Употреба и примена титанијума у ​​модерним индустријама

Четири фазе ланца индустрије титанијума

Титанијум стиже на тржиште кроз четири повезане фазе. Илменит, рутил и друге руде које садрже-титанијум прво се унапређују физичким обогаћивањем у концентрат високог{2}}квалитета. Тај концентрат се затим дели на два начина: пречишћава се у титанијум диоксид високе -чистоће за индустрију пигмената или хлорише у титанијум тетрахлорид и редукује у титанијум сунђер. Сунђер се коначно топи, излива у инготе и претвара у млинске производе као што су плоча, шипка, цев и жица.

Свака фаза поставља плафон за следећу. Нивои гвожђа, кисеоника, азота и угљеника фиксирани у фази сунђера не могу се касније економично уклонити, тако да се дуктилност, век трајања замора и чврстоћа заваривања готовог производа од титанијума у ​​великој мери одлучују пре првог пролаза ваљања.

Титанијумски сунђер: примарна сировина

Титанијумски сунђер се производи редуковањем титанијум тетрахлорида магнезијумом, Кролл процес, или са натријумом, Хантеров процес. Комерцијални сунђер обично тестира између 98,5% и 99,7% титанијума, са балансом од гвожђа, кисеоника, азота, угљеника, силицијума и заосталих хлорида. Претапање под вакуумом или топљење електронским снопом затим консолидује сунђер у густ ингот са уједначеном, фино{4}}зрнастом структуром погодном за термомеханичку обраду.

Смањење магнезијума доминира светским снабдевањем јер се нуспроизводи од магнезијума и хлора-могу повратити и вратити у хлоринатор, дајући бољу конзистенцију производа и ниже нивое металних нечистоћа. Редукција натријума може дати нешто финији сунђер, али троши много више редуктора по тони метала. Електролиза растопљене соли остаје развојни пут, а не комерцијални процес.

Спужвасти степен има директан комерцијални ефекат. Сунђер-вишег квалитета са строжим границама кисеоника је потребан за ковање у ваздухопловству, медицинске имплантате и криогене услуге, док су стандардне класе адекватне за индустријску примену корозије.

Титанијум диоксид пигмент и његова примена

Титанијум диоксид (ТиО2) је хемијски стабилан, не-токсичан и поседује највећи индекс преламања међу уобичајеним белим пигментима, што му даје изванредну непрозирност, сјај и снагу нијансирања. Троше га архитектонски и индустријски премази, пластика, папир, штампарске боје, вештачка{3}} влакна, гума, козметички и фармацеутски препарати.

Доминирају два производна правца. Процес сулфата толерише широк спектар сировина и користи једноставну опрему, али ствара велике количине киселог ефлуента који се мора неутралисати. Процес са хлоридом захтева сировину са садржајем ТиО2 од отприлике 90-95%, али производи ужу дистрибуцију величине честица и већу белину, а гас носач хлора се може рециклирати.

ТиО2 кристалише у три облика: рутил, анатаз и брукит. Брукит нема пигментну вредност, тако да су комерцијални пигменти рутил и анатаз. Рутил има већи индекс преламања, бољу отпорност на атмосферске утицаје и већу моћ скривања, што га чини пожељним за спољне премазе, пластику и завршне слојеве високог{3}}сјаја. Анатаз задржава место где његов плавији подтон и нижа абразивност одговарају унутрашњим премазима, папирима и апликацијама од влакана.

Где се користе титанијум и легуре титанијума

Легуре титанијума комбинују ниску густину, високу специфичну чврстоћу, одличну отпорност на корозију, ниску топлотну проводљивост, немагнетно понашање и доказану биокомпатибилност. Та својства се претварају у карактеристичну комбинацију крајње{2}}употребе у ваздухопловству, хемијској преради, медицинским, поморским, аутомобилским и потрошачким производима.

Ваздухопловство:конструкцијски елементи авиона, компоненте стајног трапа, делови компресора мотора, причвршћивачи и канали. Уштеда на тежини је покретач: сваки килограм уклоњен из инсталације мотора враћа умножак те вредности у смислу горива и носивости.

Хемијска и петрохемијска:кућиште{0}}и-измењивачи топлоте, посуде под притиском, колоне, цеви, аноде и компоненте електролизера, где хлориди и оксидирајуће киселине уништавају јефтиније метале.

медицински:кука и колена, коштане плоче, кичмени кавези, зубни имплантати и хируршки инструменти, обично у нелегираним разредима или Ти-6Ал-4В ЕЛИ.

Поморски и десалинизација:цеви за морску воду, цеви кондензатора, снопови измењивача топлоте, подводни трупови и компоненте платформе на мору.

Аутомобили и мото-спорт:издувни системи, вентили, опруге и клипњаче на возилима високих{0}}перформанси, где нижа клипна маса побољшава одзив.

роба широке потрошње:оквири за наочаре, кућишта за сатове, рамови за бицикле, главе палица за голф и опрема на отвореном.

Спецификација производа од титанијума у ​​складу са признатим стандардима

Купци би требало да вежу сваку куповину титанијума за признату спецификацију, а не за генерички опис. Документи који се најчешће помињу су наведени у наставку; наручивање им поправља хемију, механичка својства, толеранције и обавезе испитивања.

Када је отпорност на корозију одлучујући фактор, спецификација такође треба да наведе медијум за испитивање, температуру и све захтеве за сертификат о испитивању корозије. За заварене производе, режим квалитета шава, радиографски или пенетрантни ниво прихватања и коришћена пракса заштите треба да буду договорени пре заваривања прве цеви.

ФАК

П: Која је разлика између титанијумског сунђера и титанијумског ингота?
Титанијумски сунђер је порозан, грануларни метал произведен редукцијом титанијум тетрахлорида; ингот је густа, потпуно консолидована форма добијена топљењем тог сунђера, који се затим ваља или кује у употребљиве млинске производе.

П: Које индустрије троше највише титанијума?
Комерцијални ваздухопловство остаје највећи појединачни потрошач титанијума високог{0}}квалитета, а затим га прате индустријске хемијске и енергетске примене као што су измењивачи топлоте, цеви и процесни судови.

П: Да ли је титанијум диоксид исти материјал као метал титанијума?
Не. Титанијум диоксид је стабилан бели оксид који се користи углавном као пигмент, док се метал титанијума производи од титанијумског сунђера и користи се за структуралне,{1}}отпорне на корозију и медицинске компоненте.

П: Која се класа обично бира за размењиваче топлоте у хемијским постројењима?
Нелегирани титанијум степена 2 покрива већину оксидационих и хлоридних{1}} дужности, док се степен 7 или 12 бира када је процесни ток редуциран или необично агресиван.

П: Зашто се титанијум бира за медицинске импланте?
Титанијум је не-токсичан, нема-, отпоран на телесне течности и има модул еластичности ближи костима од нерђајућег челика, што смањује заштиту од напрезања и олабављење током времена.

П: Да ли се титанијум може испоручити у завареном облику?
Да. Заварене титанијумске цеви и цеви су покривене АСТМ Б338 и АСТМ Б337, респективно, и широко се користе тамо где је пречник велики или дебљина зида чини бешавну производњу неекономичном.