Dezavantaje ale aliajului de titan, Aplicarea titanului în construcțiile navale - Aliaje de titan în construcțiile navale
Dezavantajele titanului comercial și ale aliajelor de titan includ tendința lor de a se strecura la temperatura camerei. Acest fenomen începe să fie observat la solicitări de peste 50-60% din limita de curgere condiționată a aliajului. Cu toate acestea, prin alierea metalului, tendința de fluare poate fi redusă semnificativ.
Cel mai mare dezavantaj al titanului și aliajelor de titan este costul lor ridicat. Astfel, costul pentru 1 tonă de foi variază de la 4 la 7 mii de ruble, profile - de la 10 la 16 mii de ruble, țevi - peste 10 mii de ruble.
Toate aliajele industriale de titan după tipul de structură sunt soluții solide bazate pe una dintre cele două modificări alotropice ale titanului - b-titan cu h.p. zăbrele sau în-titan cu o. c. a. zăbrele. Temperatura transformărilor alotropice depinde de gradul de puritate al titanului și de gradul de aliere a aliajului. In functie de elementele de aliere si continutul acestora se pot forma trei grupe de aliaje: b-; (b+c)-; aliaje din titan. În practica industrială, aliajele ct-titan sunt utilizate pe scară largă. Acestea pot include aliaje de clase 0T4-0, 0T4-1, 0T4, VT5-1 (Tabelul 8.6). Principalul element de aliere din acest grup de aliaje este aluminiul. Odată cu creșterea conținutului său, deși rezistența crește, proprietățile plastice ale aliajelor scad. Aliajele din grupa β-titan sunt neîntărite termic, stabile termic până la temperaturi de 673-773 K. Sunt bine sudate, permit deformarea la cald, forjarea, laminarea, presarea și ștanțarea. Furnizat sub formă de bare, profile, țevi, forjate și matrițe.
Titanul este inflamabil, iar praful de titan, care se află în aer în suspensie, este exploziv. Așchii subțiri și particule mici de titan ard ca magneziul și sunt acoperite cu ulei finparticulele sunt capabile de ardere spontană. Agenții convenționali de stingere a incendiilor (apă, spumă, gaz) sunt nepotriviți pentru combaterea arderii titanului. Titanul poate fi stins cu nisip fin uscat.
Utilizarea titanului în construcțiile navale
Aliajele de titan sunt utilizate pe scară largă în construcțiile navale maritime. Rezistența excepțională a titanului și a aliajelor sale atunci când sunt expuse la apa de mare le face materiale indispensabile pentru placarea navelor, producția de piese de pompe, conducte și pentru alte scopuri de construcții navale marine.
Principalele proprietăți ale titanului, care îi deschid perspective mari în construcțiile navale marine, sunt densitatea sa scăzută, rezistența fenomenală la coroziune a metalului în apa de mare, rezistența la eroziune și cavitație.
Densitatea scăzută permite reducerea greutății navei, ceea ce îi crește manevrabilitatea și raza de acțiune. Corpurile navelor placate cu titan nu vor necesita niciodată vopsire, deoarece nu se vor rugini sau sparge în apa de mare timp de zeci de ani. Rezistența la eroziune și la navigație vă va permite să nu vă fie frică de viteze mari în apa mării: miriadele de boabe de nisip suspendate în ea nu vor deteriora cârmele, elicele și corpul din titan. Aliajele de titan pot fi folosite pentru a fabrica arbori, bare, suporturi, părți ale unei ancore și amortizoare de eșapament pentru submarine. Amortizoarele din titan sunt mult mai economice, mai durabile, mai rezistente decât cele din cupru-nichel. Pe submarine, titanul este folosit pentru realizarea diverselor piese de fitinguri de punte, antene, instrumente, mânere, scufundate permanent în apa de mare. Sunt capabili să servească pentru totdeauna, fără a necesita vopsire și reparații. De asemenea, titanul poate fi folosit pentru a face corpurile submarinelor de scufundări ultra-profunde (până la 6 km).
În plus, proprietățile magnetice slabe ale titanului și ale aliajelor sale fac posibilă utilizarea lor pentru a crea o mare varietate de dispozitive de navigație, pentru a elimina deviația, de exemplu. influențăpărțile metalice ale navei pe instrumentele de navigație, reduc riscul de explozie pe minele magnetice. Nu este exclusă posibilitatea de a crea așa-zise nave nemagnetice din aliaje de titan, care sunt esențiale pentru cercetarea geologică și geofizică în oceanele deschise.
Cele mai mari perspective în construcțiile navale sunt utilizarea titanului în producția de tuburi de condensare, motoare cu turbină și cazane cu abur. Creșterea dimensiunii navelor necesită o creștere bruscă a puterii motorului și a dimensiunilor cazanelor. Contaminarea acestuia din urmă în timpul funcționării duce la o încetinire a vitezei sau chiar la oprirea completă a navei. Folosirea condensatoarelor din titan elimină practic problema curățării cazanelor. Astfel, pe unul dintre tancurile japoneze cu o deplasare de 164.000 de tone, un condensator de titan, după o funcționare eficientă timp de aproape 5.000 de ore, nu a prezentat niciun semn de coroziune și contaminare, nici modificări ale microstructurii metalului și ale proprietăților sale mecanice.
Un domeniu promițător de aplicare al aliajelor de titan este găurirea adâncă și ultra-profundă. Acum, după cum știți, omenirea pătrunde la adâncimi foarte mari pentru a extrage bogățiile subterane și pentru a studia straturile adânci ale scoarței terestre. Conform proiectului „Upper Mantle of the Earth”, va fi necesar să forați mai multe puțuri ultra-profunde la o adâncime de 15-20 mii de metri. Cum să ajungeți la astfel de adâncimi? La urma urmei, țevile obișnuite de foraj se vor rupe sub propria gravitație deja la o adâncime de câteva mii de metri! Este clar că aceste țevi ar trebui să fie fabricate numai din aliaje de înaltă rezistență pe bază de titan. Datorită utilizării unor astfel de conducte, puțurile pot fi forate la adâncimi de 20 și 30 km.