Применение титана и сплавов
В ХХ-м веке титан по праву получил название металла будущего, поскольку он по многим показателям обходит ближайшие аналоги. На сегодняшний день этот материал активно используется во многих сферах деятельности. Первоначально его использовали в оборонной промышленности, но сейчас его применение значительно расширилось. Это машиностроительная и химическая промышленность, авиастроение и судостроение, медицина и изготовление бытовой техники. Коротко рассмотрим основные области его применения.
1. Авиастроение
Титан является одновременно очень прочным и лёгким металлом – именно по этой причине он нашёл широкое применение именно в авиастроении. Здесь титановые сплавы активно применяются для создания авиационных конструкций, прежде всего для фюзеляжа, крыльев, кабины и хвостового оснащения самолётов. С появлением газотурбинных воздушных судов этот редкий металл стал использоваться для создания основных компонентов самолётных турбин. Как показала практика, такие детали могут эксплуатироваться на протяжении многих лет. Они обладают высоким запасом прочности и намного легче деталей и узлов, изготовленных из других металлов.
Сейчас сплавы на основе титана широко применяются для создания корпусных самолётных конструкций и элементов двигательных установок. Так же элементы из этого металла используются шасси и других частей самолётов.
Среди которых можно назвать:
- Лопатки;
- Диски;
- Детали вентилятора;
- Компрессор.
В среднем для одного пассажирского самолёта стандартной вместимости применяется более 20-ти тонн титана. К примеру, изделия из этого металла сменили стальные заклёпки, снизив общий вес воздушного судна сразу на несколько тонн.
Применяются детали на основе титановых сплавов и для производства других компонентов, к примеру:
- Окантовку люков и дверей.
- Обшивку, которая регулярно испытывает на себе неблагоприятное воздействие продуктов сгорания двигателя самолета;
- Противопожарные перегородки;
- Тонкостенные трубопроводы воздушной системы. Титан является наиболее стойким к высоким температурам металлом;
- Настил пола грузовой кабины. Здесь данный металл широко применяется из-за своей высокой прочности и твердости;
- Стойки шасси;
- Кронштейны крыла;
- Гидроцилиндры;
- Диски и лопатки вентиляторов и компрессоров;
- Корпуса двигателей.
Титановые детали на сегодняшний день используются в конструкции практически всех авиалайнеров, которые изготавливаются российскими компаниями в сотрудничестве со странами, входящими в СНГ.
2. Судостроение
Большое значение имеет использование титана в судостроении. Здесь он используется как для создания обшивки кораблей, так и для внутреннего оснащения – двигательных установок, насосных систем, соединительных трубок. Уже упоминалось о лёгкости и прочности этого материала – это создаёт значительные преимущества не только при создании самолётов, но и водных судов. Для судостроения так же большое значение имеет такой показатель титана, как стойкость к коррозии. В результате обшивка кораблей из этого металла не требует дополнительного защитного покрытия и покраски, что снижает общую стоимость судовой техники.
Большим плюсом при создании кораблей считается так же низкие магнитные показатели титана. Благодаря этому используемые на судах навигационные инструменты имеют меньшую погрешность и позволяют более точно прокладывать курс. Так же эти показатели создают заметные преимущества при проведении геофизических и геологических исследований.
Сплавы на основе титана так же широко используются при создании двигательных турбин, соединительных и конденсаторных трубок, паровых котлов, глубоководного оборудования.
3. Машиностроение
Для машиностроения большое значение имеет создание оборудования, имеющего высокие теплообменные показатели. Прежде всего это трубы и трубки, способные к охлаждению сложного технического оборудования. Примером могут служить конденсаторы турбин или теплообменные трубки двигательных установок. При этом обеспечивается не только необходимый теплообмен, но и существенно продлевается срок службы оборудования.
В атомной энергетике большое значение имеют высокие антикоррозийные показатели титана, которые во много раз выше, чем у других металлов. По этой причине можно создавать корпусные детали оборудования, которые будут способны к эксплуатации на протяжении многих лет без необходимости проведения частых ремонтных работ.
4. Нефтегазовая промышленность
В нефтегазовой промышленности важнейшее значение имеет разведка и добыча топливных ресурсов. а проведение подобных работ просто невозможно без бурения, эффективность которого зависит от используемых труб. Часто разведка и добыча происходят на глубине нескольких километров и обычные стальные трубы для этого не подходят. Именно по этой причине на сегодняшний день в нефтегазовой отрасли всё большее применение имеют компоненты, изготовленные на основе титановых сплавов. Такие трубы и элементы буровых установок способны выдерживать значительные нагрузки и использоваться на протяжении длительного времени без замены. Таким образом обеспечивается эффективность проведения буровых работ и снижается себестоимость добываемых ресурсов.
На основе титана сейчас происходит изготовление такого оборудования, как:
- Глубоководные бурильные установки;
- Добывающие установки;
- Насосы;
- Трубопроводы;
- Теплообменные конструкции и агрегаты;
- Сосуды высокого давления и др.
5. Медицина
Высокие антикоррозийные свойства, прочность в сочетании с лёгкостью объясняют широкое применение инструментов из титановых сплавов в медицине. Сегодня они используются в таких областях медицинской деятельности, как хирургия и ортопедия, стоматология и кардиология. Не случайно самые прочные, надёжные и долговечные медицинские инструменты и детали специального оборудования изготавливаются именно на основе титана.
Другой отраслью медицины, где используется титан, считается ортопедия. Ведь большинство проблем, связанных со здоровьем, происходит в результате внешних повреждений – ран и гематом, ушибов и растяжений, переломов и вывихов. Это может произойти по разным причинам – бытовым или аварийным. Для лечения подобных повреждений необходимо не только использование медицинских препаратов и инструментов, но и специальных конструкций. К ним относятся импланты и протезы, ортезы и внешние каркасы. Благодаря особым свойствам титан не только способен противостоять окислению и разрушению, но и максимально безболезненно вживляться в человеческий организм. К этому следует добавить уже отмечавшиеся прочность и лёгкость титановых сплавов, конструкции на основе которых гораздо надёжнее и долговечнее, чем стальные или алюминиевые.
Обеззараживающие и антимикробные свойства титана объясняют его использование в стоматологии. Из него изготавливаются импланты, которые могут легко вживляться в челюсть и служить основой для установки искусственных зубов.
Благодаря небольшому весу из этого металла сейчас изготавливаются заменители внутриушных косточек, позволяющих восстанавливать слух.
В кардиологии титановые детали используются для создания корпусных частей дефибрилляторов и сердечных электростимуляторов.
Здесь важное значение имеет так же немагнитность титана, благодаря чему можно с большим успехом проводить физиотерапию с применением электромагнитного медицинского оборудования.
6. Спорт
Указанные выше преимущества изделий из титана объясняют его широкое применение в спорте для изготовления специального инвентаря. В бытовых целях применять этот металл нецелесообразно, потому что он достаточно редок и дорог. А вот делать из него спортивное оборудование или компоненты к нему вполне оправдано. Примером могут служить велосипеды – рамы, обода колёс, спицы, части тормозной системы, рули и пружины из титанового сплава позволяют достигать высоких спортивных результатов. То же самое можно сказать об инвентаре для санного спорта или автомобильных гонок.
Широкое использование титан получил при изготовлении клюшек для гольфа, которые получаются одновременно прочными и лёгкими. Из этого металла так же ограниченными партиями выпускаются мячики для этой элитной игры.
Небольшой вес и противостояние вредным воздействиям окружающей среды объясняют применение титана для туризма и альпинизма. Конструкции из таких сплавов считаются наиболее удобными и долговечными.
Также его применяют в производстве:
- Ножей для подводного плавания;
- Лезвий для коньков;
- Пистолетов для спортивной стрельбы и др.
Другие области применения
Титан достаточно активно так же используется в индустрии красоты и при изготовлении гигиенических средств. Прежде всего здесь применяется диоксид титана, который входит в состав шампуней и гелей, зубной пасты и кремов. Это же вещество используется для синтезирования некоторых лекарственных препаратов. В ювелирной отрасли диоксид титана широко используется при изготовлении искусственных драгоценных камней. На этой же основе производятся тугоплавкие стёкла, пластмассы и резина. Таким образом, можно сделать вывод, что без использования титана и сплавов на его основе трудно представить развитие современного мира.
NORMET – титановый металлопрокат
Дополнительную информацию по этому виду металлоизделий вы сможете получить в компании «НОРМЕТ», которая работает по всей территории России и СНГ.
Вы можете обратиться непосредственно к нам:
- позвонить по телефонам: 8 (800) 300 39 46
- отправить письмо электронной почтой на titan@normet24.ru
или воспользоваться возможностями сайта ntitan.ru.