Ржавеет ли титан?

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.

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. Соответственно каждый грамм вытолкнутой жидкости равен одному кубическому сантиметру объема.

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.

Видео — 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.

Видео — 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.

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.

Ржавеет ли титан?

ржавеют ли титановые фильтры? >>>

Ответов в этой теме: 71
Страница: 1 2 3 4 5 6 7 8
«« назад || далее »»

Spectrometrist
Пользователь
Ранг: 777

06.05.2010 // 2:42:04 Коллеги

у меня очень странный вопрос. Некотрое время назад мы обнаружили какую то странную желтизну в растворителе подаваемом хроматографом в колонку и даже в элюате из колонки, даже когда пробы не вводились или вводился чистый бланк-растворитель. Некая компания — изготовитель оборудования с которой мы имеем дело — предположила что некачественный титановый фильтр, который там стоит он-лайн, может ржаветь — ну как там была бы примесь железа. Мы работаем с обратной фазой, 0.1 % муравьиная к-та / ацетонитрил. Т.е типа если заменить фильтр на качественный, все будет хорошо, неочем беспокоиться.

Я же очень хочу сдать этот поганый ящик обратно. Помоему, эта идея с ржавением полная ерунда и наивное оттягивание времени (с какой угодно целью). Не видел я настолько «грязного» титана чтоб он еше и ржавел. Колется при грубой затяжке — да, сколько угодно, но чтоб ржавел?!

Но, лучше перепроверить — просветите,кто имеет опыт — бывает ли «ржавчина» с титаного фильтра? Бывает ли такой «грязный» титан — ну не на помойке же его там подбирали?

06.05.2010 // 14:42:13 Помоему, эта идея с ржавением полная ерунда и наивное оттягивание времени (с какой угодно целью).

Источник можно найти простым методом исключения. Именно это и стоит сделать в первую очередь (самим или инженер).
Затем делать выводы и предпринимать действия, и решать кто виноват.

З.Ы.: Сам с таким не сталкивался, хотя то же часто работаю с таким элюентом.

Spectrometrist
Пользователь
Ранг: 777

06.05.2010 // 16:10:11 Я должен пояснить: система новая, ничего реального туда не вводилось, те же растворители (буквально, те же банки) отлично работают на других LC, и с MS тоже.

Это чтобы не обсуждать тему «сами за. ли, а на титан грешите». Здесь мы чисты яко ангелы и даже фирма на нас не катит бочек.

06.05.2010 // 16:48:24 Serga пишет:
Интересно, как? Чего там нужно исключить, чтоб найти. Фильтры, капилляры, прокладки и т.д. Все что соприкасается с элюентом.

З.Ы.: Может, я не понял шутки?

06.05.2010 // 17:08:18 Редактировано 1 раз(а)

Spectrometrist пишет:
Я должен пояснить: система новая, ничего реального туда не вводилось, те же растворители (буквально, те же банки) отлично работают на других LC, и с MS тоже.

Это чтобы не обсуждать тему «сами за. ли, а на титан грешите». Здесь мы чисты яко ангелы и даже фирма на нас не катит бочек. А запуск системы без проблем прошел? Система была консервирована? Чем была консервирована?

Главное, чтобы в мануале мелкими буквами не было написано, что вот это и вот это нельзя использовать с этим и этим. Может и фирмачи чего напутали или инженер-ламер что-то не так сделал или не то поставил и т.д. Ясно, что дело темное.

В любом случае, конечно, виноваты только ОНИ И кулаком им еще пригрозите Не забудьте вспомнить про моральный ущерб и то состояние страха и отчаяния, а может и глубокого шока, которые Вы и Ваши сотрудники испытали
Ругайтесь только на Великом и Могучем
Пусть приезжает их спец-инженер и разруливает ситуацию в корне! Не разруливает — прибор обратно.
А то титановые фильтры у них ржавеют.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Контактная коррозия титана

Особо необходимо остановиться на поведении титана. Обладая положительным электрохимическим потенциалом и относительно небольшой катодной поляризуемостью, он сам остается в пассивном состоянии, вызывая, однако, коррозию большинства металлов, находящихся с ним в контакте. В этом отношении его можно поставить в один ряд с нержавеющими сталями и монель-металлом [64]. На рис. 55 изображено поведение в морской воде (полное погружение) различных металлов при контакте их с титаном. Из рисунка видно, что титан является катодом по отношению ко всем испытанным материалам. Сильнее всех страдают малоуглеродистые стали, бронзы и алюминиевые сплавы, а меньше всех— нержавеющие стали. Результаты, полученные с латунью 60-40, сомнительны. Этот сплав обычно очень чувствителен к контактной коррозии. Когда соотношение поверхностей меняется в пользу анода, скорость коррозии последнего, как и следовало ожидать, падает. В нейтральных электролитах обратная картина маловероятна даже в такой паре, как нержавеющая сталь — титан. [c.173]

Алюминий и его сплавы чувствительны к контактной коррозии. В обычной атмосфере усиливает коррозию контакт с медью и медными сплавами, с никелем и его сплавами, с серебром. Допустим контакт со сталями, кадмием, цинком, хромом, титаном, магнием. В морской и пресной воде не допустим контакт с медью и ее сплавами, с титаном, с нержавеющими сталями, с никелем, оловом, свинцом, серебром. Допустим контакт с цинком и кадмием. [c.75]

Анодирование алюминия снижает как собственную коррозию, так и контактную коррозию, но не обеспечивает достаточной за щиты соединенных деталей. Лишь последующая обработка хроматами дает возможность безопасно применять кадмированные и оцинкованные поверхности, а также титан в непосредственном соединении с алюминием. Медь, никель и хромоникелевые стали не могут употребляться в соединении с анодированным и вторично обработанным алюминием (табл. 11.5) [34]. [c.570]

В табл. 31 приведен гальваническим ряд металлов, рас 10,1о-женных по возрастающе величине стационарного электродного потенциала в морской воде, текущей со скоростью 649 м/мин. Как видно из таблицы, разность электродных потенциалов между титаном и углеродистой сталью, алюминием, сплавами на медной основе довольно велика, поэтому контактная коррозия между ними может быть значительной. Разность потенциалов между титаном и другими устойчивыми в морской воде металлами очень незначительна, что предопределяет малую вероятность контактной коррозии между этими. металлами. Эти выводы подтверждаются данными диаграммы (фиг. 29), где приведены результаты испытаний титана в контакте с другими металлами, применяемыми в морских конденсаторах. В морской воде [c.61]

Разность потенциалов между титаном и другими стойкими в морской воде металлами очень незначительна, что предопределяет малую вероятность контактной коррозии между этими металлами. На рис. 5.1 приведены данные, характеризующие коррозионное поведение различных металлов в контакте с титаном в морской воде. [c.178]

Другая серия опытов, проведенных в течение пяти лет в условиях приморского влажного субтропического климата, была посвящена изучению вопросов контактной коррозии титановых сплавов. Результаты опытов показали, что титан и его сплавы как в отдельности, так и в контакте являются коррозионностойкими не только в условиях атмосферы, но и в море на разных глубинах (3- 8 м). Отмечено, что обрастание на титане меньше, чем на поверхности нержавеющих сталей. Контакт титановых сплавов (АТЗ, 0Т4) с углеродистыми и низколегированными сталями и со сплавами алюминия в условиях морской атмосферы ускоряет процесс разрушения последних. [c.84]

Была установлена не только высокая общая стойкость титана к коррозии в спокойной и движущейся морской воде, но также коррозионной кавитации и усталости, а также к коррозии под напряжением, устойчивость в отношении коррозии в щелях и к питтингообразованию Вследствие положительного стационарного потенциала титан не склонен к коррозии в контакте, но сам несколько увеличивает коррозию других металлов (даже меди), находящихся с ним в контакте. По своему контактному действию он аналогичен нержавеющей стали в пассивном состоянии, т. е. представляет собой не очень активно действующий катод. [c.570]

К достинствам титана и его сплавов надо отнести их хорошую технологичность. Они, за некоторым исключением, хорошо свариваются. Титан мало склонен к контактной коррозии и ее интенсификации в отношении другого металла. Это позволяет соединять титан с другими металлами без специальной изоляции. Помимо листов, профилей, труб, штамповок, прутков титан и его сплавы можно применять в виде литья, металлокерамики. Технология получения металлического титана хотя и не является еще простым процессом, но уже вполне освоена в промышленных условиях и продолжает непрерывно совершенствоваться. [c.240]

Контактную коррозию можно предотвратить применением изоляции между двумя металлами, лакокрасочных покрытий или металлических покрытий, а также промежуточных деталей из свинца (например, между кадмием и серебром, титаном и магнием). [c.10]

Скорость движения морской воды увеличивает коррозию малоуглеродистой стали и алюминия, находящихся в контакте с другими металлами. При небольших скоростях движения воды (0,15 м/с) в паре со всеми металлами увеличение скорости коррозии стали и алюминия практически одинаковое, т. е. скорость коррозии определяется величиной диффузионного тока по кислороду. При увеличении скорости движения воды, и, следовательно, значительного возрастания предельного тока по кислороду наибольшая коррозия наблюдается при контакте с медью, никелем, монелем. В этих условиях величина тока пары будет в значительной степени определяться скоростью электрохимической реакции восстановления кислорода, которая зависит от природы металла (на нержавеющей стали и титане эта реакция затруднена), что вызывает различные скорости коррозии стали и алюминия при контактировании с различными металлами. И. Л. Розенфельдом, О. И. Вашковым [50, с. 64] было установлено количественное соответствие между скоростью вращения электрода и линейной скоростью судна, что позволяет моделировать эффект контактной коррозии для движущихся судов в лабораторных условиях. [c.81]

Разность потенциалов между титаном и другими стойкими в морской воде металлами очень незначительна, что предопределяет малую вероятность контактной коррозии между этими металлами [254, 259]. [c.113]

Концентраторы напряжений могут слз жить источником коррозионного растрескивания титана в том слз ае, если электролит (растворы солей, морская вода) попадает в концентратор напряжений после нагружения. При попадании электролита в концентратор до нагружения детали титан проявляет высокую стойкость к коррозионному растрескиванию. Поскольку в дымососы электролит попадает в основном после нагружения, при конструировании рабочего колеса из титана необходимо исключить концентраторы напряжения. Контактная или гальваническая коррозия часто наблюдается в конструкциях из разнородных материалов. [c.118]

Интересно поведение латуни (60% Си, 40% Zn), которая по потерям массы находится среди металлов, наименее подверженных контактной коррозии, однако обесцинкование ее возрастает втрое в контакте с титаном. Титан во всех случаях испытаний при любых соотношениях площадей не корродировал [273]. [c.113]

Результаты исследования контактной коррозии титана с алюминием и нержавеющей сталью в серной кислоте приведены в табл. 33. В разбавленной (0,5%-ной) серной кислоте потенциал титана равен +0,43 в, а потенциал алюминия равен —0,2 в. В соответствии с этими значениями потенциалов в паре Т1—А1 анодом пары является алюминий. Коррозия алюминия вследствие этого, как видно из таблицы, возрастает. Титан и его сплавы, несмотря на то, что они являлись катодами коррозионных пар, подвергались коррозии. Причиной этого является отрицательный защитный эффект, проявляющийся при катодной поляризации титана в тех кислых средах, в которых он находится в отсутствии катодной поляризации в пассивном состоянии . [c.64]

Титан является термодинамически очень активным металлом. Его равновесный электрохимический потенциал равен —1,63 В. Характерной особенностью титана является высокая склонность к пассивации в окислительных и нейтральных средах. Вследствие этого-его стационарный потенциал в ряде сред (например, в морской воде) положительнее потенциалов конструкционных материалов, т. е. для титана не опасна контактная коррозия. Как указывалось в гл. 2, титан обладает высокой стойкостью в растворах, содерл Смотреть страницы где упоминается термин Контактная коррозия титана: [c.572] [c.82] [c.63] [c.148] [c.5] [c.5] [c.5] Смотреть главы в:

Теория коррозии и коррозионно-стойкие конструкционные сплавы (1986) — [ c.82 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Контактная коррозия титана

Особо необходимо остановиться на поведении титана. Обладая положительным электрохимическим потенциалом и относительно небольшой катодной поляризуемостью, он сам остается в пассивном состоянии, вызывая, однако, коррозию большинства металлов, находящихся с ним в контакте. В этом отношении его можно поставить в один ряд с нержавеющими сталями и монель-металлом [64]. На рис. 55 изображено поведение в морской воде (полное погружение) различных металлов при контакте их с титаном. Из рисунка видно, что титан является катодом по отношению ко всем испытанным материалам. Сильнее всех страдают малоуглеродистые стали, бронзы и алюминиевые сплавы, а меньше всех— нержавеющие стали. Результаты, полученные с латунью 60-40, сомнительны. Этот сплав обычно очень чувствителен к контактной коррозии. Когда соотношение поверхностей меняется в пользу анода, скорость коррозии последнего, как и следовало ожидать, падает. В нейтральных электролитах обратная картина маловероятна даже в такой паре, как нержавеющая сталь — титан. [c.173]

Алюминий и его сплавы чувствительны к контактной коррозии. В обычной атмосфере усиливает коррозию контакт с медью и медными сплавами, с никелем и его сплавами, с серебром. Допустим контакт со сталями, кадмием, цинком, хромом, титаном, магнием. В морской и пресной воде не допустим контакт с медью и ее сплавами, с титаном, с нержавеющими сталями, с никелем, оловом, свинцом, серебром. Допустим контакт с цинком и кадмием. [c.75]

Анодирование алюминия снижает как собственную коррозию, так и контактную коррозию, но не обеспечивает достаточной за щиты соединенных деталей. Лишь последующая обработка хроматами дает возможность безопасно применять кадмированные и оцинкованные поверхности, а также титан в непосредственном соединении с алюминием. Медь, никель и хромоникелевые стали не могут употребляться в соединении с анодированным и вторично обработанным алюминием (табл. 11.5) [34]. [c.570]

В табл. 31 приведен гальваническим ряд металлов, рас 10,1о-женных по возрастающе величине стационарного электродного потенциала в морской воде, текущей со скоростью 649 м/мин. Как видно из таблицы, разность электродных потенциалов между титаном и углеродистой сталью, алюминием, сплавами на медной основе довольно велика, поэтому контактная коррозия между ними может быть значительной. Разность потенциалов между титаном и другими устойчивыми в морской воде металлами очень незначительна, что предопределяет малую вероятность контактной коррозии между этими. металлами. Эти выводы подтверждаются данными диаграммы (фиг. 29), где приведены результаты испытаний титана в контакте с другими металлами, применяемыми в морских конденсаторах. В морской воде [c.61]

Разность потенциалов между титаном и другими стойкими в морской воде металлами очень незначительна, что предопределяет малую вероятность контактной коррозии между этими металлами. На рис. 5.1 приведены данные, характеризующие коррозионное поведение различных металлов в контакте с титаном в морской воде. [c.178]

Другая серия опытов, проведенных в течение пяти лет в условиях приморского влажного субтропического климата, была посвящена изучению вопросов контактной коррозии титановых сплавов. Результаты опытов показали, что титан и его сплавы как в отдельности, так и в контакте являются коррозионностойкими не только в условиях атмосферы, но и в море на разных глубинах (3- 8 м). Отмечено, что обрастание на титане меньше, чем на поверхности нержавеющих сталей. Контакт титановых сплавов (АТЗ, 0Т4) с углеродистыми и низколегированными сталями и со сплавами алюминия в условиях морской атмосферы ускоряет процесс разрушения последних. [c.84]

Была установлена не только высокая общая стойкость титана к коррозии в спокойной и движущейся морской воде, но также коррозионной кавитации и усталости, а также к коррозии под напряжением, устойчивость в отношении коррозии в щелях и к питтингообразованию Вследствие положительного стационарного потенциала титан не склонен к коррозии в контакте, но сам несколько увеличивает коррозию других металлов (даже меди), находящихся с ним в контакте. По своему контактному действию он аналогичен нержавеющей стали в пассивном состоянии, т. е. представляет собой не очень активно действующий катод. [c.570]

К достинствам титана и его сплавов надо отнести их хорошую технологичность. Они, за некоторым исключением, хорошо свариваются. Титан мало склонен к контактной коррозии и ее интенсификации в отношении другого металла. Это позволяет соединять титан с другими металлами без специальной изоляции. Помимо листов, профилей, труб, штамповок, прутков титан и его сплавы можно применять в виде литья, металлокерамики. Технология получения металлического титана хотя и не является еще простым процессом, но уже вполне освоена в промышленных условиях и продолжает непрерывно совершенствоваться. [c.240]

Контактную коррозию можно предотвратить применением изоляции между двумя металлами, лакокрасочных покрытий или металлических покрытий, а также промежуточных деталей из свинца (например, между кадмием и серебром, титаном и магнием). [c.10]

Скорость движения морской воды увеличивает коррозию малоуглеродистой стали и алюминия, находящихся в контакте с другими металлами. При небольших скоростях движения воды (0,15 м/с) в паре со всеми металлами увеличение скорости коррозии стали и алюминия практически одинаковое, т. е. скорость коррозии определяется величиной диффузионного тока по кислороду. При увеличении скорости движения воды, и, следовательно, значительного возрастания предельного тока по кислороду наибольшая коррозия наблюдается при контакте с медью, никелем, монелем. В этих условиях величина тока пары будет в значительной степени определяться скоростью электрохимической реакции восстановления кислорода, которая зависит от природы металла (на нержавеющей стали и титане эта реакция затруднена), что вызывает различные скорости коррозии стали и алюминия при контактировании с различными металлами. И. Л. Розенфельдом, О. И. Вашковым [50, с. 64] было установлено количественное соответствие между скоростью вращения электрода и линейной скоростью судна, что позволяет моделировать эффект контактной коррозии для движущихся судов в лабораторных условиях. [c.81]

Разность потенциалов между титаном и другими стойкими в морской воде металлами очень незначительна, что предопределяет малую вероятность контактной коррозии между этими металлами [254, 259]. [c.113]

Концентраторы напряжений могут слз жить источником коррозионного растрескивания титана в том слз ае, если электролит (растворы солей, морская вода) попадает в концентратор напряжений после нагружения. При попадании электролита в концентратор до нагружения детали титан проявляет высокую стойкость к коррозионному растрескиванию. Поскольку в дымососы электролит попадает в основном после нагружения, при конструировании рабочего колеса из титана необходимо исключить концентраторы напряжения. Контактная или гальваническая коррозия часто наблюдается в конструкциях из разнородных материалов. [c.118]

Интересно поведение латуни (60% Си, 40% Zn), которая по потерям массы находится среди металлов, наименее подверженных контактной коррозии, однако обесцинкование ее возрастает втрое в контакте с титаном. Титан во всех случаях испытаний при любых соотношениях площадей не корродировал [273]. [c.113]

Результаты исследования контактной коррозии титана с алюминием и нержавеющей сталью в серной кислоте приведены в табл. 33. В разбавленной (0,5%-ной) серной кислоте потенциал титана равен +0,43 в, а потенциал алюминия равен —0,2 в. В соответствии с этими значениями потенциалов в паре Т1—А1 анодом пары является алюминий. Коррозия алюминия вследствие этого, как видно из таблицы, возрастает. Титан и его сплавы, несмотря на то, что они являлись катодами коррозионных пар, подвергались коррозии. Причиной этого является отрицательный защитный эффект, проявляющийся при катодной поляризации титана в тех кислых средах, в которых он находится в отсутствии катодной поляризации в пассивном состоянии . [c.64]

Титан является термодинамически очень активным металлом. Его равновесный электрохимический потенциал равен —1,63 В. Характерной особенностью титана является высокая склонность к пассивации в окислительных и нейтральных средах. Вследствие этого-его стационарный потенциал в ряде сред (например, в морской воде) положительнее потенциалов конструкционных материалов, т. е. для титана не опасна контактная коррозия. Как указывалось в гл. 2, титан обладает высокой стойкостью в растворах, содерл Смотреть страницы где упоминается термин Контактная коррозия титана: [c.572] [c.82] [c.63] [c.148] [c.5] [c.5] [c.5] Смотреть главы в:

Теория коррозии и коррозионно-стойкие конструкционные сплавы (1986) — [ c.82 ]

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.

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. Но особенность этого материала заключается в том, что даже минимальные примеси других химических элементов кардинально изменяют его свойства. 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.

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:

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

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.

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.

Читать еще:  Лазерное сверление отверстий в бетоне
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector