1. Почему титан такой дорогой?
Редко и трудно добывать:
Титан распространен в коре Земли (e . g ., как ильменит и рутил), но концентрированные руды ограничены . майнинга требует обширной обработки для отдельного титана от других элементов .}}.
Энергетическая добыча:
Процесс Кролла, основной метод получения титанового металла, включает в себя реагирование тетрахлорида титана с магнием при высоких температурах (800–1000 градусов), потребление огромной энергии и времени .
Сложное производство:
Титан имеет высокую температуру плавления (1668 градусов), затрудняя затруднение литья, ковки и обработки ., он реагирует с инструментами и кислородом при высоких температурах, требующих специализированного оборудования (e . g ., инертная газовая среда) и навыка .}}}}}, инертная газовая среда) и навыка .}}}}}}} .) и квалифицированных рабочих.
Низкая производственная шкала:
По сравнению со сталью или алюминием, производство титана намного меньше (глобальная годовая выходная мощность ~ 1 миллион тонн против . ~ 1 .} 8 миллиардов тонн), что приводит к более высоким затратам на единицу.
2. может ли титановая ржавчина?
Натуральная коррозионная стойкость:
Титан образует тонкий, самовосстанавливающий слой оксида (tio₂) при воздействии воздуха, который защищает его от окисления . Этот слой заключается в том, почему титан защищает ржавчину в воде, соленой воде и большинстве химических веществ .
Ограничения:
В очень кислотных условиях (e . g ., концентрированная гидрохлорная или серная кислота), слой оксида может сломаться, вызывая коррозию .
Длительное воздействие ионов хлорида (e . g ., соленая вода) при высоких температурах может привести к коррозии разжигания, хотя это редко в большинстве приложений .
Сравнение со сталью:
В отличие от нержавеющей стали, коррозионная стойкость титана присуща, а не зависит от легирующих элементов, таких как хром .
3. Какой ущерб титану?
Механическое напряжение за пределами его пределов:
Несмотря на сильное, титан имеет более низкую пластичность, чем некоторые металлы, что делает его восприимчивым к растрескиванию при повторном высоком напряжении (усталость) или ударе .
Высокотемпературная деградация:
При температурах выше 400–500 градусов прочность титана уменьшается, и он может реагировать с кислородом, азотом или водородом, образуя хрупкие соединения (e . g ., «Титан огонь».
Химическая атака в определенных средах:
Концентрированные кислоты (e . g ., гидрофлуорическая кислота) или расплавленные соли могут коррозировать титан .
Воздействие газа водорода при высоких температурах может вызвать «водородное охлаждение», делая металл хрупкой .
Истирание и одежда:
Титан имеет более низкую твердость, чем некоторые стали, поэтому он может поцарапать или износить в приложениях с постоянным трениями (e . g ., Uncocated Tools) .
4. Можно ли сваривать титан?
Методы сварки:
Сварка инертного газа вольфрама (TIG): наиболее распространенная, используя аргон или гелий для защиты сварного шва от кислорода и азота, которые вызывают хрупкость .
Сварка плазмы и электронная сварка: используется для более толстых секций или точных частей .
Проблемы:
Загрязнение от воздуха (o₂, n₂) во время сварки может сделать металлический хрупкий, поэтому площадь сварного шва и материал наполнителя должен быть строго защищен .
Тепловая обработка после Weld может потребоваться для снятия стресса и поддержания пластичности .
Ключевое требование:
Сварщики должны быть обучены методам, специфичным для титана, а оборудование должно быть чистым, чтобы избежать загрязнения металла (e . g ., частицы железа из стальных инструментов могут поставить под угрозу коррозионную сопротивление) .}}}
5. Как сказать, настоящий титан?
Тест веса:
Титан легкий (плотность ~ 4 . 5 г/см времена), намного легче, чем сталь (~ 7 . 8 г/см сегодня), но тяжелее алюминия (~ 2,7 г/см времена). Титановый объект будет чувствовать себя «плотным, но легким» по сравнению со сталью.
Тест магнита:
Чистый титан и большинство сплавов не магнитные . Если магнит прилипает, это, вероятно, сталь или другой металл (хотя некоторые титановые сплавы могут демонстрировать небольшой магнетизм, если холодный) .
Spark Test:
Ударьте металл по шлифту: титан производит яркие белые искры с несколькими всплесками, в то время как сталь создает более интенсивные, красочные искры .
Тест на коррозию:
Примените каплю домашнего отбеливателя (который содержит хлорид) и подождите: титан уравновешивает коррозию, в то время как сталь может обесцветить или ржаветь .
Тест царапины:
Титан имеет умеренную твердость (30–40 ч.
Профессиональные методы:
Рентгеновская флуоресценция (xrf): анализирует элементарную композицию металла .
Тест на тепло: титан тает на уровне ~ 1668 градусов; Нижние точки плавления указывают другие металлы (e . g ., алюминиевые расплавы при ~ 660 градусов) .
Расходы титана возникают из-за его сложной цепочки поставок, в то время как его коррозионная стойкость и свариваемость делают его неоценимым в специализированных полях . для проверки подлинности, использования веса, магнетизма и основных химических тестов, хотя профессиональный анализ обеспечивает определенную истинность {1} Приложения .
