4.10. Области применения титана.

Титановые сплавы отличающиеся сочетанием ряда ценных свойств, перспективны для применения во многих областях современной техники высокая стоимость тина его сплавов во многих случаях компенсируется их большей работоспособностью, а в некоторых случаях они являются единственным материалом, из которого можно изготовить оборудование или конструкции, способные работать в данных конкретных условиях. Титановые сплавы широко применяют в авиационной технике. Титан и его сплавы применяют в химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности, в цветной металлургии, энергомашиностроении, электронике, ядерной технике, гальванотехнике, при производстве вооружения, для изготовления броневых плит, опреснительных установок, деталей гоночных автомобилей, спортинвентаря (клюшки для гольфа), деталей ручных часов и даже украшений. Азотирование титана приводит к образованию его поверхности золотистой пленки, по красоте не уступающей настоящему золоту.

При существующих высоких ценах на титан его применяют преимущественно для производства военного оборудования, где главная роль принадлежит не стоимости, а техническим характеристикам. По мере снижения цен на титан и роста его производства области применения титана постоянно расширяются.

Авиация. В области самолетостроения и производства авиационных двигателей титан все больше вытесняет алюминий и нержавеющую сталь. С повышением температуры алюминий быстро утрачивает свою прочность. С другой стороны, титан обладает явным преимуществом в отношении прочности при температуре до 430°C, а повышенные температуры такого порядка возникают при больших скоростях благодаря аэродинамическому нагреванию. Преимущество замены стали титаном в авиации заключается в снижении веса без потери прочности. При постройке реактивных двигателей титан применяется преимущественно для изготовления лопаток компрессора, дисков турбины и многих других штампованных деталей. Здесь титан вытесняет нержавеющую и термически обрабатываемую легированную стали. Экономия в весе двигателя в один килограмм позволяет сберегать до 10кг в общем весе самолета благодаря облегчению фюзеляжа. Листовой титан применяется для изготовления всевозможных кожухов, защитных оболочек кабелей и направляющих для снарядов. Из листов легированного титана изготовляются различные элементы жесткости, шпангоуты фюзеляжа, нервюры.

Военно-морской флот. Малый удельный вес металла в сочетании с коррозионной стойкостью повышает маневренность и дальность действия кораблей, а также снижает расходы по уходу за материальной частью и ее ремонту. Применение титана в военно-морском деле включает изготовление выхлопных глушителей для дизельных двигателей подводных лодок, дисков измерительных приборов, тонкостенных труб для конденсаторов и теплообменников. По мнению специалистов, титан, как никакой другой металл, способен увеличить срок службы выхлопных глушителей на подводных лодках

Артиллерия. Проходят испытания, изготовленные из титана орудийные станки, крестовины лафетов и цилиндры противооткатных приспособлений. Широкое применение титан может получить при производстве управляемых снарядов и ракет.

Транспорт. Замена конструкционных материалов, потребляемых в настоящее время предприятиями транспортного машиностроения, титаном должна привести к снижению расхода топлива, росту полезной грузоподъемности, повышению предела усталости деталей кривошипно-шатунных механизмов и т. п. На железных дорогах исключительно важно снизить мертвый груз. Существенное уменьшение общего веса подвижного состава за счет применения титана позволит сэкономить в тяге, уменьшить габариты шеек и букс.

Химическая промышленность. При производстве оборудования для химической промышленности значение имеет коррозионная стойкость титана, а также то, что титан имеет невысокую плотность (4,5г/см³) и повышенную прочность.

Строительство. Благодаря высокой стойкости к солнечной радиации и воздействию атмосферы, даже в условиях жаркого влажного морского климата, титан и его сплавы считают выдающимся архитектурно-строительным материалом. При этом важное значение имеет то обстоятельство, что титан обладает самым близким из «строительных» металлов коэффициентом линейного термического расширения по отношению к аналогичной характеристике стекла, бетона, кирпича и камня.

Титановый прокат (титановый лист, титановая плита, титановая труба, титановый пруток, титановая проволока) применяют в строительстве и архитектуре для изготовления наружной обшивки, перегородок, покрытия крыш, облицовки колонн, козырьков, навесов, внутренней отделки зданий, а также для монументальной архитектуры. В Москве из титановых сплавов изготовлены два монументальных памятника: в честь запуска первого искусственного спутника Земли и первого космонавта Ю.А. Гагарина.

Биологические имплантантов. Титан является наилучшим материалом, биологически совместимым с тканями человека. Поэтому титан широко применяется в медицине для изготовления различного рода хирургических имплантантов (протезов суставов, стоматологических коронок и мостов, пластин и т.д.), а также хирургического инструмента (скальпелей, пинцетов и т.п.) и медицинской аппаратуры (центрифуг сепарации крови).

Прочие области применения титана. Применение титана целесообразно в пищевой, нефтяной и электротехнической промышленности, а также для изготовления хирургических инструментов и в самой хирургии. Столы для подготовки пищи, пропарочные столы, изготовленные из титана, по качествам превосходят стальные изделия. В нефте- и газобурильной областях серьезное значение имеет борьба с коррозией, поэтому применение титана позволит реже заменять корродирующие штанги оборудования. В каталитическом производстве и для изготовления нефтепроводов желательно применять титан, сохраняющий механические свойства при высокой температуре и обладающий хорошей коррозионной устойчивостью. В электропромышленности титан можно применить для бронирования кабелей благодаря хорошей удельной прочности, высокому электрическому сопротивлению и немагнитным свойствам. В различных отраслях промышленности начинают применять крепежные детали той или иной формы, изготовленные из титана. Дальнейшее расширение применения титана возможно для изготовления хирургических инструментов главным образом благодаря его коррозионной стойкости. Инструменты из титана в этом отношении превосходят обычные хирургические инструменты при многократном кипячении или обработке в автоклаве.