Ποιο σύρμα είναι ισχυρότερο από το ατσάλι ή το τιτάνιο. Ποιο μέταλλο θεωρείται το πιο ανθεκτικό

Τιτάνιο ή ατσάλι;

Μια πολύ δημοφιλής ερώτηση που βασανίζει πολλούς: "Τι βαλβίδες να αγοράσετε: χάλυβας ή τιτάνιο". Σε αυτό το άρθρο, θα προσπαθήσουμε να σας βοηθήσουμε να κάνετε τη σωστή επιλογή.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των βαλβίδων τιτανίου και χάλυβα και γιατί δεν υπάρχει γενικός νικητής;

Βάρος βαλβίδας.

Motocross Titanium Valve (14 γραμμάρια)

Η πρώτη διαφορά που σου τραβάει το μάτι είναι η μάζα της βαλβίδας. Η βαλβίδα τιτανίου, ενώ έχει το ίδιο μέγεθος, είναι πολύ πιο ελαφριά από τον αδερφό της από χάλυβα. Το ελατήριο θα κλείσει τη βαλβίδα γρηγορότερα, η μάζα της οποίας είναι μικρότερη, επομένως, όσο μικρότερο είναι το βάρος της βαλβίδας, τόσο μεγαλύτερη μπορεί να ανυψωθεί η μπάρα μέγιστης ταχύτητας με μικρότερο κίνδυνο να πιάσει τη βαλβίδα με το έμβολο. Ταυτόχρονα, το φορτίο στον ιμάντα χρονισμού στο σύνολό του μειώνεται, αυτό δίνει μια ορισμένη αύξηση της ισχύος λόγω μιας ελαφράς αύξησης της απόδοσης. Για παράδειγμα: σχεδόν όλα τα σύγχρονα ποδήλατα μοτοκρός και ποδήλατα αγώνων κυκλωμάτων χρησιμοποιούν βαλβίδες τιτανίου.

Οι χαλύβδινες βαλβίδες με το ίδιο μέγεθος είναι πιο βαριές και επομένως χρησιμοποιούν πιο άκαμπτα ελατήρια. Με ανεπαρκή ακαμψία ελατηρίου, η πιθανότητα να χτυπήσει το έμβολο στις βαλβίδες αυξάνεται όταν ο κινητήρας λειτουργεί σε υψηλές ταχύτητες. Η ακαμψία των ελατηρίων και το μεγαλύτερο βάρος των βαλβίδων δημιουργούν αυξημένο φορτίο στο χρονισμό. Ακόμη και σε μικρούς κινητήρες μοτοσυκλετών μοτοκρός με όγκο 125 κ.εκ. με χαλύβδινες βαλβίδες, χρησιμοποιούνται μάλλον άκαμπτα, ακόμη και διπλά ελατήρια.

Αντοχή στη φθορά.

Τα κράματα τιτανίου είναι κατώτερα από το χάλυβα όσον αφορά την αντοχή στη φθορά. Οι κακές αντιτριβικές ιδιότητες του τιτανίου προκαλούνται από την πρόσφυση του τιτανίου σε πολλά υλικά και την αλληλεπίδρασή του με άζωτο και υδρογόνο σε υψηλές θερμοκρασίες, λόγω των οποίων το ανώτερο στρώμα γίνεται εύθραυστο και θρυμματίζεται κατά τη λειτουργία.

Εσωτερικά σχεδιασμένη πολυστρωματική προστατευτική επίστρωση στο δίσκο βαλβίδας τιτανίου

Για τη βελτίωση των αντιτριβικών ιδιοτήτων, την αύξηση της αντοχής στη φθορά και την προστασία από το εξωτερικό περιβάλλον, οι βαλβίδες τιτανίου επικαλύπτονται με προστατευτικές επιστρώσεις ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ... Το πάχος τέτοιων επικαλύψεων, ανάλογα με τον τύπο, κυμαίνεται από πολλά χιλιοστά έως εκατοστά του χιλιοστού. Αυτό καθιστά αδύνατη τη λείανση της βαλβίδας στην έδρα για να σφραγιστεί ο θάλαμος καύσης, επειδή κατά τη διάρκεια της περιτύλιξης, η προστατευτική επίστρωση θα καταστραφεί αναπόφευκτα και η βαλβίδα θα "πέσει" γρήγορα στο κάθισμα. Επομένως, κατά την εγκατάσταση βαλβίδων τιτανίου, επιβάλλονται αυξημένες απαιτήσεις για το σχήμα, την καθαρότητα των λοξοτμήσεων στα καθίσματα και την ευθυγράμμισή τους με το χιτώνιο οδηγού.

Η αντοχή στη φθορά και οι αντιτριβικές ιδιότητες του χάλυβα είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερη από αυτή του τιτανίου, αλλά σημαντικά χαμηλότερη από αυτή των προστατευτικών επικαλύψεων που καλύπτουν μια βαλβίδα τιτανίου. Ταυτόχρονα, η αντίσταση στη φθορά της λοξοτομής της χαλύβδινης βαλβίδας διατηρείται σε όλο το πάχος του δίσκου και η λοξότμηση της βαλβίδας τιτανίου διατηρεί τις ιδιότητες και τις παραμέτρους της ακριβώς όσο διαρκεί η προστατευτική επίστρωση.

Θερμική αγωγιμότητα, συντελεστής διαστολής και θερμικό διάκενο

Η θερμική αγωγιμότητα και η αντίσταση σε υψηλές θερμοκρασίες των κραμάτων τιτανίου είναι χαμηλότερη από αυτή των ανθεκτικών στη θερμότητα χάλυβων. Η ψύξη του πόλου είναι ακόμη πιο σημαντική όταν χρησιμοποιείτε βαλβίδες τιτανίου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο συνιστάται η χρήση χάλκινων καθισμάτων βαλβίδων με βαλβίδες τιτανίου, οι οποίες μεταφέρουν καλύτερα τη θερμότητα μακριά από την καυτή έδρα της βαλβίδας.

Ο συντελεστής διαστολής του τιτανίου είναι πολύ χαμηλότερος από αυτόν του χάλυβα. Με τις βαλβίδες τιτανίου, επιτρέπεται μικρότερο θερμικό κενό μεταξύ του χιτωνίου οδηγού και της βαλβίδας από ό,τι στις χαλύβδινες βαλβίδες. Αυτό έχει θετική επίδραση στην ακρίβεια της έδρας της βαλβίδας στην έδρα, η οποία αυξάνει τη διάρκεια ζωής του ζεύγους έδρας-βαλβίδας.

Κόστος βαλβίδας και επισκευής

Κατά μέσο όρο, οι βαλβίδες τιτανίου είναι πιο ακριβές από τις ατσάλινες. Πρώτον, επειδή το τιτάνιο είναι πολύ πιο ακριβό στην κατασκευή από τον χάλυβα. Δεύτερον, στην παραγωγή βαλβίδων τιτανίου απαιτούνται επιπλέον στάδια παραγωγής (επικάλυψη). Και τέλος, το μάρκετινγκ.

Αν και μερικές φορές μπορείτε να βρείτε βαλβίδες από χάλυβα, το κόστος των οποίων είναι ανάλογο με αυτές από τιτάνιο. Πιο συχνά αυτή η εικόνα παρατηρείται με γνήσια ανταλλακτικά, όπου το κύριο ποσοστό του κόστους είναι το μάρκετινγκ.

Σε περίπτωση βλάβης της λοξοτομής, η αποκατάσταση μιας χαλύβδινης βαλβίδας θα κοστίσει 3-4 φορές λιγότερο από μια βαλβίδα τιτανίου.

Πόρος

«Ανοιχτό» της βαλβίδας τιτανίου Yamaha Phazer 500 και «ανοιχτό» της χαλύβδινης βαλβίδας KTM EXC 450

Λόγω του λεπτού προστατευτική επίστρωσηΟι βαλβίδες τιτανίου είναι πράγματι πιο ιδιότροπες από τις ατσάλινες, ειδικά με απροσεξία και ανεπιφύλακτη συντήρηση. Όμως, σύμφωνα με την εμπειρία, τόσο οι βαλβίδες από χάλυβα όσο και από τιτάνιο, με την κατάλληλη φροντίδα και συντήρηση, διαρκούν εξίσου πολύ.

Κατά τη διάρκεια της εργασίας μας, έπρεπε να δούμε «σκοτωμένες» βαλβίδες σε χαμηλά χιλιόμετρα, τόσο σε κιτ χάλυβα όσο και σε κιτ τιτανίου.

Είναι λογικό να αλλάζετε τις χαλύβδινες βαλβίδες τιτάνιοσε περιπτώσεις όπου:

Ο κινητήρας λειτουργεί τακτικά σε υψηλές στροφές

Σχεδιάζεται ο εκσυγχρονισμός του κινητήρα για αύξηση της ισχύος

Πραγματοποιείται τακτική συντήρηση του εξοπλισμού υψηλής ποιότητας

Υπάρχει μια αλλαγή στον σκοπό της τεχνικής (από enduro σε cross, για παράδειγμα)

Είναι λογικό να αλλάζετε τις βαλβίδες τιτανίου σε ατσάλιαν:

Ο κινητήρας δεν λειτουργεί σε υψηλές στροφές

Δυσκολία στη συντήρηση (self-service και επισκευή)

Δεν είναι δυνατή η επεξεργασία των καθισμάτων (είναι δυνατή η λείανση των βαλβίδων)

Το αντίστοιχο τιτάνιο είναι πολύ ακριβό

Χρησιμοποιείτε πάντα μόνο εκείνα τα ελατήρια που είναι σχεδιασμένα για αυτόν τον τύπο βαλβίδας!

Όταν χρησιμοποιείτε νέες βαλβίδες, συνιστούμε ανεπιφύλακτα τα καθίσματα να είναι μηχανικά κατεργασμένα (λοξοτομημένα) με καλό εξοπλισμό. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν χρησιμοποιείτε βαλβίδες τιτανίου. Δεν επιτρέπεται το τύλιγμα των βαλβίδων τιτανίου.

13 Φεβρουαρίου 2018 στις 6:13 μ.μ

Το κανονικό ξύλο έχει κατασκευαστεί ισχυρότερο από χάλυβα ή τιτάνιο

• Λαϊκή επιστήμη

Το ξύλο είναι εξαιρετικό υλικό για ... τα πάντα. Όλα όσα μπορείτε να φανταστείτε είναι φτιαγμένα από αυτό. Το μόνο που λείπει είναι η δύναμη. Πολλοί τύποι ξύλου είναι πολύ σκληροί, αλλά δυστυχώς όχι αρκετά σκληροί για να χρησιμοποιηθούν ευρύτερα. Ειδικοί από τις ΗΠΑ πέτυχαν αύξηση στα χαρακτηριστικά αντοχής του ξύλου με ειδική επεξεργασία.

Μετά την επεξεργασία του ξύλου σύμφωνα με μια νέα μέθοδο, η αντοχή του δεκαπλασιάζεται, γίνεται ισχυρότερο από τον χάλυβα ή το τιτάνιο. Ταυτόχρονα, το ξύλο παραμένει φιλικό περιβάλλονυλικό εναλλακτικό των πλαστικών ή των μετάλλων.

«Στην πραγματικότητα, αυτό νέα τάξηυλικά με μεγάλες δυνατότητες», δήλωσε ο Lee Teng, ειδικός στο Πανεπιστήμιο του Maryland. Η εργασία του Teng και των συναδέλφων του δημοσιεύτηκε στις 7 Φεβρουαρίου στο έγκυρο επιστημονικό περιοδικό Nature.

Οι προσπάθειες ενίσχυσης του δέντρου, αλλαγής των χαρακτηριστικών του με τον ένα ή τον άλλο τρόπο δεν σταματούν εδώ και δεκαετίες. Ορισμένες μέθοδοι είναι επιτυχείς, άλλες όχι. Μεταξύ των επιτυχημένων είναι η απομόνωση μικροϊνών κυτταρίνης, η οποία καθιστά δυνατή τη δημιουργία υλικών που είναι επαρκώς ανθεκτικά στις εξωτερικές επιδράσεις.

Όμως ο Teng και οι συνεργάτες του αποφάσισαν να προσεγγίσουν το πρόβλημα από μια διαφορετική οπτική γωνία. Οι ερευνητές εστίασαν στην τροποποίηση της πορώδους δομής του φυσικού ξύλου. Αρχικά προσπάθησαν να βράσουν διαφορετικές ποικιλίεςξύλο, συμπεριλαμβανομένης της βελανιδιάς, σε διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου και θειώδους νατρίου για επτά ώρες. Αυτή η διαδικασία άφησε την κυτταρινική δομή πρακτικά ανέπαφη, αλλά τα συστατικά που περιβάλλουν την κυτταρίνη είχαν μερικώς εξαφανιστεί. Ένα τέτοιο συστατικό είναι η λιγνίνη, ένα πολυμερές που δεσμεύει την κυτταρίνη.

Στη συνέχεια η ομάδα τοποθετήθηκε ξύλινος κύβοςκάτω από την πρέσα, θερμαίνοντάς το ταυτόχρονα στους 100 βαθμούς Κελσίου. Ως αποτέλεσμα, σχηματίστηκαν ξύλινες σανίδες με πάχος το ένα πέμπτο των προηγούμενων παραμέτρων. Επιπλέον, αυτό το υλικό αποδείχθηκε ότι ήταν τρεις φορές πιο πυκνό από το φυσικό ξύλο και 11,5 φορές πιο ισχυρό. Προηγούμενες προσπάθειες ενίσχυσης των χαρακτηριστικών αντοχής οδήγησαν σε αύξηση αυτής της παραμέτρου κατά το πολύ 3-4 φορές.

Η σάρωση των ινών του νέου υλικού με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο έδειξε ότι η συμπίεση καταστρέφει τους σωλήνες κυτταρίνης, οι οποίοι συμπιέζονται και περιπλέκονται μεταξύ τους. «Παίρνετε νανοΐνες που τοποθετούνται κατά μήκος του άξονα ανάπτυξης του δέντρου, αλληλένδετες», είπε ένας από τους συμμετέχοντες στη μελέτη.

Προκειμένου να ελέγξει πόσο ανθεκτικό είναι το «νέου τύπου ξυλείας» σε εξωτερικούς παράγοντες, η ομάδα άρχισε να πυροβολεί τις παλέτες με ένα βαλλιστικό κανόνι, το οποίο συνήθως χρησιμοποιείται για τη δοκιμή της αντοχής των στρατιωτικών οχημάτων. Όπως αποδείχθηκε, το τροποποιημένο ξύλο αντέχει την πρόσκρουση ενός χαλύβδινου βλήματος 46 γραμμαρίων που πετά με ταχύτητα περίπου 30 μέτρων το δευτερόλεπτο.

Αυτή είναι, φυσικά, πολύ πιο αργή από την ταχύτητα μιας σφαίρας που εκτοξεύεται από την κάννη ενός πυροβόλου όπλου, αλλά εξακολουθεί να είναι ένα σταθερό επίτευγμα. Αυτή η ταχύτητα είναι περίπου ίδια με την ταχύτητα του οχήματος πριν από τη σύγκρουση με ένα εμπόδιο. Ναι, οι Αμερικανοί πιστεύουν ότι η μέθοδός τους επιτρέπει τη δημιουργία υλικού κατάλληλου για την αυτοκινητοβιομηχανία.

Οι ειδικοί λένε ότι η ομάδα βελτίωσης δέντρων περιπλέκει υπερβολικά τη διαδικασία, η οποία θα μπορούσε να είναι πολύ πιο απλή. Για παράδειγμα, μόνο η έκθεση σε υψηλή θερμοκρασία, ατμό και πίεση μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τα χαρακτηριστικά αντοχής του υλικού. Ή μπορείτε απλά να βράσετε τα ξύλα για 7 ώρες σε διάλυμα καυστικής σόδας. Το αποτέλεσμα είναι ένα αρκετά ανθεκτικό υλικό. Η προστασία 24 στρώσεων από ένα τέτοιο δέντρο συγκρατεί μια σφαίρα 9 χιλιοστών, η οποία εκτοξεύεται από ένα πιστόλι.

Η Mikaeela Eder, ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Max Planck, πιστεύει ότι η πίεση ενισχύει επίσης το ξύλο - αν και σε αυτή την περίπτωση δεν είναι σαφές πόσο ισχυρά είναι υφασμένα οι νανοΐνες μεταξύ τους. Ωστόσο, οι συγγραφείς του πρωτότυπου έργου είναι βέβαιοι ότι μόνο η τεχνική τους μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη δύναμη του δέντρου. Οι συνάδελφοι συμφωνούν μαζί τους, λέγοντας ότι το έργο έχει μεγάλες δυνατότητες και στο μέλλον θα είναι δυνατό να δημιουργηθεί μια εμπορική τεχνολογία για την παραγωγή ανθεκτικών οικοδομικά υλικάαπό ξύλο.

Η κατασκευή πανοπλίας ξεκινά όχι από τη στιγμή που ο πλοίαρχος αρχίζει να λυγίζει πλάκες ή δακτυλίους πριτσινιών, αλλά από την επιλογή μετάλλου. Για την ακρίβεια - από την παραγωγή του. Ούτε τα παλιά χρόνια, όταν οι σιδηρουργοί μόλις μάθαιναν πώς να φτιάχνουν πανοπλίες, τόσο ενδιαφέρουσες για εμάς σήμερα, ούτε τώρα μπορούμε να το κάνουμε χωρίς. Αρκετές επιλογές είναι κοινές στη σύγχρονη αγορά, τις οποίες θα εξετάσουμε.

Λοιπόν, ας πούμε ότι δεν έχουμε σίδηρο με φουσκάλες, ένα πραγματικό σφυρηλάτηση και την ικανότητα να μυρίζουμε μέταλλο από μετάλλευμα μόνοι μας. Όλοι βρίσκονται σε μια τέτοια κατάσταση, ας πούμε χωρίς υπερβολές. Και, παρόλο που ο καθένας λύνει αυτό το πρόβλημα με τον δικό του τρόπο, η επιλογή των υλικών τους δεν είναι τόσο μεγάλη.

Αυτά τα υλικά είναι αρκετά εύκολο να απαριθμηθούν - αυτό θα κάνουμε. Ο χάλυβας St3 είναι ο πιο τυπικός και απλούστερος, από τον οποίο μπορείτε να φτιάξετε το δικό σας σύμπλεγμα. Διαφέρει από το ατσάλι που είχαν στη διάθεση των σιδηρουργών παλιά, τουλάχιστον στο ότι αυτό το ατσάλι είναι εργοστασιακό και η σύνθεσή του είναι φυσικά στάνταρ, όπου κι αν αγοράσεις. Συνήθως πρόκειται για φύλλα πάχους περίπου ενός χιλιοστού. Εάν ο χάλυβας είναι παχύτερος, τότε η θωράκιση θα είναι πολύ βαριά, εάν είναι πιο λεπτή - όχι αρκετά ισχυρή. Ο σύγχρονος χάλυβας είναι ισχυρότερος από τον μεσαιωνικό χάλυβα, μπορεί να χτυπηθεί πολύ εύκολα, με οποιοδήποτε σχήμα, και το αποτέλεσμα είναι καλή πανοπλία - φυσικά, εάν το υλικό βρίσκεται στα χέρια ενός έμπειρου τεχνίτη. Αυτό το ατσάλι είναι υψηλότερο σε ποιότητα από ό, τι ήταν κάποτε στη διάθεση των τεχνιτών, αλλά γενικά είναι αρκετά κατάλληλο για τη δημιουργία πανοπλίας. Είναι πιο ανθεκτικό, υφίσταται διαφορετική επεξεργασία, αλλά είναι το πιο κοντινό στο αυθεντικό υλικό που είναι άμεσα διαθέσιμο στην αγορά.

Το μέσο βάρος ενός σετ θωράκισης από χάλυβα St3 είναι 20-25 κιλά, μερικές φορές μπορεί να φτάσει και τα 30. Φυσικά, μπορείτε εύκολα να κινηθείτε μέσα σε αυτά μόνο εάν έχετε την ικανότητα, αλλά όποιος έχει προπονηθεί περισσότερο ή λιγότερο τακτικά γνωρίζει πώς επιτυγχάνεται αυτή η ικανότητα. Εκτός από το χάλυβα αυτής της κοινής μάρκας, υπάρχουν και άλλες επιλογές. Για παράδειγμα, στον Μεσαίωνα, το τιτάνιο ήταν εντελώς άγνωστο, αλλά οι σύγχρονοι αναπαραγωγοί κατασκευάζουν πανοπλίες από αυτό, και μάλιστα με μεγάλη επιτυχία. Φυσικά, δεν μιλάμε για τιτάνιο στην καθαρή του μορφή, αλλά για ένα σύνθετο κράμα με τιτάνιο. Το κράμα τιτανίου είναι πιο ανθρακούχο από το ατσάλι, είναι πιο ισχυρό και ελαφρύτερο, δεν ζαρώνει από κρούσεις και είναι πιο εύκολο στην επεξεργασία, έτσι ώστε να μπορεί να κατασκευαστεί θωράκιση από αυτό πιο γρήγορα. Η αντοχή του κράματος είναι τέτοια που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή πλακών πάχους μικρότερου από ένα χιλιοστό - περίπου 0,8. Το μικρότερο πάχος συνεπάγεται σημαντικά μικρότερο βάρος που θα φέρει ένας μαχητής στους ώμους του όταν μπει στις λίστες. Έτσι, το σύμπλεγμα "τιτανίου" ζυγίζει κατά μέσο όρο περίπου 15 κιλά, και το βαρύτερο - έως 20, το κατώτερο όριο για συνηθισμένη πανοπλία. Για παράδειγμα, τα γάντια πλάκας, λόγω της χρήσης αυτού του κράματος, χάνουν περίπου το 30 τοις εκατό του συνηθισμένου βάρους τους, η προστασία σώματος του ίδιου μοντέλου, αντί για 20, μπορεί να ζυγίζει 12 κιλά.

Τέλος, η πανοπλία κατασκευάζεται συχνά από από ανοξείδωτο χάλυβα- ένα κράμα που δεν διαβρώνεται. Σε γενικές γραμμές, τα χαρακτηριστικά μιας τέτοιας θωράκισης θα είναι τα ίδια με εκείνα της θωράκισης από CT3, αλλά ο ιδιοκτήτης απαλλάσσεται από την ανάγκη να καθαρίζει συνεχώς τη θωράκιση που έχει σκουριάσει από δροσιά ή βροχή. Έτσι, η «ανοξείδωτη» πανοπλία είναι ευκολότερο να συντηρηθεί, αλλά η ιστορικότητά τους αμφισβητείται από ορισμένους λόγω του γεγονότος ότι η πραγματική αυθεντική πανοπλία είναι απλά δεσμευμένη να σκουριάσει. Οι σύγχρονοι κανόνες δεν απαγορεύουν τη χρήση ανοξείδωτου χάλυβα στην κατασκευή σετ προστατευτικού εξοπλισμού, αλλά η ορθότητα της χρήσης τους από την άποψη της ιστορικής ανασυγκρότησης του Μεσαίωνα παραμένει ένα αμφιλεγόμενο ζήτημα.

Πιθανώς, έχουν γραφτεί επιστημονικές μονογραφίες για σχεδόν καθένα από τα 108 γνωστά στοιχεία, περισσότερες από μία φορές έχουν γίνει προσπάθειες να μιλήσουμε για όλα τα στοιχεία ταυτόχρονα, αλλά εδώ θα μιλήσουμε για το μέταλλο του μέλλοντος - ΤΙΤΑΝΙΟ.

Μέχρι το 1795, το στοιχείο με αριθμό 22 ονομαζόταν "menakin". Έτσι ονομάστηκε το 1791 από τον Άγγλο χημικό και ορυκτολόγο William Gregor, ο οποίος ανακάλυψε ένα νέο στοιχείο στο ορυκτό μενακανίτη. Τέσσερα χρόνια μετά την ανακάλυψη του Γκρέγκορ, ο Γερμανός χημικός Μάρτιν Κλάπροθ ανακάλυψε ένα νέο χημικό στοιχείοσε ένα άλλο ορυκτό - το ρουτίλιο - και προς τιμή της βασίλισσας των ξωτικών Τιτανία, (γερμανική μυθολογία) το ονόμασε τιτάνιο ... Σύμφωνα με μια άλλη εκδοχή, το όνομα του στοιχείου προέρχεται από τους Τιτάνες, την πανίσχυρη υιική θεά της γης Γαία (ελληνική μυθολογία). Το 1797 έγινε σαφές ότι ο Γκρέγκορ και ο Κλάπροθ είχαν ανακαλύψει το ίδιο στοιχείο, και παρόλο που ο Γκρέγκορ το είχε κάνει νωρίτερα, το όνομα που του έδωσε ο Κλάπροθ επιβεβαιώθηκε πίσω από το νέο στοιχείο. Αλλά ούτε ο Γκρέγκορ ούτε ο Κλάπροθ κατάφεραν να πάρουν δημοτικό τιτάνιο... Η λευκή κρυσταλλική σκόνη που απομόνωσαν ήταν διοξείδιο του τιτανίου TiO2... Για πολύ καιρό, κανένας από τους χημικούς δεν κατάφερε να μειώσει αυτό το οξείδιο και να απομονώσει καθαρό μέταλλο από αυτό. Το 1823, ο Άγγλος επιστήμονας W. Wollaston ανέφερε ότι οι κρύσταλλοι που ανακάλυψε στις μεταλλουργικές σκωρίες του εργοστασίου Mortyr-Tydville δεν ήταν τίποτα άλλο από καθαρό τιτάνιο... Και 33 χρόνια αργότερα, ο διάσημος Γερμανός χημικός F. Wöhler απέδειξε ότι αυτοί οι κρύσταλλοι ήταν και πάλι μια ένωση τιτανίου, αυτή τη φορά ένα ανθρακικό νιτρίδιο που μοιάζει με μέταλλο.

Για πολλά χρόνια πίστευαν ότι μεταλλικό τιτάνιοελήφθη για πρώτη φορά από τον Berzelius το 1825 κατά τη διάρκεια της αναγωγής του φθοριοτιτανίου καλίου μεταλλικό νάτριο... Ωστόσο, σήμερα, συγκρίνοντας τις ιδιότητες του τιτανίου και του προϊόντος που έλαβε ο Berzelius, μπορεί να υποστηριχθεί ότι ο πρόεδρος της Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών έκανε λάθος, επειδή το καθαρό τιτάνιο διαλύεται γρήγορα σε υδροφθορικό οξύ (σε αντίθεση με πολλά άλλα οξέα) και μεταλλικό τιτάνιοΟ Μπερζέλιους αντιστάθηκε επιτυχώς στη δράση της.

Στην πραγματικότητα τιτάνιοελήφθη για πρώτη φορά μόνο το 1875 από τον Ρώσο επιστήμονα D.K. Κιρίλοφ. Τα αποτελέσματα αυτής της εργασίας δημοσιεύονται στο μπροσούρα του «Έρευνα για το τιτάνιο». Αλλά το έργο ενός ελάχιστα γνωστού Ρώσου επιστήμονα πέρασε απαρατήρητο. Μετά από άλλα 12 χρόνια, ένα αρκετά καθαρό προϊόν - περίπου 95% τιτάνιο - αποκτήθηκε από τους συμπατριώτες του Berzelius, τους διάσημους χημικούς L. Nilsson και O. Peterson, οι οποίοι μείωσαν το τετραχλωριούχο τιτάνιο με μεταλλικό νάτριο σε μια γεωμετρική βόμβα χάλυβα. Το 1895, ο Γάλλος χημικός A. Moissant, αναστ διοξείδιο τιτανίουάνθρακα σε κλίβανο τόξου και υποβάλλοντας το προκύπτον υλικό σε διπλή διύλιση, ελήφθη τιτάνιο, που περιείχε μόνο 2% ακαθαρσίες, κυρίως άνθρακα. Τελικά, το 1910, ο Αμερικανός χημικός M. Hunter, έχοντας βελτιώσει τη μέθοδο των Nilsson και Peterson, κατάφερε να αποκτήσει αρκετά γραμμάρια τιτανίου περίπου 99% καθαρού. Γι' αυτό, στα περισσότερα βιβλία, η προτεραιότητα απόκτησης μεταλλικού τιτανίου αποδίδεται στον Hunter και όχι στους Kirillov, Nilsson ή Moissan. Ωστόσο, ούτε ο Hunter ούτε οι σύγχρονοί του προέβλεψαν ένα μεγάλο μέλλον για τον τιτάνα. Μόνο μερικά δέκατα του ποσοστού των ακαθαρσιών περιέχονταν στο μέταλλο, αλλά αυτές οι ακαθαρσίες έκαναν το τιτάνιο εύθραυστο, εύθραυστο, ακατάλληλο για μηχανική επεξεργασία... Ως εκ τούτου, μερικοί ενώσεις τιτανίουβρήκε εφαρμογές νωρίτερα από το ίδιο το μέταλλο.

Τετραχλωρίδιο τιτάνιογια παράδειγμα, χρησιμοποιήθηκε ευρέως στον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο για τη δημιουργία προπτώσεων καπνού. ΤΟ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑ ΤΟΥ ΔΥΟ ΟΞΕΙΔΙΟΥ οδηγωκαι ψευδάργυρος, όπως έγινε πριν, αλλά από διοξείδιο του τιτανίου. Τέτοιο λευκό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βάψετε μια επιφάνεια πολλές φορές μεγαλύτερη από ό,τι με την ίδια ποσότητα λευκού μολύβδου ή ψευδαργύρου. Επιπλέον, το λευκό τιτάνιο έχει υψηλότερη ανακλαστικότητα, δεν είναι δηλητηριώδη και δεν σκουραίνει υπό την επίδραση του υδρόθειου. ιατρική βιβλιογραφίαπεριέγραψε την υπόθεση.

Διοξείδιο τιτανίουείναι μέρος μαζών πορσελάνης, πυρίμαχων ποτηριών, κεραμικών υλικών με υψηλή διηλεκτρική σταθερά. Ως πληρωτικό που αυξάνει την αντοχή και την αντίσταση στη θερμότητα, εισάγεται σε ενώσεις καουτσούκ, ωστόσο, όλα τα πλεονεκτήματα των ενώσεων τιτανίου φαίνονται ασήμαντα σε σχέση με τις μοναδικές ιδιότητες του μεταλλικού τιτανίου.

ΤΙΤΑΝΙΟΥ ΤΟ 1925, οι Ολλανδοί επιστήμονες van Arkel και de Boer έλαβαν τιτάνιο με τη μέθοδο του ιωδιούχου (για αυτόν - παρακάτω) υψηλός βαθμόςκαθαρότητα - 99,9%. Σε αντίθεση με το τιτάνιο που παρήγαγε ο Hunter, είχε πλαστικότητα: μπορούσε να σφυρηλατηθεί στο κρύο, να τυλιχτεί σε φύλλα, ταινία, σύρμα, ακόμη και στο λεπτότερο φύλλο. Αλλά ούτε αυτό είναι το κύριο πράγμα. Η μελέτη των φυσικοχημικών ιδιοτήτων του μεταλλικού τιτανίου οδήγησε σε σχεδόν φανταστικά αποτελέσματα. Αποδείχθηκε, για παράδειγμα, ότι το τιτάνιο, όντας σχεδόν δύο φορές ελαφρύτερο από το σίδηρο (πυκνότητα τιτανίου 4,5 g / cm3), ξεπερνά σε αντοχή πολλούς χάλυβες. Οι συγκρίσεις με το αλουμίνιο αποδείχτηκαν επίσης υπέρ του τιτανίου: το τιτάνιο είναι μόνο μιάμιση φορά βαρύτερο από το αλουμίνιο, αλλά έξι φορές ισχυρότερο και, το πιο σημαντικό, διατηρεί την αντοχή του σε θερμοκρασίες έως 500 C (και με την προσθήκη στοιχεία κράματος - έως 650 C), ενώ η αντοχή των κραμάτων αλουμινίου και μαγνησίου μειώνεται απότομα ήδη στους 300C. Το τιτάνιο έχει επίσης σημαντική σκληρότητα: είναι 12 φορές σκληρότερο από το αλουμίνιο, 4 φορές πιο σκληρό από το σίδηρο και τον χαλκό. Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός μετάλλου είναι το σημείο διαρροής του. Όσο υψηλότερο είναι, τόσο καλύτερα τα μέρη που κατασκευάζονται από αυτό το μέταλλο αντέχουν σε λειτουργικά φορτία, τόσο περισσότερο διατηρούν το σχήμα και το μέγεθός τους.

Σημείο διαρροής τιτανίουσχεδόν 18 φορές υψηλότερο από αυτό του αλουμινίου. Σε αντίθεση με τα περισσότερα μέταλλα, το τιτάνιο έχει σημαντική ηλεκτρική αντίσταση: αν η ηλεκτρική αγωγιμότητα του αργύρου ληφθεί ως 100, τότε η ηλεκτρική αγωγιμότητα του χαλκού είναι 94, το αλουμίνιο - 60, ο σίδηρος και η πλατίνα - 15 και το τιτάνιο - μόνο 3,8. Δεν χρειάζεται να εξηγηθεί σχεδόν καθόλου ότι αυτή η ιδιότητα, όπως και η μη μαγνητική φύση του τιτανίου, ενδιαφέρει τη ραδιοηλεκτρονική και την ηλεκτρική μηχανική. Η αντίσταση στη διάβρωση του τιτανίου είναι αξιοσημείωτη. Σε ένα πιάτο από αυτό το μέταλλο για 10 χρόνια ζωής θαλασσινό νερόδεν εμφανίστηκαν ίχνη διάβρωσης. Για μια τέτοια περίοδο, μόνο αναμνήσεις θα είχαν μείνει από τη σιδερένια πλάκα. Επομένως, το ενδιαφέρον για το τιτάνιο των σχεδιαστών αεροσκαφών, των ναυπηγών και των υδρο-κατασκευαστών δεν είναι τυχαίο. Στα τέλη του 1968 απογειώθηκε το πρώτο υπερηχητικό επιβατηγό Tu-144 στον κόσμο. Τα πηδάλια, τα πηδάλια και ορισμένα άλλα μέρη αυτού του γιγαντιαίου αεροσκάφους, τα οποία θερμαίνονται σε υψηλές θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της πτήσης, είναι κατασκευασμένα από τιτάνιο.

ΠΩΣ ΛΑΜΒΑΝΕΤΑΙ ΤΟ ΤΙΤΑΝΙΟ.

Η τιμή είναι αυτό που εξακολουθεί να επιβραδύνεται σήμερα παραγωγήκαι κατανάλωση τιτάνιο... Πράγματι, υψηλή τιμή- δεν είναι συγγενές ελάττωμα τιτανίου. Υπάρχει πολύ στον φλοιό της γης - 0,63%. Ακριβή τιμή - συνέπεια της εξαιρετικής πολυπλοκότητας της εξόρυξης τιτάνιοαπό μεταλλεύματα. Αν δεχτούμε το κόστος τιτάνιοσε συμπύκνωμα ανά μονάδα, τότε το κόστος του τελικού προϊόντος είναι φύλλο τιτανίουεκατοντάδες φορές περισσότερο. Αυτό εξηγείται από την υψηλή συγγένεια του τιτανίου για πολλά στοιχεία και την αντοχή των χημικών δεσμών στις φυσικές του ενώσεις. Εξ ου και η πολυπλοκότητα της τεχνολογίας. Έτσι μοιάζει το θερμικό μαγνήσιο μέθοδος παραγωγής τιτανίου, που αναπτύχθηκε το 1940 από τον Αμερικανό επιστήμονα W. Krol.

Το διοξείδιο του τιτανίου με τη βοήθεια χλωρίου (παρουσία άνθρακα) μετατρέπεται σε τετραχλωριούχο τιτάνιο: TiO2 + C + 2Cl2 = TiCl4 + CO2 Η διαδικασία είναι εντατική και ενεργοβόρα παραγωγή τιτανίου, γίνεται ήδη μια από τις πιο σημαντικούς κλάδους της μεταλλουργίας. Εάν το 1947 οι ΗΠΑ παρήγαγαν μόνο 2 τόνους αυτού του μετάλλου, τότε σε 15 χρόνια - περισσότερους από 350 χιλιάδες τόνους Και το 1975 η κατανάλωση τιτανίου σε πλινθώματα στις ΗΠΑ ανήλθε σε περισσότερους από 12 εκατομμύρια τόνους.

Φαίνεται, πιο πρόσφατα τιτάνιοονομαζόταν σπάνιο μέταλλο - τώρα είναι το πιο σημαντικό δομικό υλικό. Αυτό εξηγείται μόνο από ένα πράγμα: σπάνιο στους ηλεκτρικούς φούρνους των ορυχείων στους 800 - 1250 C. Μια άλλη επιλογή είναι η χλωρίωση σε λιωμένο αλάτι αλκαλιμέταλλα NaCl και KCl. Η επόμενη επέμβαση (εξίσου σημαντική και χρονοβόρα) - καθαρισμός του TiCl4 από ακαθαρσίες - πραγματοποιείται διαφορετικοί τρόποικαι ουσίες. Το τετραχλωριούχο τιτάνιο υπό κανονικές συνθήκες είναι ένα υγρό με σημείο βρασμού 136 C. Είναι πιο εύκολο να σπάσει ο δεσμός μεταξύ τιτανίου και χλωρίου παρά με το οξυγόνο. Αυτό μπορεί να γίνει με μαγνήσιο σύμφωνα με την αντίδραση: TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2. Η αντίδραση αυτή γίνεται σε χαλύβδινους αντιδραστήρες στους 900 C. Ως αποτέλεσμα, οι λεγόμενοι σφουγγάρι τιτανίου, μαγνήσιο και χλωριούχο μαγνήσιο. Εξατμίζονται σε σφραγισμένη συσκευή κενού στους 950 C και ο σπόγγος τιτανίου στη συνέχεια πυροσυσσωματώνεται ή ξανατήκεται σε συμπαγές μέταλλο. Η νατριοθερμική μέθοδος λήψης μεταλλικού τιτανίου, κατ' αρχήν, διαφέρει ελάχιστα από τη θερμική μαγνήσιο. Αυτές οι δύο μέθοδοι είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες στη βιομηχανία. Για την απόκτηση καθαρότερου τιτανίου, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται η μέθοδος ιωδιδίου που προτείνεται από τους van Arkel και de Boer. Το μεταλλοθερμικό σπογγώδες τιτάνιο μετατρέπεται σε ιωδιούχο TiI4, το οποίο στη συνέχεια εξαχνώνεται σε κενό. Στο δρόμο τους, οι ατμοί ιωδιούχου τιτανίου συναντούν σύρμα τιτανίου που θερμαίνεται στους 1400 C. Σε αυτή την περίπτωση, το ιωδίδιο αποσυντίθεται και ένα στρώμα καθαρού τιτανίου αναπτύσσεται στο σύρμα. Αυτή η μέθοδος παραγωγής τιτανίου είναι μη παραγωγική και δαπανηρή· ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται στη βιομηχανία σε πολύ περιορισμένο βαθμό. Παρά τον συνδυασμό χρήσιμες ιδιότητεςαριθμός στοιχείου 22. Και, φυσικά, οι ανάγκες της τεχνολογίας.

ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΤΙΤΑΝΙΟΥ

Ρόλος τιτάνιοπως δομικό υλικό, η βάση των κραμάτων υψηλής αντοχής για την αεροπορία, τη ναυπηγική και την πυραυλική βιομηχανία, αναπτύσσεται με ταχείς ρυθμούς. Είναι στα κράματα που πηγαίνει το μεγαλύτερο μέρος του τιτανίου που τήκεται στον κόσμο. Ένα ευρέως γνωστό κράμα για την αεροπορική βιομηχανία, που αποτελείται από 90% τιτάνιο, 6% αλουμίνιο και 4% βανάδιο. Το 1976, ο αμερικανικός Τύπος ανέφερε για ένα νέο κράμα για τον ίδιο σκοπό: 85% τιτάνιο, 10% βανάδιο, 3% αλουμίνιο και 2% σίδηρος. Υποστηρίζεται ότι αυτό το κράμα δεν είναι μόνο καλύτερο, αλλά και πιο οικονομικό. Γενικά, τα κράματα τιτανίου περιέχουν πολλά στοιχεία, μέχρι πλατίνα και παλλάδιο. Τα τελευταία (σε ποσότητα 0,1 - 0,2%) αυξάνουν την ήδη υψηλή χημική αντοχή κράματα τιτανίου. Αντοχή τιτανίουαύξηση και τέτοια «πρόσθετα κραμάτων» όπως το άζωτο και το οξυγόνο. Αλλά μαζί με τη δύναμη, αυξάνουν τη σκληρότητα και, το πιο σημαντικό, την ευθραυστότητα. τιτάνιο, επομένως, η περιεκτικότητά τους ελέγχεται αυστηρά: δεν επιτρέπεται περισσότερο από 0,15% οξυγόνο και 0,05% άζωτο στο κράμα. Εκτός από αυτό τιτάνιοακριβά, η αντικατάστασή τους με φθηνότερα υλικά σε πολλές περιπτώσεις αποδεικνύεται οικονομικά βιώσιμη. Ιδού ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα.

Το σώμα μιας χημικής συσκευής, κατασκευασμένο από ανοξείδωτο χάλυβα, κοστίζει 150 ρούβλια και από κράμα τιτανίου- 600 ρούβλια, αλλά ταυτόχρονα ο αντιδραστήρας χάλυβα διαρκεί μόνο 6 μήνες και τιτάνιο- 10 χρόνια. Προσθέστε το κόστος αντικατάστασης των αντιδραστήρων από χάλυβα, αναγκαστική διακοπή λειτουργίαςεξοπλισμό - και θα γίνει προφανές τι να χρησιμοποιήσετε ακριβό τιτάνιοείναι πιο κερδοφόρο από τον χάλυβα. Σημαντικές ποσότητες τιτάνιοχρησιμοποιεί μεταλλουργία.

Υπάρχουν εκατοντάδες ποιότητες χάλυβα και άλλων κραμάτων στα οποία περιλαμβάνεται το τιτάνιο ως πρόσθετο κράματος. Εισάγεται για τη βελτίωση της δομής των μετάλλων, την αύξηση της αντοχής και της αντοχής στη διάβρωση. Μερικές πυρηνικές αντιδράσεις πρέπει να γίνονται σε ένα σχεδόν απόλυτο κενό. Με τις αντλίες υδραργύρου, το κενό μπορεί να φτάσει σε αρκετά δισεκατομμυριοστά της ατμόσφαιρας. Αλλά αυτό δεν είναι αρκετό και οι αντλίες υδραργύρου δεν είναι ικανές για περισσότερα. Η περαιτέρω εκκένωση του αέρα πραγματοποιείται με ειδικές αντλίες τιτανίου. Επιπλέον, για να επιτευχθεί ακόμη μεγαλύτερο κενό στην εσωτερική επιφάνεια του θαλάμου, όπου λαμβάνουν χώρα οι αντιδράσεις, ένα λεπτό διασκορπισμένο τιτάνιο... Το τιτάνιο αναφέρεται συχνά ως το μέταλλο του μέλλοντος. Τα γεγονότα που έχουν ήδη στη διάθεσή τους η επιστήμη και η τεχνολογία πείθουν ότι αυτό δεν είναι απολύτως αλήθεια - το τιτάνιο έχει ήδη γίνει το μέταλλο του παρόντος.

Μόνο τρία τεχνικά σημαντικά μέταλλο - αλουμίνιο, σίδηρο και μαγνήσιο- πιο συνηθισμένο στη φύση παρά τιτάνιο... Ποσότητα τιτάνιοστον φλοιό της γης τα αποθέματα χαλκού, ψευδαργύρου, μολύβδου, χρυσού, αργύρου, πλατίνας, χρωμίου, βολφραμίου, υδραργύρου, μολυβδαινίου, βισμούθιου, αντιμονίου, νικελίου και κασσίτερου μαζί είναι αρκετές φορές υψηλότερα.

Τιτάνιοχρησιμοποιείται για παραγωγήκυλίνδρους στους οποίους μπορούν να αποθηκευτούν αέρια πολύς καιρόςυπό μεγάλη πίεση. Στους αμερικανικούς πυραύλους Atlas κατασκευάζονται σφαιρικές δεξαμενές για την αποθήκευση συμπιεσμένου ηλίου τιτάνιο. Κράμα τιτανίουκατασκευή δεξαμενών υγρού οξυγόνου που χρησιμοποιούνται σε πυραυλοκινητήρες.

Στον Συνδυασμό Τιτανίου-Μαγνησίου Ust-Kamenogorsk, για πρώτη φορά σε αυτόν τον κλάδο, χρησιμοποιήθηκαν υπολογιστικές μηχανές «Mars» για τον έλεγχο των τεχνολογικών διεργασιών. Χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας, της πίεσης και άλλων παραμέτρων της διαδικασίας παραγωγής σπόγγου τιτανίου.

Είναι ωραίο να το σκέφτεσαι το τιτάνιο μπορεί να υποστεί μηχανική επεξεργασίαπαρόμοια με τους ανοξείδωτους χάλυβες. Αυτό σημαίνει ότι η κατεργασία τιτανίου είναι 4-5 φορές πιο δύσκολη από τον συμβατικό χάλυβα, αλλά αυτό δεν είναι ακόμα ένα ανυπέρβλητο πρόβλημα. Το κύριο προβλήματα επεξεργασίας τιτανίου- αυτή είναι η μεγάλη τάση του να κολλάει και να γδάρει, η χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, καθώς και το γεγονός ότι σχεδόν όλα τα μέταλλα και τα πυρίμαχα υλικά διαλύονται στο τιτάνιο, με αποτέλεσμα να είναι κράμα τιτανίου και στερεό υλικόεργαλείο που κόβει. Μια τέτοια επεξεργασία προκαλεί γρήγορη φθορά του κόφτη. Τα ψυκτικά χρησιμοποιούνται για τη μείωση της πρόσφυσης και του γρατσουνίσματος και για τη διάχυση μεγάλων ποσοτήτων θερμότητας που παράγεται κατά την κοπή. Το τεμάχιο εργασίας περιστρέφεται χρησιμοποιώντας κόφτες καρβιδίου και η ταχύτητα επεξεργασίας είναι συνήθως χαμηλότερη από ό,τι κατά την περιστροφή ανοξείδωτου χάλυβα. Κόψτε αν χρειάζεται φύλλα τιτανίου, τότε αυτή η λειτουργία πραγματοποιείται σε ψαλίδια γκιλοτίνας. Τμήματα μεγάλων διαμέτρων κόβονται με μηχανικά πριόνια χρησιμοποιώντας λεπίδες κοπής με χοντρά δόντια. Λιγότερο χοντρές ράβδους κόβονται στους τόρνους. Στο άλεσμα τιτανίουπαραμένει πιστό στον εαυτό του και κολλάει στα δόντια του κόφτη. Οι κόφτες κατασκευάζονται επίσης από σκληρά κράματα και χρησιμοποιούνται λιπαντικά με υψηλό ιξώδες για ψύξη. Στο διάτρηση τιτανίουη κύρια προσοχή δίνεται στο γεγονός ότι τα τσιπ δεν συσσωρεύονται στις αυλακώσεις απαγωγής, καθώς αυτό θα καταστρέψει γρήγορα το τρυπάνι. Ο χάλυβας υψηλής ταχύτητας χρησιμοποιείται ως υλικό για τη διάτρηση τιτανίου. Όταν χρησιμοποιείται τιτάνιο ως δομικό υλικό μέρη τιτανίουσυνδέονται μεταξύ τους και με μέρη κατασκευασμένα από άλλα υλικά με διαφορετικές μεθόδους. Η κύρια μέθοδος είναι η συγκόλληση. Οι πρώτες προσπάθειες συγκόλλησης τιτανίου ήταν ανεπιτυχείς, λόγω της αλληλεπίδρασης του τηγμένου μετάλλου με το οξυγόνο, το άζωτο και το υδρογόνο στον αέρα, την ανάπτυξη κόκκων κατά τη θέρμανση, τις αλλαγές στη μικροδομή και άλλους παράγοντες που οδηγούν στην ευθραυστότητα της συγκόλλησης. Ωστόσο, όλα αυτά τα προβλήματα, που προηγουμένως φαινόταν άλυτα, επιλύθηκαν ως επί το πλείστον σύντομο χρονικό διάστημαΗ συγκόλληση τιτανίου είναι μια κοινή βιομηχανική τεχνολογία στις μέρες μας. Αλλά ενώ τα προβλήματα έχουν επιλυθεί, η συγκόλληση τιτανίου δεν έχει γίνει εύκολη ή εύκολη. Η κύρια δυσκολία και πολυπλοκότητά του έγκειται στην ανάγκη για συνεχή και αυστηρή προστασία της συγκολλημένης ραφής από μόλυνση από ακαθαρσίες. Επομένως, κατά τη συγκόλληση τιτανίου, χρησιμοποιούν όχι μόνο ένα αδρανές αέριο υψηλής καθαρότητας και ειδικές ροές χωρίς οξυγόνο, αλλά και μια ποικιλία προστατευτικών προσωπίδων, παρεμβυσμάτων που προστατεύουν τα ψυκτικά. Για να ελαχιστοποιηθεί η ανάπτυξη των κόκκων και να μειωθούν οι αλλαγές στη μικροδομή, η συγκόλληση πραγματοποιείται με υψηλή ταχύτητα. Σχεδόν όλοι οι τύποι συγκόλλησης πραγματοποιούνται υπό κανονικές συνθήκες, χρησιμοποιώντας ειδικά μέτρα για την προστασία του θερμαινόμενου μετάλλου από την επαφή με τον αέρα. Αλλά η παγκόσμια πρακτική γνωρίζει επίσης τη συγκόλληση σε ελεγχόμενη ατμόσφαιρα. Αυτή η προστασία της συγκόλλησης είναι συνήθως απαραίτητη όταν εκτελούνται ιδιαίτερα σημαντικές εργασίες, όταν απαιτείται εκατό τοις εκατό εγγύηση ότι η συγκόλληση δεν θα μολυνθεί. Εάν τα προς συγκόλληση μέρη δεν είναι μεγάλα, η συγκόλληση πραγματοποιείται σε ειδικό θάλαμο γεμάτο με αδρανές αέριο. Ο συγκολλητής βλέπει καθαρά όλα όσα χρειάζεται μέσα από ένα ειδικό παράθυρο. Όταν συγκολλούνται μεγάλα εξαρτήματα και συγκροτήματα, δημιουργείται μια ελεγχόμενη ατμόσφαιρα σε ειδικά ευρύχωρα σφραγισμένα δωμάτια όπου οι συγκολλητές εργάζονται χρησιμοποιώντας μεμονωμένα συστήματα υποστήριξης ζωής. Φυσικά, αυτές οι εργασίες εκτελούνται από συγκολλητές με τα υψηλότερα προσόντα, αλλά η συνηθισμένη συγκόλληση τιτανίου πρέπει να πραγματοποιείται μόνο από άτομα ειδικά εκπαιδευμένα σε αυτό το θέμα. Σε περιπτώσεις που η συγκόλληση δεν είναι δυνατή ή απλά δεν ενδείκνυται, καταφεύγουν στη συγκόλληση. Η συγκόλληση του τιτανίου είναι πολύπλοκη από το γεγονός ότι είναι χημικά ενεργό σε υψηλές θερμοκρασίες και είναι πολύ ισχυρά συνδεδεμένο με το φιλμ οξειδίου που καλύπτει την επιφάνειά του. Η συντριπτική πλειοψηφία των μετάλλων είναι ακατάλληλα για χρήση ως κολλήσειςστο συγκολλημένο τιτάνιο, καθώς λαμβάνονται εύθραυστες αρθρώσεις. Μόνο το καθαρό ασήμι και το αλουμίνιο είναι κατάλληλα για αυτό το σκοπό. Είναι δυνατή η μηχανική σύνδεση του τιτανίου με τιτάνιο, καθώς και με άλλα μέταλλα - με πριτσίνια ή με χρήση μπουλονιών. Όταν χρησιμοποιείτε πριτσίνια τιτανίου, ο χρόνος πριτσίνωσης σχεδόν διπλασιάζεται σε σύγκριση με τη χρήση εξαρτημάτων αλουμινίου υψηλής αντοχής και τα παξιμάδια και τα μπουλόνια από νέο βιομηχανικό μέταλλο καλύπτονται πάντα με ένα στρώμα από ασήμι ή συνθετικό υλικό από τεφλόν, διαφορετικά όταν βιδώνετε το παξιμάδι από τιτάνιο θα, όπως είναι πάντα εγγενές σε αυτό, θα κολλήσει και θα εξογκωθεί και σύνδεση με σπείρωμαδεν θα μπορεί να αντέξει μεγάλες καταπονήσεις. Η τάση για κόλλημα και γδαρσίματα λόγω του υψηλού συντελεστή τριβής είναι ένα πολύ σοβαρό μειονέκτημα του τιτανίου. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι τα κράματα τιτανίου φθείρονται γρήγορα και δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή εξαρτημάτων που λειτουργούν υπό συνθήκες τριβής ολίσθησης. Όταν γλιστράτε σε οποιοδήποτε μέταλλο, το τιτάνιο κολλάει στην επιφάνειά του και το μέρος κολλάει, κολλημένο από το κολλώδες στρώμα τιτανίου. Ωστόσο, είναι λάθος να πούμε ότι τα κράματα τιτανίου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή εξαρτημάτων τριβής. Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να σκληρύνετε την επιφάνεια του τιτανίου και να εξαλείψετε την τάση κολλήματος. Ένα από αυτά είναι η νιτροποίηση. Η διαδικασία συνίσταται στο γεγονός ότι τα μέρη που θερμαίνονται στους 850-950 βαθμούς διατηρούνται σε καθαρό αέριο άζωτο για περισσότερο από μία ημέρα. Ένα χρυσοκίτρινο φιλμ νιτριδίου τιτανίου υψηλής μικροσκληρότητας σχηματίζεται στη μεταλλική επιφάνεια. Αντοχή στη φθορά μέρη τιτανίουαυξάνεται πολλές φορές και δεν είναι κατώτερο από προϊόντα από ειδικούς επιφανειακά σκληρυμένους χάλυβες. Μια άλλη κοινή μέθοδος για την εξάλειψη της τάσης γδαρσίματος του τιτανίου είναι η οξείδωση. Σε αυτή την περίπτωση, ως αποτέλεσμα της θέρμανσης, σχηματίζεται ένα φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια των εξαρτημάτων. Κατά τη διάρκεια της οξείδωσης σε χαμηλή θερμοκρασία, η ελεύθερη πρόσβαση αέρα στο μέταλλο εμποδίζεται και το φιλμ οξειδίου είναι πυκνό, καλά συνδεδεμένο με το κύριο στρώμα τιτανίου. Η οξείδωση σε υψηλή θερμοκρασία σημαίνει ότι τα μέρη διατηρούνται σε αέρα που θερμαίνεται στους 850 βαθμούς για 5-6 ώρες και στη συνέχεια ψύχονται απότομα σε νερό για να αφαιρέσουν τα χαλαρά άλατα από την επιφάνεια. Ως αποτέλεσμα της οξείδωσης, η αντίσταση στη φθορά αυξάνεται 15-100 φορές.

Κράματα τιτανίουτα ράφια είναι ασύγκριτα περισσότερα και ο εξοπλισμός που κατασκευάζεται από αυτά διαρκεί πολύ περισσότερο. Οι δεξαμενές τιτανίου στα καταστήματα χλωρίωσης λειτουργούν για 3-4 χρόνια, ενώ οι χαλύβδινες αποτυγχάνουν μετά από 2 μήνες. Κατά την εξάτμιση των καυσαερίων από την παραγωγή τιτανίου-μαγνήσιου, οι ανεμιστήρες τιτανίου λειτουργούν για 5 χρόνια, οι ανεμιστήρες χάλυβα - όχι περισσότερο από 1-2 μήνες, η διάρκεια ζωής των αγωγών αερίου τιτανίου είναι 20, 30 φορές μεγαλύτερη από τη διάρκεια ζωής του χάλυβα! Το 1969 τέθηκε σε λειτουργία μια καμινάδα 120 μέτρων στον Συνδυασμό Τιτανίου-Μαγνησίου Bereznikovsky. Ένας σωλήνας κάκτου - για την εκπομπή βιομηχανικών αερίων, εξωτερικά δεν αντιπροσωπεύει τίποτα το ιδιαίτερο. Και ποτέ δεν ξέρεις εργοστασιακούς σωλήνες! Αλλά η μπάλα Berezniki είναι ξεχωριστή: για πρώτη φορά στην παγκόσμια πρακτική, κατασκευάστηκε από τιτάνιο. Σήμερα δεν είναι το μοναδικό στον κόσμο: ακριβώς ο ίδιος σωλήνας έχει ανεγερθεί στον Συνδυασμό Τιτανίου και Μαγνησίου του Zaporozhye. Αρκετοί ακόμη σωλήνες τιτανίου σχεδιάζεται να κατασκευαστούν σε διάφορα εργοστάσια της χώρας. Το τιτάνιο χρησιμοποιείται με επιτυχία στη βιομηχανία τιτανίου και στο εξωτερικό. Η αμερικανική εταιρεία TMKA ενημερώνει ότι μια μονάδα τιτανίου για την έκπλυση μαγνησίου και χλωριούχου μαγνησίου από σφουγγάρι τιτανίου (στις ΗΠΑ, ένα σφουγγάρι καθαρίζεται όχι με θέρμανση στο κενό, αλλά με πλύσιμο με aqua regia) έχει αντικαταστήσει περισσότερες από δώδεκα παλιές χαμηλές - συσκευές παραγωγικότητας και αποφέρει ετήσιο εισόδημα 370 χιλιάδων δολαρίων. Κατά τη λήψη κραμάτων μαγνησίου, χρησιμοποιούνται αναδευτήρες τιτανίου και χωνευτήρια που είναι ανθεκτικά στο λιωμένο μαγνήσιο. Οι λεπίδες των συσκευών ανάμειξης για καθαριστικά αερίου ασβέστη είναι επίσης κατασκευασμένες από τιτάνιο. Το τιτάνιο έχει αποδειχθεί ότι είναι το καταλληλότερο υλικό για την κατασκευή μητρών που χρησιμοποιούνται στην ηλεκτρολυτική εναπόθεση χαλκού. Η εισαγωγή μητρών τιτανίου σε ορισμένες επιχειρήσεις στη χώρα διευκόλυνε σημαντικά το έργο των εργαζομένων σε στρίπερ, αύξησε την παραγωγικότητα της εργασίας κατά 30%. Η διάρκεια ζωής των πινάκων έχει αυξηθεί κατά 3 φορές. ΜΕ τιτάνιοΗ κάθοδος τυμπάνου αφαιρεί πολύ υψηλότερης ποιότητας φύλλο χαλκού, ενώ όταν χρησιμοποιείται κάθοδος ανοξείδωτο ατσάλιτο ποσοστό του σκραπ είναι υψηλό, το αλουμινόχαρτο είναι τραχύ. Αποδεικνύεται πολύ αποτελεσματικό φωτιστικά τιτανίουγια τον καθαρισμό και την προμήθεια απαερίων μηχανημάτων πυροσυσσωμάτωσης, κλιβάνων τήξης και φρύξης για την παραγωγή μολύβδου και ψευδαργύρου, καθώς και εξαρτημάτων αντιδραστήρων, παχυντών, πηνίων και πολλών άλλων εξοπλισμών από νέο βιομηχανικό υλικό.

Τιτάνιοβρίσκει εφαρμογή στην παραγωγή βολφραμίου και μολυβδαινίου, αντιμονίου, υδραργύρου, ζιρκονίου, σπάνιων γαιών και πολύτιμων μετάλλων. Όταν επεξεργάζεστε έγχρωμα γράμματα, χρησιμοποιήστε τιτάνιολουτρά τουρσί, λεπτομέρειες εγκαταστάσεις θεραπείας, εγκαταστάσεις για λύση επεξεργασίας, χωρητικότητα, η οποία αυξάνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού. Σε ένα από τα εργοστάσια Ural τιτάνιοφτιάξτε πένσες, οι οποίες πιάνουν μεταλλικά κενά θερμής έλασης και συμπίεσης. Βάρος εργαλείο χειρόςμειώθηκε στο μισό. Βοηθητικός εξοπλισμός από τιτάνιο χρησιμοποιείται σε ορισμένες επιχειρήσεις της σιδηρούχας μεταλλουργίας της χώρας μας.

Λόγω της υψηλής αντοχής του στη διάβρωση στα θειούχα αέρια, το νέο δομικό υλικό εξασφαλίζει αξιόπιστη λειτουργία ηλεκτροστατικών κατακρημνιστηρίων που χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες οπτάνθρακα και σιδηροκράματα, αυξάνει την ανθεκτικότητα των εγκαταστάσεων επεξεργασίας αερίων σε υψικάμινους, ανοιχτές εστίες, μετατροπείς και πυροσυσσωμάτωση. Για περισσότερα από 10 χρόνια, φίλτρα τιτανίου, διαλύτες, κρυσταλλοποιητές, αγωγοί και άλλος εξοπλισμός του τμήματος θειοκυανικού νατρίου εργάζονται στο εργοστάσιο οπτάνθρακα παραπροϊόντων Zaporozhye. Επιπλέον, χάρη στη χρήση τους, κατέστη δυνατό να αποφευχθούν στο τελικό προϊόν ακαθαρσίες σιδήρου, βαρέων μετάλλων, τα οποία, σύμφωνα με τις τεχνικές συνθήκες, είναι απαράδεκτα και από τα οποία ήταν προηγουμένως αδύνατο να απαλλαγούμε. Δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν στο εργοστάσιο του Zaporizhstal από το Ινστιτούτο Τιτανίου έδειξαν ότι εάν χρησιμοποιούνται αγωγοί από νέο μέταλλο για την αποστράγγιση των χρησιμοποιημένων διαλυμάτων τουρσί, η διάρκεια ζωής τους θα μετρηθεί σε δεκάδες χρόνια. στις μέρες μας υπάρχουν σύνδεσμοι από ανθρακούχο χάλυβα και προστατευμένοι από καουτσούκ, εξυπηρετούν ενάμιση, το πολύ τρεις μήνες. Γι' αυτό η εταιρεία αποφάσισε να αγοράσει σωλήνες τιτανίου μισού χιλιομέτρου για να αντικαταστήσει χαλύβδινους. Είναι πολλά υποσχόμενο να καλύπτονται τα λουτρά με τιτάνιο που χρησιμοποιείται σε πολλά μεταλλουργικά εργοστάσια μεταλλουργίας, μεταλλουργικών συρματόσχοινων, σιδηρουργίας για τη χάραξη των τεμαχίων σε οξέα, προκειμένου να αφαιρεθούν τα άλατα από την επιφάνεια. Δεδομένου ότι τα διαλύματα τουρσί είναι μολυσμένα με σωματίδια σιδήρου και τις ενώσεις του και περιέχουν επίσης ειδικά πρόσθετα αλατιού (που βοηθούν στην επιβράδυνση της διάβρωσης), η αντίσταση του τιτανίου σε αυτά είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι στα συμβατικά διαλύματα οξέος - χωρίς πρόσθετα και ακαθαρσίες, λόγω τα οποία τα λουτρά τουρσί τιτανίου εξυπηρετούν για δεκαετίες, ενώ τα συμβατικά αποτυγχάνουν πολύ νωρίτερα.

Εξοπλισμός τιτανίουεισήχθη ευρέως στη βιομηχανία χαρτοπολτού και χαρτιού. Χρησιμοποιείται με επιτυχία στα συγκροτήματα επεξεργασίας ξυλείας Bratsk και Syktyvkar, στα εργοστάσια χαρτοπολτού και χαρτιού Σοβιετικής και Kotlas, στο εργοστάσιο χαρτοπολτού Baikalsk και σε ορισμένες άλλες επιχειρήσεις. Το Ινστιτούτο TsNIIbumash έχει σχεδιάσει εγκαταστάσεις λεύκανσης για μαζική χρήση στις επιχειρήσεις του κλάδου. Αποτελούνται από πύργους λεύκανσης, δεξαμενές, αναμικτήρες, δεξαμενές μέτρησης, αγωγούς και βαλβίδες. Όλος ο εξοπλισμός είναι κατασκευασμένος από τιτάνιο. Τα εργοστάσια έχουν ήδη αρχίσει να παράγουν τέτοιες εγκαταστάσεις. Το τιτάνιο αποδεικνύεται ότι είναι απαραίτητο για τα πορτοφόλια, βοηθώντας τα να έχουν ένα σημαντικό τεχνικό και οικονομικό αποτέλεσμα. Στο εργαστήριο λύσεων λεύκανσης του συγκροτήματος βιομηχανίας ξυλείας Syktyvkar απαιτούνται αγωγοί χάλυβα πλήρης αντικατάστασηκάθε εβδομάδα. Η διάρκεια ζωής των αγωγών τιτανίου είναι τόσο μεγαλύτερη από τη διάρκεια ζωής των χαλύβδινων σωλήνων που όχι μόνο εξοφλεί το κόστος για περισσότερα ακριβό υλικό, αλλά κάθε χρόνο η επιχείρηση λαμβάνει 120 χιλιάδες πηδάλια κέρδους! Κάθε φυσητήρας τιτανίου που λειτουργεί στο ίδιο συνεργείο αντί για μονάδες από ανοξείδωτο χάλυβα που αποτυγχάνουν κάθε 2 εβδομάδες εξοικονομεί την εταιρεία περίπου δυόμισι χιλιάδες ρούβλια. Χρησιμοποιείται τιτάνιοστον εξοπλισμό οργάνων και ελέγχου τριών γραμμών παραγωγής θειικού πολτού, όπου οι τεχνολογικές διαδικασίες είναι πλήρως αυτοματοποιημένες. Το μέταλλο χρησιμοποιείται για την κατασκευή καλυμμάτων που προστατεύουν τους αισθητήρες συσκευών που λειτουργούν σε επιθετικά περιβάλλοντα. Η Viniplast τα προστάτεψε μόνο για 15 ημέρες, το τιτάνιο διαρκεί περίπου 7 χρόνια και, χάρη σε τόσο μεγάλη περίοδο λειτουργίας, δίνει σημαντική οικονομία. Επτά καλύμματα τιτανίου, τα οποία καλύπτουν τους αισθητήρες των συσκευών στο Bratsk LPK, δίνουν στην εταιρεία 20 χιλιάδες ρούβλια σε ετήσια εξοικονόμηση. Συνολικά, το συγκρότημα της βιομηχανίας ξυλείας λαμβάνει ετησίως περισσότερα από 150 χιλιάδες ρούβλια κέρδους από τη χρήση τιτανίου. Το ανθεκτικό στη διάβρωση μέταλλο είναι επίσης πολύ χρήσιμο στην υδρόλυση και στις βιομηχανίες ξύλου, όπου έχει αποδειχθεί ως υλικό για την κατασκευή εξοπλισμού στην παραγωγή οξικό οξύ, οξικό αιθυλεστέρα και άλλες εξαιρετικά διαβρωτικές ουσίες. Οι ξένες εταιρείες χρησιμοποιούν εναλλάκτες θερμότητας τιτανίου, ανεμιστήρες, αντλίες, βαλβίδες. Στη Σουηδία, οι εναλλάκτες θερμότητας από πλάκες τιτανίου λειτουργούν σε διαλύματα χλωριδίων, χλωρικών αλάτων, καθώς και σε υγρά που περιέχουν ενεργό χλώριο. Στις ΗΠΑ, ο εξοπλισμός τιτανίου εισάγεται σε καταστήματα χαρτοπολτού, όπου ο εξοπλισμός από ανοξείδωτο χάλυβα χαλάει εντελώς μετά από δύο χρόνια λειτουργίας και πρέπει να αντικατασταθεί. Η αντικατάσταση μόνο ενός πλυντηρίου κοστίζει 80 χιλιάδες δολάρια. Ο εξοπλισμός τιτανίου χρησιμοποιείται στη βιομηχανία χαρτοπολτού και χαρτιού στην Ιαπωνία, την Αγγλία, την Τσεχοσλοβακία, τη Φινλανδία. Οι κατασκευαστές εξοπλισμού για τη βιομηχανία χαρτοπολτού και χαρτιού ισχυρίζονται ότι η εμπειρία από τη λειτουργία εξοπλισμού τιτανίου έχει δείξει αναμφισβήτητο πλεονέκτημααυτό το μέταλλο πάνω από άλλα δομικά και ανθεκτικά στη διάβρωση υλικά. Μένει μόνο να προσθέσουμε ότι κάθε χρόνο, ακόμη και μήνα, χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο τιτάνιο για την παραγωγή χαρτιού και ότι το έλλειμμά του θα εξακολουθήσει να ξεπερνιέται, ότι η χώρα θα λαμβάνει πλεονάζον υλικό όχι μόνο για εκτύπωση βιβλίων και εφημερίδων, αλλά και χαρτόνι , χαρτί για τεχνικούς σκοπούς και για συσκευασία τρόφιμα, μεγάλος αριθμός ειδών χαρτιού και χαρτιού, σημαντική αξία θα ανήκει στο μέταλλο που φέρει το όνομα τιτάνιο. ΠΙΟ ΦΘΗΝΑ? ΠΙΘΑΝΟ Ό,τι λέγεται για το πραγματικό και αδιαμφισβήτητο οικονομική αποτελεσματικότηταΗ χρήση του τιτανίου στο τρέχον επίπεδο τιμών, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι εάν το τιτάνιο ήταν φθηνότερο, η κλίμακα παραγωγής και χρήσης του θα αυξανόταν αμέτρητα. Αντίστοιχα, τα οφέλη που Εθνική οικονομίααυτό το μέταλλο. Αλλά η τιμή δεν πρέπει να είναι χαμηλότερη από το αρχικό κόστος και το αρχικό κόστος τιτανίου εξακολουθεί να είναι υψηλό. Στην πραγματικότητα, το υψηλό αρχικό κόστος του σφουγγαριού τιτανίου, δηλαδή το κόστος του σφουγγαριού, καθορίζει τις σχετικά υψηλές τιμές των ημικατεργασμένων προϊόντων και εξοπλισμού τιτανίου που κατασκευάζονται από αυτό το μέταλλο. Προκειμένου να μειωθεί το κόστος, πραγματοποιούνται πολυάριθμες ερευνητικές εργασίες σε όλο τον κόσμο με στόχο τη βελτίωση της υπάρχουσας τεχνολογίας για την παραγωγή τιτανίου, καθώς και την ανάπτυξη μεθόδων για την άμεση εξόρυξη μετάλλου από μεταλλεύματα. Δεκάδες διπλώματα ευρεσιτεχνίας εκδίδονται ετησίως για νέες μεθόδους απόκτησης μεταλλικού τιτανίου, για τροποποίηση ήδη γνωστών τεχνολογικών εργασιών. Ωστόσο, αυτές οι νέες μέθοδοι δεν είναι σε θέση να ανταγωνιστούν τις γνωστές βιομηχανικές μεθόδους και η προτεινόμενη βελτίωση των τελευταίων δεν είναι τόσο σημαντική ώστε να μειώσει σημαντικά το κόστος του τιτανίου. Για να είμαστε δίκαιοι, πρέπει να πούμε ότι το κόστος του σφουγγαριού τιτανίου έχει υποστεί σημαντικές αλλαγές από την κυκλοφορία των πρώτων βιομηχανικών παρτίδων. Έτσι, για παράδειγμα, στη χώρα μας οι τιμές στο σφουγγάρι τιτανίου έχουν μειωθεί 5 φορές λόγω της συνεχούς μείωσης του κόστους, με αποτέλεσμα ακόμη και ένα πιο ποιοτικό σφουγγάρι να κοστίζει πλέον το μισό από πριν. Η μείωση του κόστους του σφουγγαριού τιτανίου σάς επιτρέπει να μειώσετε τις τιμές για τα ημικατεργασμένα προϊόντα τιτανίου: φύλλα, σωλήνες, λίμνες, λυγισμένα προφίλ κ.λπ. Η τελευταία μείωση των τιμών για τα ημικατεργασμένα προϊόντα ήταν το 1975, με αποτέλεσμα αυτά τα προϊόντα να κοστίζουν κατά μέσο όρο 25 τοις εκατό λιγότερο. Και όμως, το κόστος του τιτανίου δεν μειώνεται όσο γρήγορα θα θέλαμε, και υπάρχουν αντικειμενικοί, αλλά ανυπέρβλητοι ακόμη λόγοι για αυτό. Αλλά, ίσως, στο τρέχον επίπεδο τιμών, υπάρχει κάποια ευκαιρία να μειωθεί το κόστος του εξοπλισμού. Φτιαγμένο με αυτό το μέταλλο; Ναι, υπάρχει πραγματικά μια τέτοια ευκαιρία. Δεν είναι σε όλες τις περιπτώσεις τόσο απαραίτητο η συσκευή να είναι κατασκευασμένη εξ ολοκλήρου από τιτάνιο. Αρκεί συχνά το μέταλλο, το οποίο είναι ανθεκτικό στη διάβρωση, να προστατεύει μόνο την εσωτερική του επιφάνεια, μόνο εκείνα τα σημεία που έρχονται σε επαφή με ένα επιθετικό περιβάλλον. Το μεγαλύτερο μέρος της δομής μπορεί να κατασκευαστεί από συνηθισμένο χάλυβα, η αντοχή του οποίου είναι επαρκής για να αντέχει σε υψηλές πιέσεις. Με αυτόν τον τρόπο, η καλύτερη επιλογήη χρήση τιτανίου, η οποία αυξάνει ελαφρώς το κόστος του εξοπλισμού. Αλλά συγκόλληση τιτανίουμε άλλα μέταλλα, επαναλαμβάνουμε, είναι πρακτικά αδύνατο.

Πώς συνδυάζεται το τιτάνιο με τον χάλυβα; Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι. Όταν ο εξοπλισμός δεν είναι σχεδιασμένος να λειτουργεί σε υψηλές θερμοκρασίες και δεν εκτίθεται στο κενό, η επιφάνειά του είναι επενδεδυμένη (δηλαδή απλωμένη) με ένα λεπτό στρώμα τιτάνιο... Αλλά ο εξοπλισμός με επένδυση δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε θερμοκρασίες πάνω από 100 μοίρες, καθώς όταν θερμαίνεται, ο χάλυβας διαστέλλεται σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό από το τιτάνιο, γεγονός που οδηγεί σε ζημιά στη δομή της επένδυσης. Επιπλέον, η παρουσία κενού μεταξύ της επένδυσης και του περιβλήματος δεν επιτρέπει τη χρήση τέτοιου εξοπλισμού σε διαδικασίες. Σχετικά με το κενό. Σε αυτή την περίπτωση, για την κατασκευή εξοπλισμού χρησιμοποιήστε δύο στρώματα μεταλλικό τιτάνιο- χάλυβας, όπου το στρώμα τιτανίου είναι από το ένα εικοστό έως το ένα πέμπτο του συνολικού πάχους του μετάλλου. Και εδώ το στρώμα τιτανίου παρέχει αντοχή στη διάβρωση και πολλά άλλα φτηνοπράματα- καθορισμένα μηχανικά χαρακτηριστικά. Το τιτάνιο και ο χάλυβας συνδέονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας κύμα έκρηξης ή κύλιση κενού. Ως αποτέλεσμα, τα υλικά συνδέονται όχι μόνο μηχανικά, αλλά φυσικά, γεγονός που οδηγεί σε βελτίωση της μεταφοράς θερμότητας και επιτρέπει στον εξοπλισμό από μέταλλο δύο στρώσεων να αντέχει σε επαναλαμβανόμενη θέρμανση έως 500 βαθμούς ή περισσότερο και στο σβήσιμο στο νερό. Διμέταλλος τιτάνιο - χάλυβαςφτιάξτε εξοπλισμό όπως χωνευτήρεςκαι πύργοι λεύκανσης παραγωγής χαρτοπολτού και χαρτιού, δεξαμενές και στήλες που χρησιμοποιούνται στα πετροχημικά και τη μεταλλουργία. Η χρήση διμεταλλικού φύλλου αντί για συμπαγές τιτάνιο παρέχει σημαντική οικονομία. Ένας άλλος τρόπος μείωσης του κόστους προϊόντα τιτανίου- η παραγωγή τους με τη μέθοδο της μορφοποιημένης χύτευσης. Η αντικατάσταση των σφυρηλατητών με διαμορφωμένα χυτά μειώνει την κατανάλωση μετάλλου κατά περισσότερο από τρεις φορές και μειώνει την ένταση εργασίας της κατεργασίας. Κάθε τόνος μορφοποιημένων χυτών που χρησιμοποιούνται για την αντικατάσταση σφυρηλάτησης εξοικονομεί περισσότερα από 20 χιλιάδες ρούβλια.

Η μέθοδος χύτευσης χρησιμοποιείται για την κατασκευή βαλβίδων διακοπής, εξαρτημάτων αντλιών, οργάνων, εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται στη μηχανολογία. Στη βιομηχανία στην παραγωγή και επεξεργασία τιτανίουδημιουργείται μεγάλη ποσότητα απορριμμάτων, που αποτελείται από σφουγγάρι τιτανίου, ροκανίδια, υπολείμματα, κομμάτια, σκραπ. Ο κύριος όγκος αυτών των απορριμμάτων δεν χρησιμοποιείται, αλλά συσσωρεύεται σε επιχειρήσεις, όπου τα απόβλητα διαφόρων κραμάτων αναμιγνύονται μεταξύ τους και μολύνονται. Οι ειδικοί σκέφτονται πώς να χρησιμοποιήσουν αυτό το μέταλλο εδώ και πολύ καιρό. Συνιστάται περισσότερο η ανακύκλωση απόβλητα τιτανίουσε δευτερεύοντα κράματα. Αυτά τα κράματα είναι κάπως κατώτερα από τα βασικά σε ομοιογένεια, αντοχή και άλλα μηχανικά χαρακτηριστικά. Η μόλυνση με ακαθαρσίες οδηγεί στο γεγονός ότι η αντίστασή τους στη διάβρωση είναι χαμηλότερη από αυτή των σειριακών κραμάτων και, ωστόσο, τα δευτερεύοντα κράματα τιτανίου είναι αρκετά ισχυρά και ανθεκτικά στη διάβρωση. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν με μεγάλη επιτυχία και μεγάλο όφελος στη χημική βιομηχανία, τη διύλιση πετρελαίου, την ελαφριά και τη βιομηχανία τροφίμων. Επί του παρόντος βρίσκεται σε εξέλιξη η πιλοτική-βιομηχανική ανάπτυξη δευτερογενών κραμάτων και προϊόντων από αυτά, που λαμβάνονται με χύτευση. Τα δευτερεύοντα κράματα τιτανίου σε πολλά διαβρωτικά περιβάλλοντα όσον αφορά την αντοχή τους στη διάβρωση είναι ελαφρώς κατώτερα από τα πρωτογενή κράματα και σε ορισμένα περιβάλλοντα τα ξεπερνούν ακόμη και. Όσο για το κόστος τους, με την ευρεία παραγωγή θα είναι 25-30 τοις εκατό φθηνότερα από τα πρωτογενή.

Η σημασία των μετάλλων στην ανθρώπινη κοινωνία αυξάνεται ολοένα και περισσότερο. Μια επανάσταση στην τεχνολογία συντελείται με την εντατική ανάπτυξη των βιομηχανιών αλουμινίου και μαγνησίου. Τις τελευταίες δεκαετίες, η ανθρωπότητα έχει λάβει στη διάθεσή της μια ομάδα σπάνιων μετάλλων. Και τώρα, στις μέρες μας, τα πιο πρόσφατα χρόνια, «ανεβαίνει» στο προσκήνιο της ιστορίας νέο βιομηχανικό μέταλλο - τιτάνιο. Τιτάνιομε μεγαλύτερο δικαίωμα από το αλουμίνιο, μπορεί να ονομαστεί το μέταλλο του αιώνα μας, ή μάλλον το δεύτερο μισό του, αφού αυτό το νέο δομικό υλικό πρωτοπαρήχθη και χρησιμοποιήθηκε μόλις τη δεκαετία του '50. Ωστόσο, το τιτάνιο αποκαλείται «μέταλλο του 20ου αιώνα». Και όσες έννοιες της λέξης "τιτάνιο", υπάρχουν τόσα πολλά επιθέματα και ονόματα για το ίδιο το μέταλλο. "Αιώνιο", "παράδοξο", "μέταλλο υπερηχητικών ταχυτήτων", μέταλλο του μέλλοντος "," παιδί του πολέμου "- αυτά είναι μόνο μερικά από αυτά. Το τιτάνιο ονομάζεται το μέταλλο του μέλλοντος. Αυτό, φυσικά, είναι σωστό. Στο μέλλον, θα εμφανιστούν νέοι τομείς εφαρμογής για αυτό το αξιόλογο υλικό, οι άνθρωποι θα δημιουργούν κράματα με ακόμη περισσότερα καταπληκτικές ιδιότητες... Όμως το μέλλον αρχίζει σήμερα, το μέλλον και το παρόν δεν τα χωρίζει αδιάβατο σύνορο. Τιτάνιοπρο πολλού έγινε το υλικό της εποχής μας - πολύτιμο, σημαντικό και απαραίτητο. Επί πλέον, η ευρέως διαδεδομένη, πανταχού παρούσα εφαρμογή του θα επιτρέψει να φέρουμε πιο κοντά αυτό το λαμπρό και υπέροχο μέλλον, που όλοι ονειρευόμαστε, το συντομότερο δυνατό.