Характеристика:
Металлический элемент, титан отличается высоким отношением прочности к массе. Это прочный металл с низкой плотностью, обладающий хорошей пластичностью (особенно в среде, свободной от кислорода), металлическим блеском и бело-металлическим цветом. Сравнительно высокая температура плавления (свыше 1650 °C или 3000 °F) делает его пригодным для использования в качестве тугоплавкого металла. Титан является парамагнитным и обладает относительно низкой электрической и теплопроводностью.
Промышленные марки титана (с чистотой 99,2 %) имеют предел прочности при растяжении около 434 МПа (63 000 фунт-сила/кв. дюйм), что соответствует показателям обычных низкосортных сталей, однако их плотность ниже. Титан на 60 % плотнее алюминия, но прочнее наиболее распространённого алюминиевого сплава 6061-T6 более чем в два раза. Некоторые титановые сплавы (например, Beta C) достигают предела прочности при растяжении свыше 1400 МПа (200 000 фунт-сила/кв. дюйм). Однако титан теряет прочность при нагреве выше 430 °C (806 °F).
Титан менее твёрд, чем некоторые марки закалённой стали, является немагнитным материалом и плохо проводит тепло и электрический ток. Обработка титана требует соблюдения особых мер предосторожности, поскольку при использовании тупых инструментов или отсутствии надлежащего охлаждения возможно залипание материала. Как и стальные конструкции, титановые конструкции обладают пределом выносливости, гарантирующим длительный срок службы в ряде применений. Жёсткость титановых сплавов ниже, чем у многих других конструкционных материалов, например алюминиевых сплавов и углеродного волокна.
Металл представляет собой диморфную аллотропную модификацию гексагональной α-формы, которая при нагревании превращается в объёмноцентрированно-кубическую (решётчатую) β-форму при температуре 882 °C (1620 °F). Удельная теплоёмкость α-формы резко возрастает по мере приближения к этой температуре фазового перехода, а затем снижается и остаётся практически постоянной для β-формы независимо от температуры. Подобно цирконию и гафнию, существует дополнительная ω-фаза, термодинамически устойчивая при высоких давлениях, но метастабильная при атмосферном давлении. Эта фаза обычно имеет гексагональную (идеальную) или тригональную (искажённую) структуру и может рассматриваться как результат «мягкого» продольного акустического фонона β-фазы, вызывающего коллапс атомных плоскостей.
Как и алюминий, и магний, титан и его сплавы немедленно окисляются при контакте с воздухом. Титан легко реагирует с кислородом при температуре 1200 °C (2190 °F) в воздухе и при 610 °C (1130 °F) в чистом кислороде, образуя диоксид титана. Однако при комнатной температуре он медленно реагирует с водой и воздухом, поскольку на его поверхности формируется пассивный оксидный слой, защищающий основной металл от дальнейшего окисления. При первоначальном образовании этот защитный слой имеет толщину всего 1–2 нм, но постепенно продолжает расти, достигая толщины 25 нм через четыре года.
Атмосферная пассивация придаёт титану превосходную коррозионную стойкость, почти эквивалентную платине, позволяя ему выдерживать воздействие разбавленных серной и соляной кислот, хлоридных растворов и большинства органических кислот. Однако титан подвержен коррозии в концентрированных кислотах. Как следует из его отрицательного окислительно-восстановительного потенциала, титан термодинамически является очень реакционноспособным металлом, который горит в обычной атмосфере при температурах ниже температуры плавления. Плавление возможно только в инертной атмосфере или в вакууме. При 550 °C (1022 °F) он взаимодействует с хлором. Титан также реагирует с другими галогенами и поглощает водород.
Титан — один из немногих элементов, который горит в чистом азоте, реагируя при температуре 800 °C (1470 °F) с образованием нитрида титана, вызывающего охрупчивание. Из-за высокой реакционной способности с кислородом, азотом и некоторыми другими газами титановые нити применяются в титановых сублимационных насосах в качестве поглотителей этих газов. Такие насосы недорого и надёжно обеспечивают чрезвычайно низкое давление в системах ультравысокого вакуума.
Параметр:
Марка |
Производство |
Состояние |
Диаметр (мм) |
Стандартной |
|
Gr1 Gr2
Gr2 Gr3 |
|
|
|
ASTM B348 |
| Марка | Размер | Состояние | Стандартной |
| Gr5 | φ2–Φ4×L | полировка | ASTM F136 |
| Gr5 | φ4–Φ8×L | полировка | |
| Gr5 | φ8–Φ10×L | полировка | |
| Gr5 | φ10–Φ16×L | полировка | |
| Gr5 | φ16–Φ30×L | полировка | |
| Gr5 | φ8–Φ10×L | Прокат | |
| Gr5 | >Φ10–Φ16×L | Прокат | |
| Gr5 | >Φ16–Φ30×L | Прокат | |
| Gr5 | φ30–Φ60×L | Прокат | |
| Gr5 | φ20–Φ60×L | Прокат |
Применение:
1) Ортопедические имплантаты: искусственные суставы, металлические пластины, ортопедические гвозди, металлические стержни для ортопедических целей, внутрикостные гвозди, костные иглы, устройства для фиксации позвоночника.
2) Кардиологические имплантаты: искусственные клапаны сердца, кардиостимуляторы, сердечные катетеры и стенты внутри кровеносных сосудов.
3) Офтальмологические имплантаты: искусственный хрусталик.
4) Стоматологические имплантаты: стоматологический имплантат, тяговые гвозди, гвозди для пломбирования корневых каналов, устройства для внутренней фиксации и др.
5) Материалы для заполнения: импланты для увеличения груди, внутриглазные заполняющие материалы, ортопедические заполняющие материалы.