Титан, один из самых универсальных металлов в мире, используется в самых разных продуктах.
Его биосовместимость, прочность и устойчивость к коррозии делают его идеальным решением для таких конструкций, как медицинские имплантаты и самолеты, он достаточно легкий и гибкий, чтобы его можно было использовать в спортивных товарах, таких как теннисные ракетки и клюшки для гольфа.
Благодаря этим свойствам титан также популярен среди инженеров, проектирующих космические корабли, где экономия веса и гибкость имеют первостепенное значение.
Значительная часть титана поставляется на рынок в виде проката различных типов, марок и сплавов.
Не весь титан одинаковый. В чистом и нелегированном виде металлический титан прочен, податлив и пластичен. Сплавы обеспечивают ту же прочность, что и технически чистый титан, но также обладают дополнительными свойствами, которых нет у нелегированного титана.
Существует два основных типа титана: технически чистый титан и титановые сплавы. Каждый из этих типов можно разбить на различные сорта и категории, и каждый сорт включает в себя определенные характеристики и свойства
Как следует из названия, технически чистый титан (также называемый нелегированным титаном) содержит только природный элемент титан. В этом отличие от сплавов, которые содержат другие металлы, элементы или химические вещества, такие как алюминий, кислород или хлор.
Титан 1-го класса. Будучи самой мягкой маркой чистого титана, 1-й класс обладает высокой пластичностью, что делает его идеальным для хирургического оборудования.
Титан 2-го класса. Этот сорт хорошо поддается механической обработке и часто используется для производства автомобильных деталей.
Титан 3-го класса. Поскольку этот тип технически чистого титана прочнее, чем 1-й и 2-й классы, его часто используют в аэрокосмической и морской промышленности. Он имеет превосходное соотношение прочности и веса и коррозионную стойкость, но менее податлив, чем некоторые другие сорта.
Титан 4-го класса. Этот сорт обладает высокой коррозионной стойкостью, но меньшей пластичностью, чем другие сорта. В медицинской и аэрокосмической промышленности этот сорт используется для множества деталей: от фюзеляжа самолета до хирургического оборудования.
Хотя нелегированный титан идеально подходит для многих конструкций, в некоторых проектах требуются прецизионные металлы, чтобы обеспечить дополнительные характеристики. В таких случаях лучшим выбором может быть полоса или проволока из титанового сплава.
Как технически чистый титан, так и титановый сплав могут быть представлены в виде полос. Титановый лист разрезается по размеру, а затем подвергается холодной прокатке в рулоны на прецизионном титановом оборудовании, чтобы полоса точно соответствовала спецификациям. Вот несколько примеров коммерческого использования титановой ленты:
В основном ведутся споры о том, что следует использовать – титан или нержавеющую сталь для конкретных целей. Хотя титан дороже нержавеющей стали, но он прочнее при колебаниях температур и легче. В противовес – титан мягче и более склонен к царапинам. Возможно, именно поэтому в чувствительных к весу отраслях, таких как аэрокосмическая и медицинская промышленность, тяготеют к титану, а в чувствительных к повреждениям изделиях, таких как кухонная техника и железнодорожные вагоны, лучше использовать нержавеющую сталь.
Как и титановая лента, титановая проволока часто используется в отраслях, где даже миллиметр толщины или длины может стать решающим фактором между успешным продуктом и катастрофой. Чтобы удовлетворить потребности клиентов, промышленность производит три основных типа титановой проволоки:
Фактически, некоторые отрасли промышленности, традиционно использовавшие тугоплавкие металлы, перешли на титан и титановые сплавы. Такие металлы, как молибден, ниобий, рений, тантал и вольфрам, обладают ценными свойствами, такими как прочность при комнатной температуре, теплопроводность и коррозионная стойкость. Однако с этими металлами трудно работать, и они склонны к повреждению при воздействии чрезвычайно высоких температур. Поскольку титановые сплавы долговечны и хорошо работают при высоких температурах, отказ от тугоплавких металлов стал простым решением для многих коммерческих рынков.
Очень немногие металлы прочнее и долговечнее титана. Это одна из причин, по которой титановые изделия, такие как ленты и проволока, являются лучшим выбором для отраслей и компаний по всему миру. Вот краткое сравнение титана с другими популярными металлами:
Сталь: Хотя ее прочность аналогична прочности титана, сталь примерно в два раза тяжелее. Титан также обладает лучшей температурной и коррозионной стойкостью.
Алюминий: Титан примерно в два раза прочнее алюминия.
Вольфрам: Вольфрам очень прочный и плотный, но может быть хрупким и склонным к разрушению. И наоборот, титан обладает превосходной прочностью на разрыв.
Медь: Титан не только намного прочнее меди, но и обладает более высокой коррозионной стойкостью.
Если вам нужна прочная и долговечная лента или проволока, выдерживающая колебания температуры, титан часто является лучшим выбором. Однако у этого металла есть несколько потенциальных недостатков, и важно понимать, когда титан может быть не лучшим выбором.
Титановые ленты и проволока являются важнейшими компонентами многих промышленных изделий. Однако есть некоторые технологии, в которых лучше использовать другой металл.
Например, титан плохо себя чувствует при высокой тепературе. Для проектов, в которых используется высокая температура, более 400 градусов по Цельсию (752 градуса по Фаренгейту), лучшим выбором может быть сплав на основе никеля. Кроме того, если проект требует литья, нужно рассмотреть возможность использования титанового сплава или другого металла, например алюминия или железа. Нелегированный титан нельзя отливать из-за содержания в нем кислорода.
Одной из альтернатив титановым полосам и проволоке является сплав на основе никеля, который хорошо работает при очень высоких температурах. Другой вариант, если вам нужен чрезвычайно твердый металл, — это карбид вольфрама. Он тверже титана и обладает высокой коррозионной стойкостью. При этом нужно иметь в виду, что карбид вольфрама очень твердый и плотный, поэтому ему нельзя придать нестандартную форму.
Титан довольно дорог, поэтому подходящей заменой может быть сталь. Однако титан превосходит сталь по нескольким параметрам, поэтому это не равноценная замена. Вот несколько категорий, в которых титан лучше стали: