Применение

В конце 1950-х годов, титановые сплавы были применены в конструкции авиационных газотурбинных двигателей. Их использовали в качестве материала рабочих и направляющих лопаток компрессоров, дисков компрессоров, деталей корпуса и оболочек. Это позволило в свою очередь в 1,7 раза снизить массу деталей, сохранив показатели прочности и долговечности титана.

Титановые сплавы в двигателях разработанных АО «Авиадвигатель» были применены в 1964 г. Объем которых постепенно расширялся с 5% - первый двигатель, до 10% в настоящее время.

Двигатели разработки АО «Авиадвигатель» установлены на самолетах гражданской авиации (Ту-134, Ту-134А, Ил-62М, Ил-76, Ту-154М) и военной (МиГ-31).

В военных самолетах применяется еще больше титана. Почти полностью выполнен из титановых сплавов сверхзвуковой стратегический бомбардировщик-ракетоносец Ту-160 с изменяемой геометрией крыла. Скорость – 2200 км/ч, дальность полета – 12300 км, высота полета 15000м.

В самолетах титановые сплавы применяются как для создания силовых элементов планера, и как в качестве брони.

Довольно широко применяют титановые сплавы в ракетно-космической технике, в ракетах-носителях и космических аппаратах. Массовая доля титановых сплавов в изделиях составляет от 5 до 30%.

Из титановых сплавов в отечественной космической технике изготавливают: силовые узлы, корпуса твердотопливных и жидкостных ракетных двигателей, баллоны высокого давления, системы жизнеобеспечения, элементы стыковочных узлов, деталей крепления, кронштейны, аккумуляторы систем поддува, крыльчатки для подачи жидкого водорода и другие детали.

Титановые сплавы широко использовались:

 в пилотируемых ракетных комплексах – «Восток» и «Союз»

беспилотных – «Луна», «Марс», «Венера»

космическая система – «Энергия»

орбитальный корабль – «Буран»

Применяются титановые сплавы благодаря сочетанию высокой коррозионной стойкости, большой удельной прочности, немагнитности при создании кораблей, подводных атомных лодок, глубоководных аппаратов.

Из титановых сплавов изготавливают: системы транспортных атомных энергоустановок, корабельных конденсаторов, теплообменников, насосов, деталей судовой энергетики, систем корабельного трубопровода и выхлопных дымоходов, водяных тормозов катапульты, отражателей взрывной струи, системы вертикального спуска, гребных валов, деталей крепления, корпусной брони, клапанов, дверей, люков и других деталей.

Обитаемые и необитаемые глубоководные аппараты для освоения морских месторождений.

Вновь разведанные запасы нефти, богатые запасы минеральных руд, прежде всего, железомарганцевых конкреций, располагающихся на глубине 4000-6000 м. Для их поисков и необходимы эти аппараты. Конструкция таких аппаратов состоит из прочных сферических оболочек, выполненных из металлических и неметаллических материалов. Титановые сплавы, которые обладают большой удельной прочностью в сочетании с высокой коррозионной стойкостью в морской воде более всего подходят для таких аппаратов.

Существуют следующие зарубежные глубоководные аппараты:

«Alvin», США, глубина погружения – 4000 м;

«Nautil», Франция, глубина погружения – 6000 м;

«Syinkai-6000», Япония, глубина погружения – 6500 м.

В нашей стране тоже ведутся работы по созданию глубоководных аппаратов с применением титана.

Использование титана и его сплавов в этих областях промышленности обусловлена его чрезвычайно большой устойчивостью в хлорсодержащих окислительных средах.

В производстве цветных и редким металлов титан применяют для изготовления крупногабаритного оборудования типа ванн. Титан получил наибольшее распространение в никель-кобальтовой  и титаномагниевой металлургии. Из титана изготавливают фильтровальное оборудование, автоклавы, теплообменники, выпарные аппараты, реакторы, баки, футеровки электролизных ванн, насосы, матрицы и другое.

В производстве черных металлов из титана изготавливают: сатураторы, центрифуги, запорную арматуру, насосы, барботажные зонты, циркуляционные емкости и другое оборудование которое работает в агрессивных средах. При применении титана увеличивается срок службы оборудования.

Титан является приемлемым материалом для изготовления оборудования производства хлора, хлоридов, уксусной кислоты, мочевины, аммиака, лимонной кислоты. В отечественной химической промышленности впервые применили оборудование и коммуникации из титана в 1960 г. Это произошло на Березниковском содовом заводе, из титана были сделаны отпаривающие камеры и трубопровод хлорной воды.

В настоящее время титановое оборудование широко распространено на заводах химического и нефтехимического производства.

В целлюлозно-бумажной промышленности встречаются агрессивные технологические среды, для роботы в которых титан подходит больше всего. В таких средах протекают процессы получения варочной кислоты, сульфитной целлюлозы, белильных растворов, отбеливания целлюлозной массы.

Титан и его сплавы считаются архитектурно-строительным материалом. Из титана изготавливают наружную обшивку, перегородки, покрытия крыш, облицовку колонн, поясов, тентов, навесов. Также для внутренней отделки зданий и создания произведений искусств, скульптур и монументов.

В Москве установлено два крупных монумента - обелиск в честь запуска первого искусственного спутника Земли, который облицован листами из титанового сплава и величественный памятник Ю.А. Гагарину.

Постоянно растет применение титана в медицине. К основным областям относятся:

- хирургические имплантаты (протезы суставов, пластины, шурупы, стоматологические коронки и мосты, др.);

- медицинские инструменты (скальпели, пинцеты, крючки);

- вспомогательные средства (наружные протезы, инвалидные коляски);

- медицинская аппаратура (центрифуги сепарации крови, сосуды хранения радиоизотопов).

Из титана изготавливают: оправы для очков, чемоданы, кухонную посуду, мебель, корпуса фотоаппаратов, колбы термосов, детали велосипедов, теннисные ракетки, клюшки для гольфа, скрепки, рыболовные удилища и оснастку к ним, альпийское снаряжение, лыжи, фляжки, ложки, садовые лопаты и многое другое.

А из азотированного титана изготавливают украшения: сережки, браслеты, кольца, броши. Азотирование придает поверхности титана и его сплавов красивый золотистый цвет, а его экологическая чистота, биологическая инертность при контакте с кожей человека не приводит к неприятным последствиям.

В будущем область применения титана и его сплавов будет только расти и реализовываться, так как еще не все привлекательные свойства титана использованы.