойдет практически любая абразивная поверхность, даже асфальт. Контакт титана с абразивом сопровождается россыпью искр насыщенно-белого цвета. Взаимодействие стали с абразивной поверхностью характеризуется желтым или красным оттенком. Искр при этом существенно меньше.
Нержавеющие марки стали – пожаробезопасны. Обработка определенных марок нержавейки происходит вообще без искр. Это свойство используется на пожароопасных производствах. Там допускаются исключительно инструменты из нержавеющей стали. Аналогичная методика применяется в вопросе как отличить титан от алюминия. Стачивание последнего на абразивном круге также происходит практически без искр.
Этот способ определения титана можно назвать самым эффективным — цвет искры действительно будет отличным от других металлов. Вообще, тест на искру является одним из самых популярных и правильных для определения и распознования разных металлов.
Видео — как отличить титан от магния и алюминия:
Гальванический подход
Другой верный способ как узнать титан, доступен прямо в гараже. Методика основана на окрашивании этого металла посредством анодирования. Простейшая конструкция «лабораторной установки» представляет автомобильный аккумулятор, плюс которого соединен с титановой пластиной. К минусу источника постоянного тока подключают металлический стержень, обмотанный ватой смоченной в кока-коле. Идеальный вариант – любой соляной раствор.
Если провести ватой по титану, металл окрасится в течение нескольких секунд. Цвет, получаемый в процессе формирования оксидной пленки, зависит от приложенного напряжения и времени обработки поверхности. Впрочем, если задача стоит как определить титан от нержавейки, то тональность окраски не важна. Главный критерий – изменение цвета.
Видео — как отличить титан от стали данным способом:
Прочие методики
Существует ряд альтернативных способов, как определить титан в руках или алюминий, например. Один из вариантов – тонкая стружка. В случае титана она легко воспламеняется и ярко горит. Напротив, алюминиевая стружка плавится. При помещении «металлических опилок» дюралюминия в щелочной раствор наблюдается активное выделение водорода.
Следующий способ как отличить металл титан от стали и алюминия – теплопроводность. Численные значения параметра Вт/(м·K) для указанных металлов составляют:
- титан – 14;
- сталь низкоуглеродистая – 55;
- нержавейка – 16;
- алюминий – 250.
Титановые изделия более теплые в руках. Конечно, подход не характеризуется высокой точностью, а для отличия титана от нержавеющей стали – вообще непригоден.
Резюме
Как видно, даже в домашних условиях, отличить титан от алюминия и стали вполне реально. Наиболее практичные варианты – искра и стекло. Для первого случая достаточно любой абразивной поверхности, даже асфальта или застывшего бетона. Яркое искрение титана успешно используют байкеры, устанавливая на обувь подковы из этого металла. След на стекле – выгоден тем, что металл не повреждается. Относительный недостаток – некоторые титановые сплавы рисунка не оставляют. Но для чистого метала это оптимальный вариант.
Это бесплатно. Ваш телефон в международном формате, пожалуйста. Например,
+7 (495) 111-11-11 Москва, Россия.
+380 (44) 111-11-11 Киев, Украина.
+49 (30) 111-111-11 Берлин, Германия
Техническая характеристика
Сплавы титана отличаются точностью химического состава, тщательностью изготовления и отсутствием примесей. Во многом механические свойства титана зависят от того, какие элементы входят в состав примесей, а также их количество и соотношение. При этом невозможно упустить тот общеизвестный факт, что данный элемент обладает целым рядом достоинств. Титан отличает:
·высокая удельная прочность;
·хорошая ударная вязкость.
Механическая прочность титана с повышением температуры выше 250 °C теряется почти вдвое. Положение спасают сплавы титана, в которых этот недостаток нивелируется. Зато титан отличается исключительной коррозионной стойкостью. Коррозионную стойкость оценивают по величине потерь с 1 кв. метра поверхности.
| Коррозионная стойкость | вес потерь с 1 кв. метра | Оценка в баллах |
|---|---|---|
| Исключительно стойкие | Менее 0,001 г | 1 |
| Весьма стойкие | 0,001 — 0,005 | 2 |
| 0,005 — 0,01 г | 3 | |
| Стойкие | 0,01 — 0,05 г | 4 |
| 0,05 — 0,1 г | 5 | |
| Удовлетворительно стойкие | 0,1 — 0,3 г | 6 |
| Малостойкие | 0,3 — 1,0 г | 7 |
| 1 — 5,0 г | 8 | |
| Нестойкие | Более 5 г. | 9 |
При сравнительных испытаниях коррозионной стойкости в промышленной и морской атмосфере выяснилось, что на алюминиевых сплавах, нержавеющих сталях, медно-никелевых сплавах и на сплаве инконель за пятилетний срок появились видимые признаки коррозии, тогда как титановая пластина не потеряла свой первоначальный блеск. Такая коррозионная стойкость обусловлена наличием на поверхности титана пассивной оксидной плёнки, предохраняющей металл от контакта с агрессивным агентом.
Титан особенно стоек к коррозии в присутствии кислорода. Так, например, в условиях воздушной аэрации титан практически не подвергается коррозии в муравьиной кислоте любой концентрации до температуры 100 °C, тогда как без аэрации быстро корродирует в 25% растворе муравьиной кислоты.
Обзор сплавов ТИТАНА
Пластичные сплавы с низкой прочностью
| Марка сплава | Процент легирующих добавок | Предел прочности кгс/мм2 | Рабочая температура |
|---|---|---|---|
| ВТ-1 | Технически чистый титан | 30 — 50 | 100 — 200 |
| ВТ1−0 | Технически чистый титан | 30 — 50 | 100 — 200 |
| ВТ1−00 | Технически чистый титан | 30 — 50 | 100 — 200 |
Пластичные сплавы со средней прочностью
| Марка сплава | Процент легирующих добавок | Предел прочности кгс/мм2 | Рабочая температура |
|---|---|---|---|
| АТ-2 | 2,5 Zr, 1,5 Mo | 50 — 80 | 200 — 300 |
| ОТ4−1 | 1−2,5 Al, 0,7−2 Mn | 50 — 80 | 200 — 300 |
| ОТ4 | 3,5−5 Al, 0,8−2 Mn | 50 — 80 | 200 — 300 |
| АТ-3 | 3 Al, 1,5%(Cr+Fe+Si+B) | 50 — 80 | 200 — 300 |
| ВТ5−1 | 4−6 Al, 2−3 Sn | 50 — 80 | 200 — 300 |
Конструкционные сплавы с повышенной прочностью
| Марка сплава | Процент легирующих добавок | Предел прочности кгс/мм2 | Рабочая температура |
|---|---|---|---|
| ВТ-4 | 3,5−4,5 Al, 0,8−2 Mn | 80 — 100 | 300 — 450 |
| ОТ4−2 | 5,5−7 Al, 0,2−1,8 Mn | 80 — 100 | 300 — 450 |
| ВТ5 | 4,3−6,2 Al | 80 — 100 | 300 — 450 |
| ВТ-6 | 5,5−7 Al, 4,2−6 V | 80 — 100 | 300 — 450 |
| ВТ-6с | 5−6,5 Al, 5,5−4,5 V | 80 — 100 | 300 — 450 |
| ВТ-20 | 5,5−7,5 Al, 1,-2,5 Zr, 0,5−2 Mo, 0,8−1,8 V | 80 — 100 | 300 — 450 |
| АТ-4 | 4,5 Al, 1,5%(Cr+Fe+Si+B) | 80 — 100 | 300 — 450 |
| АТ-6 | 6 Al, 1,5 (Cr+Fe+Si+B) | 80 — 100 | 300 — 450 |
Повышенная коррозионная стойкость сплавов
| Марка сплава | Процент легирующих добавок | Предел прочности кгс/мм2 | Рабочая температура |
|---|---|---|---|
| 4200 | 0,2 Pd | 60 — 100 | 300 — 600 |
| 4201 | 31−35 Mo | 60 — 100 | 300 — 600 |
| 4204 | 5 Ta | 60 — 100 | 300 — 600 |
| НТ60 | 40−50 Nb | 60 — 100 | 300 — 600 |
| СТ! | Ti-Al-Zr-Sn | 60 — 100 | 300 — 600 |
| СТ4 | Ti-Al-Sn-Mo-Sr | 60 — 100 | 300 — 600 |
| СТ6 | Ti-Al-Zr-W | 60 — 100 | 300 — 600 |
Высокопрочные сплавы с нестабильной β-структурой
| Марка сплава | Процент легирующих добавок | Предел прочности кгс/мм2 | Рабочая температура |
|---|---|---|---|
| ВТ-14 | 3,5−6,3 Al, 2,5−3,5 Mo, 0,9−1,9 V | 110 — 160 | 300 — 400 |
| ВТ-15 | 2,5−3,5 Al, 6,8−8 Mo, 9,5−11 Cr | 110 — 160 | 300 — 400 |
| ВТ-16 | 1,6−3 Al, 4,5−5,5 Mo, 4−5 V | 110 — 160 | 300 — 400 |
| ВТ-22 | 4,4−5,9 Al, 4−5,5 Mo, 4−5,5 V, 0,5−2 Cr, 0,2−4 Si, 0,2−0,5 Fe | 110 — 160 | 300 — 400 |
| ТС-6 | 3 Al, 5 Mo, 6 V, 11 Cr | 110 — 160 | 300 — 400 |
α и β сплавы
Сплавы титана характеризуются точностью химического состава, тщательностью изготовления, отсутствием примесей. Сплавы титана классифицируются:
| α-сплав | Псевдо-α сплав | α +β сплав | Псевдо-β сплав | β сплав |
|---|---|---|---|---|
| ВТ1 | ОТ4 | ВТ-6 | ВТ16 | 4201 |
| ВТ1−0 | ОТ4−0 | ВТ3−1 | ВС-6 | |
| ВТ1−00 | ОТ4−1 | ВТ-14 | ||
| ВТ5 | ОТ4−2 | ВТ-16 | ||
| ВТ5−1 | АТ-2 | ВТ-22 | ||
| 4200 | АТ-3 | |||
| АТ-4 | ||||
| ВТ20 |
Магнитные свойства
Относительно того, что из себя представляют магнитные свойства титана, то здесь также есть некоторые особенности. Дело в том, что титан является парамагнитным металлом. Таким образом его магнитная восприимчивость при увеличении температуры должна уменьшаться. Но поскольку титан — это исключение из правил, то его чувствительность наоборот — возрастает при нагревании.
Технологические свойства
Еще одним преимуществом металла выступают технологические свойства титана, которые значительно расширяют сферу его применения. Речь идет о таких параметрах, как пластичность, прочность сварного соединения, стойкость к негативному воздействию внешней среды (криогенные температуры, морская вода, азотная кислота). Узнать более подробно о том, какими свойствами обладает титан можно с других страниц нашего сайта, посвященным конкретным маркам стали.
Поставщик
Вас интересуют магнитные, механические и технологические свойства титана? Поставщик «Auremo» предлагает купить титановый прокат на выгодных условиях. Большой выбор на складе. Соответствие ГОСТ и международным стандартам качества. Всегда в наличии титановый прокат, цена — оптимальная от поставщика. Купить титановый прокат сегодня. Оптовым заказчикам цена — льготная.
Купить, выгодная цена
Поставщик «Auremo» предлагает на выгодных условиях титановый прокат, цена — обусловлена технологическими особенностями производства без включения дополнительных затрат. На сайте компании отображена самая оперативная информация. Под заказ можно купить продукцию нестандартных параметров. Цена заказа зависит от объема и дополнительных условий поставки. Поставщик «Auremo» приглашает купить титановый прокат оптом или в рассрочку. В данном сегменте компания «Auremo» — выгодный поставщик. Купить титановый прокат сегодня. Лучшая цена от поставщика. Ждем ваших заказов.
