1. Miks on titaan nii kallis?
Haruldane ja raskesti kaevandamine:
Titaniumi on Maa koorikus rikkalik (e . g ., nagu ilmenite ja rutile), kuid kontsentreeritud maagid on piiratud . kaevandamine nõuab ulatuslikku töötlemist, et eraldada titaan teistest elementidest.
Energiamahukas ekstraheerimine:
Krolli protsess, peamine meetod titaanmetalli tootmiseks, hõlmab titaantetrakloriidi reageerimist magneesiumiga kõrgel temperatuuril (800–1000 kraadi), tarbides massiivset energiat ja aega .
Väljakutseline tootmine:
Titaniumil on kõrge sulamistemperatuur (1668 kraadi), mis muudab valamise, sepistamise ja töötlemise keeruliseks . see reageerib tööriistade ja hapnikuga kõrgetel temperatuuridel, nõudes spetsialiseerunud seadmeid (E {. g {4., inertbünitsid) ja inertbünitsid) ja inert -tööjõudu..} {5}
Madal tootmisskaala:
Võrreldes terase või alumiiniumiga on titaani tootmine palju väiksem (globaalne aastane toodang ~ 1 miljon tonni vs . terase ~ 1 . 8 miljardit tonni), mis põhjustab kõrgemaid kulusid.
2. Kas titaanist saab roosteda?
Looduslik korrosioonikindlus:
Titaan moodustab õhuga kokkupuutel õhukese, isetervendava oksiidikihi (Tio₂), mis kaitseb seda oksüdatsiooni eest . See kiht on põhjus, miks titaan vastutab rooste vees, soolases vees ja enamik kemikaale .
Piirangud:
Väga happelistes tingimustes (e . g ., kontsentreeritud hüdrokloriin või väävelhape) võib oksiidikiht laguneda, põhjustades korrosiooni {.
Pikaajaline kokkupuude kloriidiioonidega (e . g ., soolane vesi) kõrgel temperatuuril võib põhjustada korrosiooni pitt, ehkki see on enamikus rakendustes haruldane .
Võrdlus terasega:
Erinevalt roostevabast terasest on titaani korrosioonikindlus omane, mitte sõltuv legeerivatest elementidest nagu kroom .
3. Mis kahjustab titaani?
Mehaaniline pinge üle selle piire:
Ehkki tugev, on titaanil madalam kui mõnel metallil, muutes selle korduva kõrge stressi (väsimuse) või löögi korral vastuvõtlikuks .
Kõrgtemperatuuriga lagunemine:
Temperatuuridel üle 400–500 kraadi väheneb titaani tugevus ja see võib reageerida hapniku, lämmastiku või vesinikuga, moodustades rabedad ühendid (e . g ., "titaani tulekahju" ekstreemsetel juhtudel) .
Keemiline rünnak konkreetses keskkonnas:
Kontsentreeritud happed (e . g ., hüdrofluoriinhape) või sulasoolad võivad titanium . söövitada
Kokkupuude vesinikugaasiga kõrgel temperatuuril võib põhjustada vesiniku omastamist, muutes metalli hapraks .
Hõõrumine ja kulumine:
Titaanil on madalam karedus kui mõnel terasel, nii et see võib püsiva hõõrdumisega rakendustes kriimustada või kuluda (e . g ., katmata tööriistad) {.
4. Kas titaani saab keevitada?
Keevitusmeetodid:
Volfram -inertgaas (TIG) keevitamine: kõige tavalisem, kasutades argooni või heeliumi, et kaitsta keevisõmblust hapniku ja lämmastiku eest, mis põhjustavad rabedust .
Plasmakeevitamine ja elektronkiirekeevitus: kasutatakse paksemate sektsioonide või täpse osa jaoks .
Väljakutsed:
Õhu (O₂, N₂) saastumine keevitamise ajal võib muuta metalli hapraks, nii et keevispind ja täiteaine materjal peab olema rangelt varjestatud .
Stressi leevendamiseks ja elastsuse säilitamiseks võib olla vaja keemijärgset kuumtöötlust .
Põhinõue:
Keevitajaid tuleb treenida titanispetsiifilistes tehnikates ja seadmed peavad olema puhtad, et vältida metalli saastumist (e . g ., terasest tööriistadest pärit raudosakesed võivad kahjustada korrosioonikindlust) .
5. Kuidas öelda, kas see on tõeline titaan?
Kaalukatse:
Titaan on kerge (tihedus ~ 4 . 5 g/cm³), palju kergem kui terasest (~ 7 . 8 g/cm³), kuid raskem kui alumiinium (~ 2,7 g/cm³). Titaaniebjekt tunneb terasega võrreldes "tihedat, kuid kerget".
Magneti test:
Puhas titaan ja enamik sulameid on mittemagnetiline ., kui magnet kleepub, on see tõenäoliselt teras või mõni muu metall (kuigi mõned titaansulamid võivad külma töödeldud korral näidata kerget magnetismi) .
Spark Test:
Lööge metall veski vastu: titaan toodab erksaid valgeid sädemeid, millel on vähe purskeid, teras aga intensiivsemaid, värvikaid sädemeid .
Korrosioonitest:
Kandke tilk majapidamisvalgendit (mis sisaldab kloriidi) ja oodake: titaan peab vastu korrosiooni, teras võib aga värvuse või rooste .
Kraapimiskatse:
Titaanil on mõõdukas kõvadus (30–40 tundi) . see võib kriimustada roostevabast terast, kuid fail või kõva tööriist jätab jälje (kuigi see kahjustab pinda) .
Professionaalsed meetodid:
Röntgenikiirguse fluorestsents (XRF): analüüsib metalli elementaarset kompositsiooni .
Soojust: titaan sulab ~ 1668 kraadi juures; Alumised sulamispunktid tähistavad teisi metalle (e . g ., alumiinium sulab ~ 660 kraadi) .
Titaniumi kulud tulenevad selle keerulisest tarneahelast, samas kui selle korrosioonikindlus ja keevitatavus muudavad selle spetsiaalses väljades hindamatuks . autentsuse kontrollimiseks, kaalu, magnetismi ja põhiliste keemiliste testide kasutamiseks, ehkki professionaalne analüüs tagab kindluse. selle kasutamise mitmesugusteks optimeerimiseks. rakendused .
