Производство титана и сплавов на его основе возникло в начале 50-х годов в связи с потребностью в новых конструкционных материалах для реактивной авиации и ракетной техники. Сплавы на основе титана обладают высокой удельной прочностью (отношение прочности к плотности). Лучшие современные сплавы на основе титана (легированные добавками А1, Сг, V, Мо, Мп) имеют временное сопротивление 1200-1500 [...]
В связи с высоким сродством к кислороду и азоту титан используют как эффективный раскислитель и деазотизатор стали. Кроме того, титан связывает серу, образуя прочный сульфид и устраняя этим образование прослоек легкоплавкой эвтектики Fe-FeS, вызывающих красноломкость стали. Для раскисления и деазотизации в сталь вводят от 0,03 до 0,2 % титана в виде ферротитана (18-25 % Ti). [...]
Добавки титана к меди, медным и алюминиевым сплавам улучшают их прочностные свойства и сопротивление коррозии. Для раскисления меди применяют купротитан (сплав меди с 6-12 % титана). В алюминиевые бронзы вводят 0,5-1,55 % титана в виде сплава алютита (40%А1, 22-50 %Ti, 40 % Сu).
Карбид титана входит в состав инструментальных твердых сплавов (10-40% TiC, 85-50% WC, остальное - кобальт) -наиболее эффективных для обработки сталей и имеющих большое народнохозяйственное значение.
В последние годы разработаны и выпускаются безвольфрамовые твердые сплавы на основе карбида и нитрида титана с никельмолибденовой цементирующей связкой. Карбид титана входит также в состав жаростойких и жаропрочных сплавов, применяемых для [...]
Наиболее важно применение диоксида титана для изготовления белого пигмента - титановых белил, обладающих высокой кроющей способностью и неядовитых. Их используют для окраски судов, машин, вводят в состав эмалей, резины, бумажной массы.
Природный диоксид титана (рутил) или технический диоксид вводят в состав обмазки электродов для электросварки. Высокая диэлектрическая постоянная рутильной формы TiO2 (173-180) обусловила ее применение (а [...]
Цирконий, очищенный от примеси гафния, обладает низким сечением захвата тепловых нейтронов, тугоплавкостью, антикоррозионной стойкостью и хорошими механическими свойствами. Это привлекло к нему внимание в начале 50-х годов как к ценному конструкционному материалу для изготовления защитных оболочек урановых тепловыделяющих элементов, труб, в которых циркулирует теплопередающая жидкость, и других конструктивных элементов ядерных реакторов.
Для улушения свойств циркония его [...]
Порошки циркония, имеющие низкую температуру воспламенения и высокую скорость сгорания, применяют в качестве воспламенителя в смесях капсулей-детонаторов, а также в смесях для фотовспышки. В смеси с окислителями [B(N03)2, КСЮ3] порошки циркония образуют бездымный порох.
В связи с расширением производства ковкого циркония и сплавов на его основе привлечено внимание к его использованию в химическом машиностроении как кислотостойкого материала (детали центрифуг, насосы, конденсаторы, испарители и др.), в общем машиностроении (поршни, шатуны, тяги и др.) ^ турбостроении (лопасти турбин и другие детали).
Дирконий - эффективный раскислитель и деазотизатор сталей. Кроме того, он ценный легирующий элемент, вводимый в некоторые сорта броневых и орудийных сталей, коррозионностойких и жаропрочных сталей. Для введения в стали используют ферросиликоцирконий (40-45 % Zr, 20-24 % Si, остальное железо). Цирконий входит в состав ряда сплавов на основе цветных металлов.
Цирконием легируют медь (0,1-5 % Zr) для [...]
В этих областях используют более половины общего потребления циркония. В качестве огнеупора применяют минерал циркон ZrSi04 и диоксид циркония. Последний обычно стабилизируют добавками оксидов кальция, магния или иттрия, исключающих растрескивание изделий при нагревании вследствие сталибизации высокотемпературной кубической модификации. Из диоксида циркония и циркона изготовляют кирпич для металлургических печей, тигли и другие изделия.
Диоксид циркония и его [...]
В литейном производстве используют значительную долю цирконовых концентратов для присыпки литейных форм с целью получения хорошей поверхности отливок.
Среди других областей следует упомянуть применение Zr02 в синтезе пьезокерамических материалов (цирконотитанаты свинца и др.) и для полировки оптического стекла; применение Zr02 или смеси Zr02-Y203 в качестве твердого электролита в высокотемпературных топливных элементах (1000 °С и выше); использование [...]
Промышленное производство гафния возникло в 1950-1951 гг. Вследствие высокого сечения захвата тепловых нейтронов (115 • 10-24 см2) металл и его соединения (Hf02, HfB2) используют в регулирующих и защитных устройствах ядерных реакторов. Вторая перспективная область -производство тугоплавких и жаропрочных материалов. Так, перспективно использование карбида гафния (температура плавления 3890 °С), а также твердого раствора 25% HfC + [...]