Застосування титану і його сплавів - Властивості та застосування титану та його сплавів

В даний час титан широко використовується в ракетно-космічній техніці, в суднобудуванні і транспортному машинобудуванні, де особливо важливу роль відіграють мала щільність у поєднанні з високою міцністю і опірністю корозії. З сплавів титану роблять обшивку фюзеляжу і крил надшвидкісних літаків, панелі та шпангоути ракет, диски і лопатки турбін. Першим споживачем титану стала авіаційна промисловість. Застосування для виготовлення ряду вузлів і деталей високоміцних титанових сплавів замість алюмінієвих дозволило створити літаки, котрі долають звуковий бар'єр. Температура на поверхні обшивки планера при надзвукових швидкостях істотно перевищує допустимий рівень жароміцності алюмінієвих і магнієвих сплавів:

Титанові сплави придатні для виготовлення планерів літальних апаратів, що мають швидкість польоту близько 4000 км / год. З титану можуть виготовлятися лонжерони, шпангоути, деталі шасі, що дозволяє знизити їх масу на 40% в порівнянні з масою сталевих деталей.

З самого початку розвитку ракетно-космічна техніка всіх країн широко використовує титанові сплави. Сплав ТІ-6А1-4У застосований для виготовлення балонів високого тиску ракет США "Титан", "Атлас", "Поларіс", космічного корабля "Аполлон" (США), корпусів ракети-носія (ФРН, Росія).

В ракетно-космічної та авіаційної техніки в даний час використовується до 75-80% c від загального обсягу виробництва титану.

Завдяки високій корозійної стійкості в морській воді, хорошому опору ерозії і кавітації титан і його сплави відносяться до матеріалів, практично ідеально відповідним для будівництва суден і морських споруд.

В першу чергу титанові сплави знайшли застосування для обладнання підводних човнів. Ще в 80-х роках XX століття підводні човни США класу "Sea Wolf" були оснащені деталями і вузлами з титанових сплавів. Після військового конфлікту в Перській затоці прийнято рішення про широке застосування титану для будівництва надводних кораблів ВМФ США. У Норвегії, США, Японії та Росії ведуться роботи по використанню титанових сплавів для морських платформ, призначених для видобутку нафти і газу і залізо конкрецій із дна світового океану.

Стійкість титану до хлорвмісних окислювальним середах зумовила його широке використання в хімічній промисловості для виробництва хрому, хлоратов, діоксиду хлору, лимонної кислоти, для виготовлення обладнання для целюлозно-паперової промисловості. При цьому обладнання з титанових сплавів характеризується високою довговічністю і низькими витратами на поточний ремонт. Завдяки високій стійкості до хлоридного впливу титанові контейнери доцільно використовувати для захоронення радіоактивних відходів в спеціальних підземних шахтах і галереях.

Висока корозійна стійкість в різних середовищах робить сплави титану перспективними для застосування в харчовій промисловості. Деякі харчові продукти можуть псуватися від контакту зі сталлю, тоді як титан не надає їм стороннього запаху, кольору чи смаку. Завдяки пластичності і в'язкості при низьких температурах, титанові сплави застосовуються в холодильній і кріогенної техніки.

Титан використовується в медицині завдяки повної біологічної сумісності з тканинами людського організму. Титан ие відторгається кісткової і м'язової тканинами і легко обростає ними. За своєю біологічною інертності він перевершує всі відомі корозійностійкі стали і сплави. В ортопедичній хірургії титанові сплави використовують в якості протезів плечових, стегнових, колінних суглобів, а також для з'єднання і зрощування переломів. Їх застосовують для виготовлення серцево-судинних клапанів і електронних стимуляторів, а також в якості зубопротезних імплантантів.

У Росії, США та інших країнах з'явилися монументальні споруди, виготовлені з титану. Широко відомі монумент підкорювачам космосу і пам'ятник Ю. Гагаріну в Москві.

В Японії широко використовується листової титан для зовнішньої обшивки дахів, внутрішнього інтер'єру.

На тютюнових виробах методом анодного окислення можна утворювати шари оксидів різної товщини, що змінюють колір їх поверхні. Регулюючи рівень напружень і час обробки, можна отримати темно-синій, світло-синій, жовтий, рожевий, бірюзовий, зелений кольори. Відпал титанових виробів в атмосфері азоту або іонно-плазмова обробка дозволяють формувати на поверхні стійкі нітриди титану золотих відтінків. Ця технологія використана для реставрації пам'ятників і виготовлення хрестів на відновлюваних церковних будівлях Санкт-Петербурга.

Широке впровадження титанових сплавів поки стримується їх порівняно високою вартістю. Пояснюється це високою спорідненістю титану до багатьох елементів і міцністю хімічних зв'язків в його природних з'єднаннях. Удосконалення технологічних процесів виробництва і широкі перспективи застосування титанових сплавів в різних галузях дозволяє з упевненістю стверджувати, що вони стануть найважливішими конструкційними матеріалами найближчого майбутнього.

Похожие статьи




Застосування титану і його сплавів - Властивості та застосування титану та його сплавів

Предыдущая | Следующая