Крепеж из титана. Титан

Титан. Крепёж из титана.

Титан – один из ста восемнадцати химических элементов, известных на сегодня, которые имеют порядковые номера от 1 до 118 в системе. Нельзя не отметить, что не все они природного происхождения, лишь 94, а вот 24 химических элемента дала миру наука с помощью ядерных реакций. Титан подарила человечеству природа. Всемирно известный русский химик Дмитрий Иванович Менделеев во второй половине 19 столетия дал графическую жизнь своему Периодическому Закону в виде периодической системы химических элементов. Титан в ней занимает место под атомным номером 22, имеет краткий латинский символ Ti  от  Titanium. Являет собой металл серебристо белого цвета, имеет характеристику легкости и прочности. Он что-то среднее между Алюминием и Сталью: по прочности вдвое прочнее первого, по весу вдвое легче второй. И еще один мощный аргумент в пользу того, чтобы ученые задумались и нашли для титана возможность использования в промышленности – очень высокий уровень устойчивости к проявлениям коррозии, на уровне как у платины. Титан не реактивен к холодной или кипящей воде, органическим и неорганическим кислотам, он практически вечен в атмосфере и в привычной среде обитания человека.

И это применение было найдено! И не просто в какой-то простой отрасли, а в очень важных и стратегических в масштабах государства: освоение космоса, оборона, авиация, кораблестроение.  Титановые сплавы появились в середине 20 века, если точнее в начале 1950-х годов. Тогда это был очень непростой процесс, высокотехнологичный даже, учитывая то время и уровень прогресса. И, понятное дело, дорогостоящим в сравнении с обычной металлургией.  Температура плавления титана очень высока, порядка 1660 градусов +/- градусов 15-20… титан обладает опять же высоким уровнем вязкости, он просто прилипает к соприкасающемуся с ним, обволакивает режущий инструмент… Эти моменты очень сильно ограничивали объемы производства и, как результат, возможность применения сплавов для дальнейшего использования. Но с годами, вернее даже с десятками проходящих лет, были найдены способы оптимизации, новые технологии, благодаря чему процесс производства был изрядно упрощен, наращены производственные объемы и снижена себестоимость, что дало очень многим отраслям возможность доступного использования уникального сплава из легкости, антикоррозийности и прочности.

Титан

Но у большинства людей, не связанных с промышленностью, наукой, металлами, титан - это прежде всего космос! Его так и зовут «космический металл» или «космический материал».  Символично, из титана был создан памятник первому космонавту Юрию Гагарину и он же явился миру как первый крупногабаритный памятником из титана. Символ первого человека в космосе имеет высоту 42 с половиной метра и вес порядка 12 тонн, собран он из двухсот тридцати восьми деталей, одно лицо имеет вес в три сотни килограммов.  Памятник стоит в Москве уже 36 лет, проходит техническое обслуживание, техническую мойку обычно летом и как новенький! 

Гагарин Ю. А.Так же из титана выполнены модель того самого исторического космического корабля "Восток". В Санкт-Петербурге титановый шпиль Морского вокзала. В парке Женевского Дворца наций стоит 28-метровый титановый обелиск-символ вечного стремления человечества покорять космические просторы. И смело можно утверждать, что эти памятники в природной среде нашей планеты обречены на вечность… ЕСЛИ только их не залить плавиковой кислотой… Такой интересный поворот, стоит только поверить во что-то вечное и нерушимое, как находится «ахиллесова пята», и у титана это фтор и его соединения. Фтороводородная кислота легко растворит в себе и стекло, и титан. Можно сказать, что плавиковая кислота – это самая агрессивная и разрушающая среда для идеального металла. Даже в 1% кислоте скорость поражения очень высока.

В настоящее время титан занял достойное место в реконструктивной прогрессивной медицине. Ценится спортивное  оборудование из титана. И даже у ювелирных изделий из титана есть свои почитатели.

Рассмотрим подробнее ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ.

Кристал титана

Существует международная классификация. Вообще, плавов из титана порядка полусотни...широкое применение имеют не все они. 

TITAN GRABE 1-4: технически чистый титан, не имеющий никаких примесей, высокого уровня устойчивости к коррозии, включая самые агрессивные среды применения. Эта характеристика дала возможность очень широкого применения чистого титана. Очень тоненькая плёночка оксида около 10 нм, безусловно незаметная обычному зрению, очень быстро, можно сказать во мгновение, покрывает сам материал при реакции с влагой или кислородом. Эдакое автовосстановление поврежденных участков.

TITAN GRABE 5: это уже сплав титана, алюминия (6%), железа (максимум 0,25%), ванадия (4%) и кислорода (максимум 0,2%), самый широко применяемый. Дополнительные элементы увеличивают прочность сплава, не нарушая термодинамические характеристики и жесткость чистого титана, а вот в показателе устойчивости к коррозии он немного уступает чистому титану, но очень успешен в таких средах как морская вода, растворы хлора, кислоты. По сути, Titan Grade 5 – это основа  70% всего объёма выплавляемых титановых сплавов.

КРЕПЕЖНЫЕ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ТИТАНА

Из нескольких десятков существующих титановых сплавов, а каждый из них был разработан с конкретными целями применения и всегда для особых условий, нас, как производителя крепежных изделий, интересуют лишь два. На них и остановимся чуть подробнее: Titan Grade 2 и Titan Grade 5 – это то тесто, из которого лепят крепёжные титановые изделия высокого уровня прочности, небольшого веса и идеально устойчивые к проявлениям коррозии.

Титановый крепеж

Титан Grade 2 (CP GR.2)

Наш отечественный аналог имеет название Титан ВТ 1-0. Это не содержащий примесей технически чистый сплав с подавляющим содержанием самого титана 99%.  По прочности идентичен высокопрочной стали класса прочности 8.8. А вот весу уже примерно вдвое меньше стали, так как имеет низкий уровень плотности. Подвержен свариваемости. Коррозийная устойчивость крепежных изделий в таких агрессивных средах как: морская вода, азотная кислота, хлорид железа, влажный хлор, серная кислота, ортофосфорная кислота и даже плавиковая кислота.

Титан Grade 2

 

Титан Grade 5 (Ti6Al4V GR.5)

Наш отечественный аналог имеет название Титан ВТ 6.

Чистый титан превосходит данный сплав в коррозийной устойчивости, но уступает вдвое в прочности. Поэтому крепежные изделия из ВТ6 и Grade 5 применяются в условиях, предполагающих особо высокие нагрузки, высокие и низкие температуры и агрессивность среды.

Титан Grade 5

Подытожить можно небольшим выводом: титановый крепеж актуален там, где необходимы высокий уровень прочности, устойчивость к разрушению металла и при этом небольшой вес крепежных изделий и уменьшение веса самой конструкции в сборе. Сплав Grade 5, к примеру, вчетверо прочнее стали нержавеющей марки А4, а по весу вдвое легче. Авиационная промышленность, строительство космических кораблей и морских судов, прокладка нефте- и газопроводов, химические производства – неполный список отраслей, где титановый крепеж оценен и востребован.

Титановый крепеж производится по отечественным, европейским и международным стандартам: ГОСТ, DIN,  ISO,  EN

Крепеж

К основному ассортименту можно отнести:

- титановые шпильки

- титановые гайки

- титановые болты

- титановые шайбы

- титановые винты

- изделия по проекту под заказ