Чем отличается сталь от титана?

Как определить титан и отличить его от других металлов?

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.

см. статьи:

• Лом нержавейки — разновиды, описание и цены;
• Никелевый лом.

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.

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.

— 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.

— 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.

Источник: http://xlom.ru/vidy-metalloloma/kak-opredelit-titan-i-otlichit-ego-ot-drugix-metallov/

Двоякость свойств металла титан

Многих интересует немного загадочный и не до конца изученный титан — металл, свойства которого отличаются некоторой двоякостью. Металл и самый прочный, и самый хрупкий.

Самый прочный и самый хрупкий металл

Его открыли двое ученых с разницей в 6 лет — англичанин У. Грегор и немец М. Клапрот. Название титана связывают, с одной стороны, с мифическими титанами, сверхъестественными и бесстрашными, с другой стороны, с Титанией — королевой фей.
Это один из самых распространенных в природе материалов, но процесс получения чистого металла отличается особой сложностью.

Свойства титана

22 химический элемент таблицы Д. Менделеева Titanium (Ti) относится к 4 группе 4 периода.

Цвет титана серебристо-белый с выраженным блеском. Его блики переливаются всеми цветами радуги.

Это один из тугоплавких металлов. Он плавится при температуре +1660 °С (±20°). Титан отличается парамагнитностью: он не намагничивается в магнитном поле и не выталкивается из него.Металл характеризуется низкой плотностью и высокой прочностью.

При наличии ничтожной доли других металлов титан теряет свою жаропрочность, а минимум неметаллических веществ в его составе делают сплав хрупким.

Эта особенность обуславливает наличие 2 видов материала: чистого и технического.

1. Титан чистого вида используют там, где требуется очень легкое вещество, выдерживающее большие нагрузки и сверхвысокие температурные диапазоны.
2.  Технический материал применяется там, где ценятся такие параметры, как легкость, прочность и устойчивость к коррозии.

Вещество обладает свойством анизотропности. Это означает, что металл может изменять свои физические характеристики, исходя из приложенных усилий. На эту особенность следует обращать внимание, планируя применение материала.

Титан теряет прочность при малейшем присутствии в нем примесей других металлов

Проведенные исследования свойств титана в нормальных условиях подтверждают его инертность. Вещество не реагирует на элементы, находящиеся в окружающей атмосфере.Изменение параметров начинается при повышении температуры до +400°С и выше. Титан вступает в реакцию с кислородом, может воспламеняться в азоте, впитывает газы.

Эти свойства затрудняют получение чистого вещества и его сплавов. Производство титана основано на применении дорогостоящей вакуумной аппаратуры.

Титан и конкуренция с другими металлами

Этот металл постоянно сравнивают с алюминием и сплавами железа. Многие химические свойства титаназначительно лучше, чем у конкурентов:

1. По механической прочности титан превосходит железо в 2 раза, а алюминий в 6 раз. Прочность его увеличивается при снижении температуры, чего не отмечается у конкурентов.
   Антикоррозионные характеристики титана значительно превышают показатели других металлов.
2. При температурах окружающей среды металл абсолютно инертен. Но при повышении температуры свыше +200°С вещество начинает поглощать водород, изменяя свои характеристики.
3. При более высоких температурах титан вступает в реакции с другими химическими элементами. Он обладает высокой удельной прочностью, что в 2 раза превосходит свойства лучших сплавов железа.
4. Антикоррозионные свойства титана значительно превышают показатели алюминия и нержавеющей стали.
5. Вещество плохо проводит электричество. Титан имеет удельное электросопротивление в 5 раз выше, чем у железа, в 20 раз, чем у алюминия, и в 10 раз выше, чем у магния.
6. Титан характеризуется низкой теплопроводностью, это обусловлено низким коэффициентом температурного расширения. Она меньше в 3 раза, чем у железа, и в 12, чем у алюминия.

Какими способами получают титан?

Материал занимает 10 место по распространению в природе. Существует около 70 минералов, содержащих титан в виде титановой кислоты или его двуокиси. Наиболее распространенные из них и содержащие высокий процент производных металла:

• ильменит;
• рутил;
• анатаз;
• перовскит;
• брукит.

Основные залежи титановых руд находятся в США, Великобритании, Японии, большие месторождения их открыты в России, Украине, Канаде, Франции, Испании, Бельгии.

Добыча титана — дорогой и трудозатратный процесс

Получение металла из них стоит очень дорого. Ученые разработали 4 способа производства титана, каждый из которых рабочий и эффективно используется в промышленности:

1. Магниетермический способ. Добытое сырье, содержащее титановые примеси, перерабатывают и получают диоксид титана. Это вещество подвергается хлорированию в шахтных или солевых хлораторах при повышенном температурном режиме. Процесс очень медленный, ведется в присутствии углеродного катализатора. При этом твердый диоксид переводится в газообразное вещество — тетрахлорид титана. Полученный материал восстанавливается магнием или натрием. Сплав, образовавшийся при реакции, подвергают нагреванию в вакуумной установке до сверхвысоких температур. В результате реакции происходит испарение магния и его соединений с хлором. В конце процесса получают губкоподобный материал. Его плавят и получают титан высокого качества.
2. Гидридно-кальциевый способ. Руду подвергают химической реакции и получают гидрид титана. Следующий этап — разделение вещества на составляющие. Титан и водород выделяют в процессе нагревания в вакуумных установках. По окончании процесса получают оксид кальция, который отмывают слабыми кислотами. Первые два способа относятся к промышленному производству. Они позволяют получать в кратчайшие сроки чистый титан с относительно небольшими издержками.
3. Электролизный метод. Титановые соединения подвергают воздействию током большой силы. В зависимости от исходного сырья, соединения разделяются на составляющие: хлор, кислород и титан.
4. Йодидный способ или рафинирование. Полученный из минералов диоксид титана обдают парами йода. В результате реакции образуется йодид титана, который нагревают до высокой температуры — +1300…+1400°С и воздействуют на него электрическим током. При этом из исходного материала выделяются составляющие: йод и титан. Металл, полученный данным способом, не имеет примесей и добавок.

Области применения

Применение титана зависит от степени его очистки от примесей. Наличие даже небольшого количества других химических элементов в составе сплава титана кардинально меняет его физико-механические характеристики.

Титан с некоторым количеством примесей называется техническим. Он имеет высокие показатели коррозийной стойкости, это легкий и очень прочный материал. От этих и других показателей зависит его применение.

• В химической промышленности из титана и его сплавов изготавливают теплообменники, различного диаметра трубы, арматуру, корпуса и детали для насосов различного назначения. Вещество незаменимо в местах, где требуются высокая прочность и стойкость к кислотам.
• На транспорте титан используют для изготовления деталей и агрегатов велосипедов, автомобилей, железнодорожных вагонов и составов. Применение материала уменьшает вес подвижных составов и автомобилей, придает легкость и прочность велосипедным деталям.
• Большое значение титан имеет в военно-морском ведомстве. Из него изготавливают детали и элементы корпусов для подводных лодок, пропеллеры для лодок и вертолетов.
• В строительной промышленности применяется сплав цинк-титан. Он используется как отделочный материал для фасадов и кровель. Этот очень прочный сплав имеет важное свойство: из него можно изготавливать архитектурные детали самой фантастической конфигурации. Он может принимать любую форму.
• В последнее десятилетие титан широко применяют в нефтедобывающей отрасли. Сплавы его применяют при изготовлении оборудования для сверхглубокого бурения. Материал используется для изготовления оборудования для добычи нефти и газа на морских шельфах.

У титана очень широкая область применения

Чистый титан имеет свои области применения. Он нужен там, где необходима стойкость к высоким температурам и при этом должна сохраняться прочность металла.

Его применяют в:

• авиастроении и космической отрасли для изготовления деталей обшивки, корпусов, элементов крепления, шасси;
• медицине для протезирования и изготовления сердечных клапанов и других аппаратов;
• технике для работы в криогенной области (здесь используют свойство титана — при снижении температуры усиливается прочность металла и не утрачивается его пластичность).

В процентном соотношении использование титана для производства различных материалов выглядит так:

• на изготовление краски используется 60 %;
• пластик потребляет 20 %;
• в производстве бумаги используют 13 %;
• машиностроение потребляет 7 % получаемого титана и его сплавов.

Сырье и процесс получения титана дорогостоящие, затраты на его производство компенсируются и окупаются сроком службы изделий из этого вещества, его способностью не менять свой внешний вид за весь период эксплуатации.

Источник: https://ometallah.com/svojstva/dvoyakost-titana.html

Какие часы лучше – титановые или стальные? [contact-form-7 404 "Not Found"]

• Поделитесь данными о стоимости ▲▼
• Пожаловаться ▲▼

Сегодня часы выполняют роль незаменимого аксессуара каждого современного человека, с помощью которого можно выгодно подчеркнуть свой высокий статус, а также выделиться из серой массы. Поэтому весьма важно подходить к выбору наилучшего варианта. Особой популярностью характеризуются часы из титана и стали через отличные эксплуатационные характеристики.

Стальные часы

Часы из нержавеющей стали – наиболее распространенные. Массовое и сравнительно недорогое производство этого материала позволяет предлагать часы в широком ценовом диапазоне. Инертность стали защищает корпус и детали механизма часов от окисления и «старения».

Сталь отличается повышенной вязкостью, которая дает устойчивость к внешним повреждениям: при ударе стальные часы не раскалываются и не трескаются.

Формул стальных сплавов довольно много, лучшая в плане прочности сталь, используемая для изготовления корпуса часов, – низкоуглеродистая 316L.

Преимущества:

• ударопрочность;
• неприхотливость в эксплуатации;
• соотношение качества и цены;
• устойчивость к износу;
• при появлении царапин возможность легко восстановить внешний вид при помощи полировки.

Недостатки:

Титан в часовом производстве

Трудоемкость процесса добычи, переработки титановой руды. Дороговизна производства черновых заготовок – технология предполагает плавление титана при высоких температурах и литье в вакууме. Сложности механической обработки изделия, ввиду высокой прочности титана. Все это существенно сказывается на стоимости конечного изделия, и до конца 20-го века считалось не рентабельным использование титана в изготовлении часов.

Но как случалось не раз «ход делу» задали военные. В конце 80-хпрошлого века, для войск немецкого бундесвера, фирмой IWC были выпущены часы в титановом корпусе – Ocean Bund.

Данные модели и сейчас пользуются широким спросом у коллекционеров, особенно вариант «Водолаз – сапер» (нем. Minentaucher).

Разрабатывались они для подводных минеров, поэтому наряду с требованиями по точности, противоударности, водозащите, предполагалось, что часы должны быть легкими,стойкими к морской воде, не восприимчивыми к воздествию магнитных полей. Этим требованиям идеально соответствовал титан.

Стоит отметить, еще в 1978 благодаря марке IWC появились титановые часы Porsche Design Compass Watch созданные совместно с внуком знаменитого Порше – дизайнером Фердинандом Александром. С 1982 начали

выпускаться первые серийные титановые часы Ocean 2000 от IWC. Предназначались дайверам, имели водозащиту 2000 метров и так же разрабатывались совместно с Порше.

Впоследствии, титан уверенно закрепился как один из материалов для изготовления корпусов и браслетов часов, и стал использоваться многими производителями. В часпроме титан пользуется популярностью еще и потому, что абсолютно не вызывает аллергии.

Вследствие низкой теплопроводности (в 13 раз ниже теплопроводности аллюминия) титановые часы теплые и не вызывают у владельца дискомфорта даже в холодное время года. Из титановых сплавов сначала делали только некоторые детали часового механизма, позже – браслеты и корпус. Такие сплавы отличаются абсолютной инертностью, т.е.

они не взаимодействуют с другими веществами, не ржавеют и не меняют цвет. Более того, титановые сплавы не реагируют на магнитное воздействие, что обеспечивает более точный ход, необходимый для профессиональных хронографов.

Также титан считается самым безопасным металлом, сплавы с ним в отличие от нержавеющей стали не вызывают аллергических реакций.

Преимущества:

• в сплавах титан в 5 раз прочнее стали;
• выдерживает давление в 1000 Мпа;
• малый вес;
• 100% устойчивость к коррозии;
• на титане менее заметны царапины, хотя появляются они легче, чем на стали;
• гипоаллергенность;
• более точный ход.

Недостатки:

• пластичность;
• высокая стоимость;
• опасность «срастания» крышки с корпусом из-за склонности к диффузии, то есть крышку необходимо периодически открывать;
• сложный уход.

Титановые соединения и часы

Рассматривая титан в производстве часов, стоит упомянуть и о соединениях — карбид и нитрид титана.

Карбид титана используется в качестве напыления часов. Данное покрытие имеет благородный черный цвет и достаточно устойчиво к истиранию. Напыление нитридом по цвету схоже с золотом.

Может использоваться самостоятельно, и в качестве промежуточного слоя между основой корпуса и наносимой на него позолотой. Это удешевляет производство, ввиду того, что подобное покрытие дешевле золота. При истирании же верхнего слоя, изъян на корпусе менее заметен. Если н.

титана наносится на корпус из латуни (металл относительно мягкий) — это дополнительно делает покрытие более износостойким.

Сравнение материалов

Титановые часы являются незаменимым устройством для всех любителей активного образа жизни, так как их технические характеристики позволяют использовать их в самых неблагоприятных средах. Их основным качеством можно назвать исключительную прочность. Титановый сплав по своей структуре достаточно пластичен, что позволяет не бояться чрезмерных повреждений связанных с сильными ударами корпуса о твердую поверхность.

Титан в отличие от стали изначально обладает гипоаллергенными свойствами и не требует, каких либо мер по предотвращению соприкосновения поверхности часов с кожей.

Еще одно свойство титана – низкая теплопроводность. На практике это означает, что, нагревшись от руки со временем, наручные титановые часы будут сохранять комфортную для человека температуру. И это несмотря на любые перепады температуры на улице. Можно купить титановые часы и не беспокоиться за свои ощущения ни летом, ни зимой во время путешествий по самым экзотическим местам. Они не подведут.

Ну и, наконец, еще одно немаловажное свойство титановых часов – легкость. Титановые часы зачастую выглядят практически как стальные. Но при этом их вес отличается на порядок. При длительном использовании это может оказаться важным и очень удобным качеством.

Советы пользователей сети

Ego

Стоит ли переплачивать за титан? Плюсы титана – он легче стали, не обладает аллергическим действием и, действительно, на нем менее заметны царапины (за исключением полированных поверхностей). А решение принимать Вам!

Источник: http://mfina.ru/kakie-chasy-luchshe-titanovye-ili-stalnye/

Как отличить титан от нержавейки — Металлы, оборудование, инструкции

На барахолке нашел якобы лист титана толщиной 1 мм, шириной в 35 см. и длиной в 50 мм.

Хозяин говорит, что это титан, по весу — не сильно легкий.

Но полегче стали будет. Лист пружинит. На поверхности есть следы какой-то коррозии что-ли. Искру смотеть на рынке — не вариант. Как определить?

quote: следы какой-то коррозии

Титан не кородирует

Искра и только она развеит все сомнения.

Или плотность посчитать — у титана около 4,5, а у стали почти 8

у Юзона купите и не парьтесь.

quote: Или плотность посчитать — у титана около 4,5, а у стали почти 8

А расскажите как на рынке просчитать плотность?

Барахолки разные бывают. Если рядом продмаг — дать залог, взвесить и посчитать. Я так нержу, продаваемую под видом титана, возвращал продавцу

Можно попробовать быстро шаркнуть краем листа о бетон — возможны маленькие белые искорки (читал о таком способе, но сам не проверял)

quote: Originally posted by sheb:

А расскажите как на рынке просчитать плотность?

Ну во-первых, магнитом. Если не магнитится — то скорее всего или титан или дюраль. А дальше — смотрите сами, мне кажется, титан с дюралем различаются довольно значительно. С другой стороны, если не видите разницы, то зачем платить больше.

Не магнитится. Лист с означенными размерами стоит 500 руб. Думаю, что за эту цену (еще не торговался)можно поломать голову.

Плачу за то, что покупаю. Дюраль уменя и так есть. А вот титана нет. А искра какого цвета и характера должна быть? Там рядом что-то точат. Ключи что-ли или ножи. Можно попросить чиркнуть.

Искра ярко-белая, со сталью не спутать.

Если у Вас нет спешки, то недельки через две могу Вам подарить такой кусочек.

quote: Originally posted by Ординатор:

Можно попробовать быстро шаркнуть краем листа о бетон — возможны маленькие белые искорки (читал о таком способе, но сам не проверял)

Работает даже по асфальту — байкеры специально для форсу делают титановые подковки.

Белая искра бывает много у чего. Но если вдруг купите молибден или церий, расстраиваться не стоит

какого цвета коррозия? На титане чаще всего или нет или белая.

на молибдене — зелено -коричневая. На нерже — ржавая или голубоватая, зависит от коррозионной среды

quote: Калькулятором например.

Да вы что?Умеете пользоваться?

quote: Originally posted by sheb:

Да вы что?Умеете пользоваться?

В детстве умел. Щаз не знаю, может еще не пропил умение, то

ИМХО, верный способ определить титан — провести острой частью по стеклу или глазурированому фаянсу, должна появиться тёмная серебристая полоска, прилипшая к стеклу. Так можно даже рисовать на стекле. Это очень характерное свойство, обусловленное вязкостью и «липкостью» титана.

И еще титан и его сплавы имеют какой-то зеленоватый оттенок на поверхности листа.

этот кусочек должен весить около 80 граммов. Если люмень-около 50г, сталь-140.

quote: На поверхности есть следы какой-то коррозии что-ли.

quote: Титан не кородирует

да, устойчивость к коррозии большая, но и сродство к кислороду большое. вот хорошая статья http://domremstroy.ru/da/titan01.html

насчет цены, дорого, ИМХО

quote: Ну во-первых, магнитом. Если не магнитится — то скорее всего или титан или дюраль.

аустенитные нержавейки тоже не магнитяться, так что это не абсолютный критерий.

quote: сродство к кислороду большое

стружки или опилки горят просто замечательно!

На наждаке искра белая. Каждая такая искринка взрывается на много мелких искорок. Не ошибётесь когда увидете.

А какая цена нормальная для такого куска?

Думаю, что дороже 250 — уже перебор.

Угу. понятно. Спасибо. У дедушки еще лопата сохранилась из титана. Как-то году в 50-м где-то, делали из титана лопаты, так как широкого применения ему еще не нашли. Так вот у деда есть

Источник: http://elfterra.ru/lajfhaki/kak-opredelit-titan-v-domashnih-usloviyah/

Марки нержавеющей стали — классификация, расшифровка

Сталь, обладающая антикоррозионными свойствами, активно используется во многих сферах деятельности; такую высокую популярность она снискала потому, что обладает качествами, которые недостижимы для многих других металлических сплавов.

Первые марки нержавеющей стали появились в 1913 году, когда Гарри Бреарли изобрел сплав, обладающий исключительной устойчивостью к образованию и развитию коррозии.

Именно с этого момента, который стал важнейшей вехой в развитии металлургической и многих других отраслей промышленности во всем мире, и начинается история нержавейки, активно и успешно используемой человеком уже более 100 лет.

Готовые рулоны нержавеющей стали

Что мы знаем о нержавеющей стали?

Коррозионностойкая сталь или нержавейка — это сплав, состоящий из железа и углерода, дополнительно обогащенный специальными элементами, придающими ему высокую устойчивость к негативным факторам внешней среды. Основным из таких элементов является хром. В составе нержавеющей стали его содержится не менее 10,5%. Хром, кроме антикоррозионных свойств, придает таким сплавам еще целый ряд положительных характеристик:

• хорошую обрабатываемость методом холодной формовки;
• исключительную прочность;
• способность получать надежные соединения методом сварки;
• возможность долгой эксплуатации без потери своих характеристик;
• привлекательный внешний вид.

Хром, содержащийся в нержавеющей стали в достаточно больших количествах, способствует формированию поверхностной оксидной пленки. Именно она и защищает металл от коррозии.

Источник: https://spb-metalloobrabotka.com/kak-otlichit-titan-ot-nerzhaveyki/

Характеристики сплавов на основе титана, свойства металла и области применения

Титан был первоначально назван «грегоритом» британским химиком преподобным Уильямом Грегором, который открыл его в 1791 году. Затем титан был независимо открыт немецким химиком М. Х. Клапротом в 1793 году. Он назвал его титаном в честь титанов из греческой мифологии — «воплощение естественной силы». Только в 1797 году Клапрот обнаружил, что его титан был элементом, ранее открытым Грегором.

Титан — это химический элемент с символом Ti и атомным номером 22. Это блестящий металл с серебристым цветом, низкой плотностью и высокой прочностью. Он устойчив к коррозии в морской воде и хлоре.

Элемент встречается в ряде месторождений полезных ископаемых, главным образом рутила и ильменита, которые широко распространены в земной коре и литосфере.

Титан используется для производства прочных лёгких сплавов. Двумя наиболее полезными свойствами металла являются коррозионная стойкость и отношение твёрдости к плотности, самое высокое из любого металлического элемента. В своём нелегированном состоянии этот металл столь же прочен, как некоторые стали, но менее плотный.

Физические свойства металла

Это прочный металл с низкой плотностью, довольно пластичный (особенно в бескислородной среде), блестящий и металлоидно-белый. Относительно высокая температура плавления более 1650 °C (или 3000 °F) делает его полезным в качестве тугоплавкого металла. Он парамагнитный и имеет довольно низкую электрическую и теплопроводность.

По шкале Мооса твёрдость титана равняется 6. По этому показателю он немного уступает закалённой стали и вольфраму.

Коммерчески чистые (99,2%) титаны имеют предельную прочность на разрыв около 434 МПа, что соответствует обычным низкосортным стальным сплавам, но при этом титан гораздо легче.

Химические свойства титана

Как алюминий и магний, титан и его сплавы сразу же окисляются при воздействии воздуха. Он медленно реагирует с водой и воздухом при температуре окружающей среды, потому что образует пассивное оксидное покрытие, которое защищает объёмный металл от дальнейшего окисления.

Атмосферная пассивация даёт титану отличную стойкость к коррозии почти эквивалентную платине. Титан способен противостоять атаке разбавленных серных и соляных кислот, растворов хлорида и большинства органических кислот.

Титан является одним из немногих элементов, которые сгорают в чистом азоте, реагируя при 800° C (1470° F) с образованием нитрида титана.

Из-за своей высокой реакционной способности с кислородом, азотом и некоторыми другими газами титановые нити применяются в титановых сублимационных насосах в качестве поглотителей для этих газов.

Такие насосы недороги и надёжно производят чрезвычайно низкое давление в системах сверхвысокого вакуума.

Обычными титаносодержащими минералами являются анатаз, брукит, ильменит, перовскит, рутил и титанит (сфен). Из этих минералов только рутил и ильменит имеют экономическое значение, но даже их трудно найти в высоких концентрациях.

Титан содержится в метеоритах и он был обнаружен на Солнце и звёздах M-типа с температурой поверхности 3200° C (5790° F).

Известные в настоящее время способы извлечения титана из различных руд являются трудоёмкими и дорогостоящими.

Производство и изготовление

В настоящее время разработаны и используются около 50 сортов титана и титановых сплавов. На сегодняшний день признаётся 31 класс титанового металла и сплавов, из которых классы 1−4 являются коммерчески чистыми (нелегированными).

Они отличаются прочностью на разрыв в зависимости от содержания кислорода, причём класс 1 является наиболее пластичным (самая низкая прочность на разрыв с содержанием кислорода 0,18%), а класс 4 — наименее пластичный (максимальная прочность на разрыв с содержанием кислорода 0,40%).

Оставшиеся классы представляют собой сплавы, каждый из которых обладает конкретными свойствами:

• пластичность;
• прочность;
• твёрдость;
• электросопротивление;
• удельная коррозионная стойкость и их комбинации.

В дополнение к данным спецификациям титановые сплавы также изготавливаются для соответствия требованиям аэрокосмической и военной техники (SAE-AMS, MIL-T), стандартам ISO и спецификациям по конкретным странам, а также требованиям конечных пользователей для аэрокосмических, военных, медицинских и промышленных применений.

Коммерчески чистый плоский продукт (лист, плита) может быть легко сформирован, но обработка должна учитывать тот факт, что металл имеет «память» и тенденцию к возврату назад. Особенно это касается некоторых высокопрочных сплавов.

Титан часто используется для изготовления сплавов:

• с алюминием;
• с ванадием;
• с медью (для затвердевания);
• с железом;
• с марганцем;
• с молибденом и другими металлами.

Меры предосторожности

Титан является нетоксичным даже в больших дозах. В виде порошка или в виде металлической стружки, он представляет собой серьёзную опасность пожара и, при нагревании на воздухе, опасность взрыва.

Свойства и применение титановых сплавов

Ниже представлен обзор наиболее часто встречающихся титановых сплавов, которые делятся на классы, их свойства, преимущества и промышленные применения.

7 класс

Класс 7 механически и физически эквивалентен классу 2 чистого титана, за исключением добавления промежуточного элемента палладия, что делает его сплавом. Он обладает превосходной свариваемостью и эластичностью, наиболее коррозионной стойкостью из всех сплавов этого типа.

Класс 7 используется в химических процессах и компонентах производственного оборудования.

11 класс

Класс 11 очень похож на класс 1, за исключением добавления палладия для повышения коррозионной стойкости, что делает его сплавом.

Другие полезные свойства включают оптимальную пластичность, прочность, ударную вязкость и отличную свариваемость. Этот сплав можно использовать особенно в тех случаях, когда коррозия вызывает проблемы:

• химическая обработка;
• производство хлоратов;
• опреснение;
• морские применения.

Ti 6Al-4V, класс 5

Сплав Ti 6Al-4V, или титан 5 класса, наиболее часто используется. На его долю приходится 50% общего потребления титана во всём мире.

Удобство использования заключается в его многочисленных преимуществах. Ti 6Al-4V может подвергаться термообработке для повышения его прочности. Этот сплав обладает высокой прочностью при малой массе.

Это лучший сплав для использования в нескольких отраслях промышленности, таких как аэрокосмическая, медицинская, морская и химическая перерабатывающая промышленность. Его можно использовать при создании:

• авиационных турбин;
• компонентов двигателя;
• конструктивных элементов самолёта;
• аэрокосмических крепёжных изделий;
• высокопроизводительных автоматических деталей;
• спортивного оборудования.

Ti 6AL-4V ELI, класс 23

Класс 23 — хирургический титан. Сплав Ti 6AL-4V ELI, или класс 23, является версией более высокой чистоты Ti 6Al-4V. Он может быть изготовлен из рулонов, нитей, проводов или плоских проводов. Это лучший выбор для любой ситуации, когда требуется сочетание высокой прочности, малой массы, хорошей коррозионной стойкости и высокой вязкости. Он обладает превосходной устойчивостью к повреждениям.

Он может использоваться в биомедицинских применениях, таких как имплантируемые компоненты из-за его биосовместимости, хорошей усталостной прочности. Его также можно использовать в хирургических процедурах для изготовления таких конструкций:

• ортопедические штифты и винты;
• зажимы для лигатуры;
• хирургические скобы;
• пружины;
• ортодонтические приборы;
• криогенные сосуды;
• устройства фиксации кости.

12 класс

Титан класса 12 обладает отличной высококачественной свариваемостью. Это высокопрочный сплав, который обеспечивает хорошую прочность при высоких температурах. Титан класса 12 обладает характеристиками, подобными нержавеющим сталям серии 300.

Его способность формироваться различными способами делает его полезным во многих приложениях. Высокая коррозионная стойкость этого сплава также делает его неоценимым для производственного оборудования. Класс 12 можно использовать в следующих отраслях:

• теплообменники;
• гидрометаллургические применения;
• химическое производство с повышенной температурой;
• морские и воздушные компоненты.

Ti 5Al-2,5Sn

Ti 5Al-2,5Sn — это сплав, который может обеспечить хорошую свариваемость с устойчивостью. Он также обладает высокой температурной стабильностью и высокой прочностью.

Ti 5Al-2,5Sn в основном используется в авиационной сфере, а также в криогенных установках.

Источник: https://tokar.guru/metally/splavy/harakteristika-i-primenenie-titana-i-splavov-na-ego-osnove.html