67. Получение, свойства и п рименение

титана и магния

Титан — серебристо-белый металл с высокой ме-

ханической прочностью и высокой коррозионной и

химической стойкостью. Для производства титана

используют рутил, ильменит, титанит и другие руды,

содержащие 10—40% двуокиси титана TiO2. После

обогащения концентрат титановых руд содержит до

65% TiO2. TiO2, и сопутствующие окислы железа раз-

деляют восстановительной плавкой. В процессе

плавки окислы железа и титана восстанавливаются, в

результате чего получают чугун и титановый шлак, в

котором содержится до 80—90% TiO2. Титановый

шлак хлорируют, в результате чего титан соединяется

с хлором в четыреххлористый титан TiCl4. Затем че-

тыреххлористый титан нагревают в замкнутой ретор-

те при температуре 950—1000°С в среде инертного

газа (аргона) вместе с твердым магнием. Магний от-

нимает хлор, превращаясь в жидкий MgCl, а твердые

частицы восстановленного титана спекаются в по-

ристую массу, образуя титановую губку.

Путем сложных процессов рафинирования и пере-

плава из титановой губки получают чистый титан.

Технически чистый титан (ГОСТ 19807-74) содержит

99,2—99,65% титана. Прочность технически чистого

титана зависит от степени его чистоты и соответ-

ствует прочности обычных конструкционных сталей.

Преимущество титана и его сплавов заключается

в сочетании высоких механических свойств (в = 1500

МПа; = 10—15%) и коррозионной стойкости с малой

плотностью. Алюминий повышает жаропрочность и

механическую прочность титана. Ванадий, марга-

нец, молибден и хром повышают жаропрочность

титановых сплавов. Сплавы хорошо поддаются горя-

чей и холодной обработке давлением, обработке ре-

занием, имеют удовлетворительные литейные свой-

ства, хорошо свариваются в среде инертных газов.

Сплавы удовлетворительно работают при температу-

рах до 350—500°С.

По технологическому назначению титановые спла-

вы делят на деформируемые и литейные, а по прочности

— на три группы: низкой (в = 300—700 МПа),

средней (в = 700—1000 МПа) и высокой (в более

1000 МПа) прочности. Титановые сплавы применяют-

ся в авиационной и химической промышленности.

Магний — самый легкий из технических цветных

металлов, его плотность 1,740 кг/м3, температура

плавления 650°С. Технически чистый магний не-

прочный, малопластичный металл с низкой тепло- и

электропроводностью. Для улучшения прочностных

свойств в магний добавляют алюминий, кремний,

марганец, торий, церий, цинк, цирконий и подверга-

ют термообработке.

Для производства магния используют преимуще-

ственно карналлит (MgCl2, КCl6, H2O), магнезит

(MgCO3), доломит (CaCО3, МgCО3) и отходы ряда

производств, например титанового. Технически

чистый магний (первичный) содержит 99,8—99,9%

магния (ГОСТ 804-72). Маркировка и химический

состав магниевых сплавов приведены в ГОСТ 2581-

78. В зависимости от способа получения изделий

магниевые сплавы делят на литейные и деформи-

руемые. Литейные магниевые сплавы (ГОСТ 2856-

68) применяют для изготовления деталей литьем. Их

маркируют буквами МЛ и цифрами, обозначающими

порядковый номер.