टाइटेनियम मिश्र धातु किससे बनी होती है? टाइटेनियम मिश्र

टाइटेनियम का मुख्य हिस्सा विमानन और रॉकेट प्रौद्योगिकी और समुद्री जहाज निर्माण की जरूरतों पर खर्च किया जाता है। यह, साथ ही फेरोटाइटेनियम, उच्च गुणवत्ता वाले स्टील्स के मिश्र धातु के रूप में और एक डीऑक्सीडाइज़र के रूप में उपयोग किया जाता है। तकनीकी टाइटेनियम का उपयोग टैंकों, रासायनिक रिएक्टरों, पाइपलाइनों, फिटिंग्स, पंपों, वाल्वों और आक्रामक वातावरण में काम करने वाले अन्य उत्पादों के निर्माण के लिए किया जाता है। उच्च तापमान पर चलने वाले इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों के ग्रिड और अन्य भागों को कॉम्पैक्ट टाइटेनियम से बनाया गया है।

संरचनात्मक सामग्री के रूप में उपयोग के संदर्भ में, Ti चौथे स्थान पर है, केवल Al, Fe और Mg के बाद दूसरा है। टाइटेनियम एल्युमिनाइड्स ऑक्सीकरण और गर्मी प्रतिरोधी के लिए बहुत प्रतिरोधी हैं, जो बदले में विमानन और मोटर वाहन उद्योग में संरचनात्मक सामग्री के रूप में उनके उपयोग को निर्धारित करते हैं। इस धातु की जैविक सुरक्षा इसे खाद्य उद्योग और पुनर्निर्माण सर्जरी के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री बनाती है।

टाइटेनियम और इसकी मिश्र धातुओं को उनकी उच्च यांत्रिक शक्ति के कारण व्यापक रूप से इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है, जो उच्च तापमान, संक्षारण प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध, विशिष्ट शक्ति, कम घनत्व और अन्य उपयोगी गुणों पर बनाए रखा जाता है। इस धातु और इस पर आधारित सामग्रियों की उच्च लागत कई मामलों में उनकी अधिक दक्षता से मुआवजा देती है, और कुछ मामलों में वे एकमात्र कच्चे माल हैं जिनसे उपकरण या संरचनाओं का निर्माण करना संभव है जो विशिष्ट परिस्थितियों में काम करने में सक्षम हैं।

टाइटेनियम मिश्र धातु विमानन प्रौद्योगिकी में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जहां उद्देश्य आवश्यक ताकत के साथ सबसे हल्का डिजाइन प्राप्त करना है। Ti अन्य धातुओं की तुलना में हल्का है, लेकिन साथ ही यह उच्च तापमान पर काम कर सकता है। टीआई-आधारित सामग्री का उपयोग त्वचा, बन्धन भागों, पावर पैक, चेसिस भागों और विभिन्न इकाइयों को बनाने के लिए किया जाता है। साथ ही, इन सामग्रियों का उपयोग विमान जेट इंजनों के निर्माण में किया जाता है। इससे आप उनका वजन 10-25% तक कम कर सकते हैं। टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग कंप्रेशर्स के डिस्क और ब्लेड, इंजनों में एयर इंटेक और गाइड के कुछ हिस्सों और विभिन्न फास्टनरों के उत्पादन के लिए किया जाता है।

आवेदन का एक अन्य क्षेत्र रॉकेट साइंस है। इंजनों के अल्पकालिक संचालन और वातावरण की घनी परतों के तेजी से पारित होने के मद्देनजर, रॉकेट विज्ञान में थकान शक्ति, स्थिर सहनशक्ति और कुछ हद तक रेंगने की समस्याएं दूर हो जाती हैं।

अपर्याप्त उच्च तापीय शक्ति के कारण, तकनीकी टाइटेनियम विमानन में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है, लेकिन इसके असाधारण उच्च संक्षारण प्रतिरोध के कारण, कुछ मामलों में यह रासायनिक उद्योग और जहाज निर्माण में अपरिहार्य है। इसलिए इसका उपयोग सल्फ्यूरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड जैसे आक्रामक मीडिया और उनके लवण, पाइपलाइन, वाल्व, आटोक्लेव, विभिन्न कंटेनर, फिल्टर आदि को पंप करने के लिए कंप्रेशर्स और पंपों के निर्माण में किया जाता है। केवल Ti में गीला क्लोरीन जैसे मीडिया में संक्षारण प्रतिरोध होता है। क्लोरीन के जलीय और अम्लीय घोल, इसलिए क्लोरीन उद्योग के उपकरण इस धातु से बनाए जाते हैं। इसका उपयोग संक्षारक वातावरण में काम करने वाले ताप विनिमायक बनाने के लिए भी किया जाता है, उदाहरण के लिए, नाइट्रिक एसिड (धुंधला नहीं) में। जहाज निर्माण में, प्रोपेलर, जहाज चढ़ाना, पनडुब्बी, टारपीडो आदि के निर्माण के लिए टाइटेनियम का उपयोग किया जाता है। गोले इस सामग्री से चिपकते नहीं हैं, जो इसके आंदोलन के दौरान पोत के प्रतिरोध को तेजी से बढ़ाते हैं।

टाइटेनियम मिश्र धातु कई अन्य अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए आशाजनक हैं, लेकिन प्रौद्योगिकी में उनका उपयोग इस धातु की उच्च लागत और अपर्याप्त प्रचलन से विवश है।

विभिन्न उद्योगों में टाइटेनियम यौगिकों का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कार्बाइड (TiC) में उच्च कठोरता होती है और इसका उपयोग काटने के उपकरण और अपघर्षक के निर्माण में किया जाता है। सफेद डाइऑक्साइड (TiO2) का उपयोग पेंट (जैसे टाइटेनियम सफेद) के साथ-साथ कागज और प्लास्टिक के उत्पादन में किया जाता है। ऑर्गनोटाइटेनियम यौगिकों (उदाहरण के लिए, टेट्राब्यूटोक्सीटाइटेनियम) का उपयोग रासायनिक और पेंट उद्योगों में उत्प्रेरक और कठोर के रूप में किया जाता है। Ti अकार्बनिक यौगिकों का उपयोग रासायनिक, इलेक्ट्रॉनिक, ग्लास फाइबर उद्योग में एक योज्य के रूप में किया जाता है। डाइबोराइड (TiB 2) सुपरहार्ड मेटलवर्किंग सामग्री का एक महत्वपूर्ण घटक है। नाइट्राइड (TiN) का उपयोग औजारों को कोट करने के लिए किया जाता है।

टाइटेनियम (लैट। टाइटेनियम; प्रतीक टीआई द्वारा चिह्नित) चौथे समूह के द्वितीयक उपसमूह का एक तत्व है, रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि, परमाणु संख्या 22 के साथ। सरल पदार्थ टाइटेनियम (सीएएस संख्या: 7440- 32-6) चांदी-सफेद रंग की एक हल्की धातु है।

कहानी

टीआईओ 2 की खोज लगभग एक साथ और स्वतंत्र रूप से अंग्रेज डब्ल्यू ग्रेगर और जर्मन रसायनज्ञ एम जी क्लाप्रोथ द्वारा की गई थी। डब्ल्यू. ग्रेगोर ने चुंबकीय लौह रेत (क्रीड, कॉर्नवाल, इंग्लैंड, 1789) की संरचना की जांच करते हुए एक अज्ञात धातु की एक नई "पृथ्वी" (ऑक्साइड) को अलग किया, जिसे उन्होंने मेनकेन कहा। 1795 में, जर्मन रसायनज्ञ क्लाप्रोथ ने रूटाइल खनिज में एक नए तत्व की खोज की और इसे टाइटेनियम नाम दिया। दो साल बाद, क्लैप्रोथ ने स्थापित किया कि रूटाइल और मेनकेन पृथ्वी एक ही तत्व के ऑक्साइड हैं, जिसके पीछे क्लैप्रोथ द्वारा प्रस्तावित नाम "टाइटेनियम" बना रहा। 10 साल बाद तीसरी बार टाइटेनियम की खोज हुई। फ्रांसीसी वैज्ञानिक एल वाउक्वेलिन ने एनाटेज में टाइटेनियम की खोज की और साबित किया कि रूटाइल और एनाटेस समान टाइटेनियम ऑक्साइड हैं।
धात्विक टाइटेनियम का पहला नमूना 1825 में जे. वाई. बर्जेलियस द्वारा प्राप्त किया गया था। टाइटेनियम की उच्च रासायनिक गतिविधि और इसके शुद्धिकरण की जटिलता के कारण, डच ए। वैन आर्केल और आई। डी बोअर ने टाइटेनियम आयोडाइड TiI 4 वाष्प के थर्मल अपघटन द्वारा 1925 में एक शुद्ध Ti नमूना प्राप्त किया।

नाम की उत्पत्ति

धातु को इसका नाम टाइटन्स, प्राचीन ग्रीक पौराणिक कथाओं के पात्रों, गैया के बच्चों के सम्मान में मिला। रासायनिक नामकरण पर अपने विचारों के अनुसार, तत्व का नाम मार्टिन क्लैप्रोथ द्वारा दिया गया था, जैसा कि रसायन विज्ञान के फ्रांसीसी स्कूल के विपरीत था, जहाँ उन्होंने इसके रासायनिक गुणों द्वारा तत्व का नाम देने की कोशिश की थी। चूँकि जर्मन शोधकर्ता ने स्वयं एक नए तत्व के गुणों को केवल उसके ऑक्साइड द्वारा निर्धारित करने की असंभवता पर ध्यान दिया, इसलिए उसने पौराणिक कथाओं से इसके लिए एक नाम चुना, उसके द्वारा पहले खोजे गए यूरेनियम के अनुरूप।
हालांकि, 1980 के दशक के अंत में टेकनिका-मोलोडेज़ी पत्रिका में प्रकाशित एक अन्य संस्करण के अनुसार, नई खोजी गई धातु का नाम प्राचीन ग्रीक मिथकों के शक्तिशाली टाइटन्स के लिए नहीं, बल्कि जर्मन पौराणिक कथाओं (ओबेरॉन) में परियों की रानी टाइटेनिया के नाम पर रखा गया है। शेक्सपियर के "ए मिडसमर नाइट्स ड्रीम" में पत्नी)। यह नाम धातु के असाधारण "हल्केपन" (कम घनत्व) से जुड़ा है।

रसीद

एक नियम के रूप में, टाइटेनियम और इसके यौगिकों के उत्पादन के लिए प्रारंभिक सामग्री टाइटेनियम डाइऑक्साइड है जिसमें अपेक्षाकृत कम मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं। विशेष रूप से, यह टाइटेनियम अयस्कों के लाभकारीकरण के दौरान प्राप्त एक रूटाइल ध्यान हो सकता है। हालाँकि, दुनिया में रूटाइल के भंडार बहुत सीमित हैं, और इल्मेनाइट के प्रसंस्करण के दौरान प्राप्त तथाकथित सिंथेटिक रूटाइल या टाइटेनियम स्लैग का अधिक बार उपयोग किया जाता है। टाइटेनियम स्लैग प्राप्त करने के लिए, इल्मेनाइट कंसन्ट्रेट को इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस में कम किया जाता है, जबकि आयरन को मेटल फेज (कच्चा लोहा) में अलग किया जाता है, और अनरिड्यूस्ड टाइटेनियम ऑक्साइड और अशुद्धियां स्लैग फेज बनाती हैं। रिच स्लैग को क्लोराइड या सल्फ्यूरिक एसिड विधि द्वारा संसाधित किया जाता है।
टाइटेनियम अयस्कों का ध्यान सल्फ्यूरिक एसिड या पाइरोमेटालर्जिकल प्रसंस्करण के अधीन है। सल्फ्यूरिक एसिड उपचार का उत्पाद टाइटेनियम डाइऑक्साइड पाउडर TiO2 है। पायरोमेटालर्जिकल विधि का उपयोग करते हुए, अयस्क को कोक के साथ पाप किया जाता है और क्लोरीन के साथ इलाज किया जाता है, जिससे टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड TiCl 4 की एक जोड़ी प्राप्त होती है:
TiO 2 + 2C + 2Cl 2 \u003d TiCl 2 + 2CO

850 ° C पर बनने वाले TiCl 4 वाष्प मैग्नीशियम से कम हो जाते हैं:
TiCl 4 + 2Mg = 2MgCl 2 + Ti

परिणामी टाइटेनियम "स्पंज" पिघला और शुद्ध किया जाता है। टाइटेनियम को आयोडाइड विधि या इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा TiCl 4 से Ti को अलग करके परिष्कृत किया जाता है। टाइटेनियम सिल्लियां प्राप्त करने के लिए चाप, इलेक्ट्रॉन बीम या प्लाज्मा प्रसंस्करण का उपयोग किया जाता है।

भौतिक गुण

टाइटेनियम एक हल्की, चांदी-सफेद धातु है। यह दो क्रिस्टलीय संशोधनों में मौजूद है: α-Ti एक हेक्सागोनल क्लोज-पैक जाली के साथ, β-Ti एक क्यूबिक बॉडी-केंद्रित पैकिंग के साथ, बहुरूपी रूपांतरण α↔β का तापमान 883 °C है।
इसकी एक उच्च चिपचिपाहट है, मशीनिंग के दौरान यह काटने के उपकरण से चिपक जाता है, और इसलिए उपकरण पर विशेष कोटिंग्स के आवेदन, विभिन्न स्नेहक की आवश्यकता होती है।
सामान्य तापमान पर, यह TiO2 ऑक्साइड की एक सुरक्षात्मक निष्क्रिय फिल्म के साथ कवर किया गया है, जिसके कारण यह अधिकांश वातावरणों (क्षारीय को छोड़कर) में संक्षारण प्रतिरोधी है।
टाइटेनियम की धूल फट जाती है। फ्लैश प्वाइंट 400 डिग्री सेल्सियस। टाइटेनियम की छीलन ज्वलनशील होती है।

टाइटेनियम (टाइटेनियम), टीआई, डी। आई। मेंडेलीव के तत्वों की आवधिक प्रणाली के समूह IV का एक रासायनिक तत्व है। क्रम संख्या 22, परमाणु भार 47.90। 5 स्थिर समस्थानिकों से मिलकर बनता है; कृत्रिम रूप से रेडियोधर्मी समस्थानिक भी प्राप्त किए गए हैं।

1791 में, अंग्रेजी रसायनज्ञ डब्ल्यू. ग्रेगोर ने मेनकन (इंग्लैंड, कॉर्नवाल) शहर से रेत में एक नई "पृथ्वी" पाई, जिसे उन्होंने मेनकान का नाम दिया। 1795 में, जर्मन रसायनशास्त्री एम. क्लैरोट ने रूटाइल खनिज में एक अज्ञात पृथ्वी की खोज की, जिसकी धातु को उन्होंने टाइटन [ग्रीक में] कहा। पौराणिक कथाओं, टाइटन्स यूरेनस (स्वर्ग) और गैया (पृथ्वी)] के बच्चे हैं। 1797 में, क्लैप्रोथ ने इस भूमि की पहचान को डब्ल्यू. ग्रेगोर द्वारा खोजे गए से सिद्ध किया। 1910 में अमेरिकी रसायनज्ञ हंटर द्वारा लोहे के बम में सोडियम के साथ टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड को कम करके शुद्ध टाइटेनियम को अलग किया गया था।

प्रकृति में होना

टाइटेनियम प्रकृति में सबसे आम तत्वों में से एक है, पृथ्वी की पपड़ी में इसकी सामग्री 0.6% (वजन) है। यह मुख्य रूप से TiO2 डाइऑक्साइड या इसके यौगिकों - टाइटनेट्स के रूप में होता है। 60 से अधिक खनिज ज्ञात हैं, जिनमें टाइटेनियम शामिल है। यह मिट्टी में, जानवरों और पौधों के जीवों में भी पाया जाता है। इल्मेनाइट FeTiO3 और रूटाइल TiO2 टाइटेनियम के उत्पादन के लिए मुख्य कच्चे माल के रूप में काम करता है। टाइटेनियम के स्रोत के रूप में, गलाने से निकलने वाले धातुमल महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं टाइटेनियम मैग्नेटाइट्सऔर इल्मेनाइट।

भौतिक और रासायनिक गुण

टाइटेनियम दो अवस्थाओं में मौजूद है: अनाकार - गहरे भूरे रंग का पाउडर, घनत्व 3.392-3.395 ग्राम / सेमी 3, और क्रिस्टलीय, घनत्व 4.5 ग्राम / सेमी 3। क्रिस्टलीय टाइटेनियम के लिए, दो संशोधनों को 885° (885° से नीचे, एक स्थिर हेक्सागोनल रूप, ऊपर - क्यूबिक) पर संक्रमण बिंदु के साथ जाना जाता है; t° pl लगभग 1680°; t° किप 3000° से ऊपर। टाइटेनियम सक्रिय रूप से गैसों (हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन) को अवशोषित करता है, जो इसे बहुत भंगुर बनाता है। तकनीकी धातु खुद को गर्म दबाव उपचार के लिए उधार देती है। पूरी तरह से शुद्ध धातु कोल्ड रोल्ड किया जा सकता है। साधारण तापमान पर हवा में, टाइटेनियम नहीं बदलता है, गर्म होने पर यह ऑक्साइड Ti2O3 और नाइट्राइड TiN का मिश्रण बनाता है। लाल ताप पर ऑक्सीजन की एक धारा में, यह डाइऑक्साइड TiO2 में ऑक्सीकृत हो जाता है। उच्च तापमान पर कार्बन, सिलिकॉन, फास्फोरस, सल्फर, आदि के साथ प्रतिक्रिया करता है।समुद्र के पानी, नाइट्रिक एसिड, गीला क्लोरीन, कार्बनिक अम्ल और मजबूत क्षार के प्रतिरोधी। यह सल्फ्यूरिक, हाइड्रोक्लोरिक और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड में घुल जाता है, सबसे अच्छा एचएफ और एचएनओ 3 के मिश्रण में। अम्ल में ऑक्सीडाइजिंग एजेंट मिलाने से कमरे के तापमान पर धातु को क्षरण से बचाया जा सकता है। टेट्रावैलेंट टाइटेनियम हलाइड्स, TiCl 4 के अपवाद के साथ - क्रिस्टलीय निकाय, एक जलीय घोल में फ़्यूज़िबल और वाष्पशील, हाइड्रोलाइज़्ड, जटिल यौगिकों के निर्माण के लिए प्रवण, जिनमें से पोटेशियम फ़्लोरोटिनेट K 2 TiF 6 प्रौद्योगिकी और विश्लेषणात्मक अभ्यास में महत्वपूर्ण है। बहुत महत्व के TiC कार्बाइड और TiN नाइट्राइड हैं - धातु जैसे पदार्थ, जो उच्च कठोरता (टाइटेनियम कार्बाइड कार्बोरंडम की तुलना में कठिन है), अपवर्तकता (TiC, t ° pl \u003d 3140 °; TiN, t ° pl \u003d 3200) द्वारा प्रतिष्ठित हैं °) और अच्छी विद्युत चालकता।

रासायनिक तत्व संख्या 22। टाइटेनियम।

टाइटेनियम का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र है: 1s 2 |2s 2 2p 6 |3s 2 3p 6 3d 2 |4s 2 ।

रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली में टाइटेनियम की क्रम संख्या D.I. मेंडेलीव - 22। तत्व संख्या एक यार्ड के चार्ज को इंगित करती है, इसलिए, टाइटेनियम का परमाणु प्रभार +22 है, नाभिक का द्रव्यमान 47.87 है। टाइटेनियम एक द्वितीयक उपसमूह में चौथी अवधि में है। अवधि संख्या इलेक्ट्रॉन परतों की संख्या को इंगित करती है। समूह संख्या वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या को इंगित करती है। एक पार्श्व उपसमूह इंगित करता है कि टाइटेनियम डी-तत्वों से संबंधित है।

टाइटेनियम में बाहरी परत के एस-ऑर्बिटल में दो वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं और पूर्व-बाहरी परत के डी-ऑर्बिटल में दो वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं।

प्रत्येक वैलेंस इलेक्ट्रॉन के लिए क्वांटम संख्या:

हलोजन और हाइड्रोजन के साथ, Ti(IV) TiX 4 प्रकार के यौगिक बनाता है, जिसमें sp 3 → q 4 संकरण प्रकार होता है।

टाइटेनियम धातु है। डी-समूह का पहला तत्व है। सबसे स्थिर और आम Ti +4 है। कम ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिक भी हैं - Ti 0, Ti -1, Ti +2, Ti +3, लेकिन इन यौगिकों को हवा, पानी या अन्य अभिकर्मकों द्वारा Ti +4 में आसानी से ऑक्सीकृत किया जाता है। चार इलेक्ट्रॉनों की टुकड़ी के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, इसलिए Ti +4 आयन वास्तव में मौजूद नहीं होता है और Ti(IV) यौगिकों में आमतौर पर सहसंयोजक बंधन शामिल होते हैं। Ti(IV) तत्वों के कुछ मामलों में समान है -Si, Ge, Sn और Pb, विशेष रूप से Sn के साथ।

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टाइटेनियमव्यापक रूप से पृथ्वी की पपड़ी में वितरित किया जाता है, जहां इसमें लगभग 6% होता है, और व्यापकता के संदर्भ में, यह एल्यूमीनियम, लोहा और मैग्नीशियम के बाद चौथे स्थान पर है। हालाँकि, इसके निष्कर्षण की औद्योगिक विधि बीसवीं शताब्दी के 40 के दशक में ही विकसित हुई थी। विमान और रॉकेट निर्माण के क्षेत्र में प्रगति के लिए धन्यवाद, टाइटेनियम और इसके मिश्र धातुओं का उत्पादन गहन रूप से विकसित हुआ है। यह कम घनत्व, उच्च विशिष्ट शक्ति जैसे टाइटेनियम के ऐसे मूल्यवान गुणों के संयोजन के कारण है (एसमें / आर × जी), संक्षारण प्रतिरोध, दबाव उपचार और वेल्डेबिलिटी, ठंड प्रतिरोध, गैर-चुंबकीयता और नीचे सूचीबद्ध कई अन्य मूल्यवान भौतिक और यांत्रिक विशेषताओं में विनिर्माण क्षमता।

टाइटेनियम के भौतिक और यांत्रिक गुणों के लक्षण (VT1-00)

टाइटेनियम में दो बहुरूपी संशोधन हैं: ए-टाइटेनियम एक हेक्सागोनल क्लोज-पैक जाली के साथ पीरियड्स के साथ एक= 0.296 एनएम, साथ= 0.472 एनएम और एक अवधि के साथ घन शरीर-केंद्रित जाली के साथ बी-टाइटेनियम का उच्च तापमान संशोधन एक\u003d 900 डिग्री सेल्सियस पर 0.332 एनएम। बहुरूपी "बी-परिवर्तन" का तापमान 882 डिग्री सेल्सियस है।

टाइटेनियम के यांत्रिक गुण धातु में अशुद्धियों की सामग्री पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करते हैं। अंतरालीय अशुद्धियाँ हैं - ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कार्बन, हाइड्रोजन और प्रतिस्थापन अशुद्धियाँ, जिनमें लोहा और सिलिकॉन शामिल हैं। यद्यपि अशुद्धियाँ ताकत बढ़ाती हैं, साथ ही वे तेजी से लचीलापन कम करती हैं, और अंतरालीय अशुद्धियाँ, विशेष रूप से गैसें, सबसे मजबूत नकारात्मक प्रभाव डालती हैं। केवल 0.003% एच, 0.02% एन, या 0.7% ओ की शुरूआत के साथ, टाइटेनियम पूरी तरह से प्लास्टिक विरूपण की क्षमता खो देता है और भंगुर हो जाता है।

विशेष रूप से हानिकारक हाइड्रोजन है, जो कारण बनता है हाइड्रोजन एमब्रिटिलमेन्टटाइटेनियम मिश्र। हाइड्रोजन पिघलने और उसके बाद के प्रसंस्करण के दौरान धातु में प्रवेश करता है, विशेष रूप से अर्ध-तैयार उत्पादों के अचार के दौरान। हाइड्रोजन ए-टाइटेनियम में विरल रूप से घुलनशील है और लैमेलर हाइड्राइड कण बनाता है, जो प्रभाव शक्ति को कम करता है और विशेष रूप से विलंबित फ्रैक्चर परीक्षणों में नकारात्मक होता है।

टाइटेनियम के उत्पादन के लिए एक औद्योगिक विधि टाइटेनियम अयस्क के संवर्धन और क्लोरीनीकरण में शामिल है, इसके बाद टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड से धातु मैग्नीशियम (मैग्नीशियम थर्मल विधि) के साथ इसकी वसूली होती है। इस विधि से प्राप्त होता है टाइटेनियम स्पंज(GOST 17746–79), रासायनिक संरचना और यांत्रिक गुणों के आधार पर, निम्नलिखित ग्रेड का उत्पादन किया जाता है:
TG-90, TG-100, TG-110, TG-120, TG-130, TG-150, TG-TV (तालिका 17.1 देखें)। संख्याओं का अर्थ है ब्रिनेल कठोरता HB, T B - कठिन।

मोनोलिथिक टाइटेनियम प्राप्त करने के लिए, स्पंज को पाउडर के रूप में पीसा जाता है, दबाया जाता है और वैक्यूम या अक्रिय गैस वातावरण में आर्क भट्टियों में सिंटर्ड या रीमेल्ट किया जाता है।

टाइटेनियम के यांत्रिक गुणों को ताकत और लचीलापन के अच्छे संयोजन से चिह्नित किया जाता है। उदाहरण के लिए, व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम ग्रेड VT1-0 में: s in = 375–540 MPa, s 0.2 = 295–410 MPa, d ³ 20%, और ये विशेषताएँ कई कार्बन और Cr-Ni संक्षारण प्रतिरोधी स्टील्स से नीच नहीं हैं।

एचसीपी जाली (जेएन, एमजी, सीडी) के साथ अन्य धातुओं की तुलना में टाइटेनियम की उच्च लचीलापन छोटे अनुपात के कारण बड़ी संख्या में स्लिप और ट्विनिंग सिस्टम द्वारा समझाया गया है। साथ/एक= 1.587। जाहिरा तौर पर, यह टाइटेनियम और इसके मिश्र धातुओं के उच्च ठंड प्रतिरोध का कारण है (विवरण के लिए अध्याय 13 देखें)।

जब तापमान 250 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, तो टाइटेनियम की ताकत लगभग 2 गुना कम हो जाती है। हालांकि, 300-600 डिग्री सेल्सियस की तापमान सीमा में विशिष्ट शक्ति के मामले में गर्मी प्रतिरोधी टीआई-मिश्र धातु के बराबर नहीं है; 600 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, टाइटेनियम मिश्र धातु लोहे और निकल आधारित मिश्र धातुओं से कम होती है।

टाइटेनियम में सामान्य लोच का कम मापांक होता है ( इ= 110.25 GPa) - लोहे और निकल की तुलना में लगभग 2 गुना कम, जिससे कठोर संरचनाओं का निर्माण करना मुश्किल हो जाता है।

टाइटेनियम प्रतिक्रियाशील धातुओं में से एक है, लेकिन इसका उच्च संक्षारण प्रतिरोध है, क्योंकि इसकी सतह पर एक स्थिर निष्क्रिय TiO2 फिल्म बनती है, जो आधार धातु से मजबूती से जुड़ी होती है और संक्षारक वातावरण के साथ इसके सीधे संपर्क को बाहर करती है। इस फिल्म की मोटाई आमतौर पर 5-6 एनएम तक पहुंचती है।

ऑक्साइड फिल्म के कारण, टाइटेनियम और इसके मिश्र धातु वातावरण में ताजा और समुद्री पानी में खराब नहीं होते हैं, गुहिकायन जंग और तनाव जंग के साथ-साथ कार्बनिक अम्लों के लिए प्रतिरोधी होते हैं।

टाइटेनियम और इसकी मिश्र धातुओं से उत्पादों के उत्पादन में कई तकनीकी विशेषताएं हैं। पिघले हुए टाइटेनियम की उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण, इसकी पिघलने, ढलाई और चाप वेल्डिंग को निर्वात या अक्रिय गैसों के वातावरण में किया जाता है।

तकनीकी और परिचालन हीटिंग के दौरान, विशेष रूप से 550-600 डिग्री सेल्सियस से ऊपर, टाइटेनियम को ऑक्सीकरण और गैस संतृप्ति (अल्फा परत) से बचाने के लिए उपाय करना आवश्यक है (अध्याय 3 देखें)।

टाइटेनियम गर्म अवस्था में दबाव और ठंड में संतोषजनक रूप से संसाधित होता है। यह आसानी से लुढ़का हुआ, जालीदार, मुद्रांकित होता है। टाइटेनियम और इसके मिश्र धातुओं को प्रतिरोध और आर्गन आर्क वेल्डिंग द्वारा अच्छी तरह से वेल्डेड किया जाता है, जो वेल्डेड संयुक्त की उच्च शक्ति और लचीलापन प्रदान करता है। चिपकाने, कम तापीय चालकता और खराब घर्षण-रोधी गुणों के कारण टाइटेनियम का नुकसान खराब मशीनीकरण है।

मिश्रधातु टाइटेनियम मिश्र धातुओं का मुख्य उद्देश्य ताकत, गर्मी प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाना है। एल्यूमीनियम, क्रोमियम, मोलिब्डेनम, वैनेडियम, मैंगनीज, टिन और अन्य तत्वों के साथ टाइटेनियम मिश्र धातुओं का व्यापक उपयोग हुआ है। टाइटेनियम के बहुरूपी परिवर्तनों पर मिश्र धातु तत्वों का बहुत प्रभाव पड़ता है।

तालिका 17.1

ग्रेड, रासायनिक संरचना (%) और स्पंजी टाइटेनियम की कठोरता (GOST 17746–79)

तालिका 17.2

गढ़ा टाइटेनियम मिश्र धातुओं के ग्रेड और रासायनिक संरचना (%) (GOST 19807–91)

टिप्पणी। सभी मिश्र धातुओं में अन्य अशुद्धियों का योग VT1-00 मिश्र धातु में 0.30% है - 0.10%।

संरचना का गठन और, परिणामस्वरूप, टाइटेनियम मिश्र धातुओं के गुण टाइटेनियम बहुरूपता से जुड़े चरण परिवर्तनों से निर्णायक रूप से प्रभावित होते हैं। अंजीर पर। 17.1 "टाइटेनियम-मिश्र धातु तत्व" राज्य आरेखों के आरेखों को दिखाता है, टाइटेनियम के बहुरूपी परिवर्तनों पर चार समूहों में उनके प्रभाव की प्रकृति के अनुसार मिश्र धातु तत्वों के विभाजन को दर्शाता है।

एक - स्टेबलाइजर्स(Al, O, N), जो बहुरूपी रूपांतरण a «b के तापमान को बढ़ाते हैं और a-टाइटेनियम पर आधारित ठोस विलयनों की श्रेणी का विस्तार करते हैं (चित्र 17.1, एक). नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के उत्सर्जन प्रभाव को ध्यान में रखते हुए, टाइटेनियम मिश्र धातु के लिए केवल एल्यूमीनियम का व्यावहारिक महत्व है। यह सभी औद्योगिक टाइटेनियम मिश्र धातुओं में मुख्य मिश्र धातु तत्व है, उनके घनत्व और हाइड्रोजन उत्सर्जन की प्रवृत्ति को कम करता है, और लोच की शक्ति और मापांक को भी बढ़ाता है। एक स्थिर ए-संरचना वाले मिश्र धातु गर्मी उपचार द्वारा कठोर नहीं होते हैं।

आइसोमॉर्फिक बी-स्टेबलाइजर्स (मो, वी, नी, टा, इत्यादि), जो "बी-परिवर्तन" के तापमान को कम करते हैं और बी-टाइटेनियम (चित्र 17.1) के आधार पर ठोस समाधान की सीमा का विस्तार करते हैं। बी).

यूटेक्टॉइड बनाने वाले बी-स्टेबलाइजर्स (Cr, Mn, Cu, आदि) टाइटेनियम के साथ TiX प्रकार के इंटरमेटेलिक यौगिक बना सकते हैं। इस मामले में, ठंडा होने पर, बी-चरण एक यूटेक्टॉइड परिवर्तन से गुजरता है b®a + TiX (चित्र। 17.1, में). बहुलता
बी-स्टेबलाइजर्स टाइटेनियम मिश्र धातुओं की ताकत, गर्मी प्रतिरोध और थर्मल स्थिरता को बढ़ाते हैं, कुछ हद तक उनकी लचीलापन कम करते हैं (चित्र। 17.2।)। इसके अलावा, (ए + बी) और छद्म-बी संरचना वाले मिश्र धातुओं को गर्मी उपचार (सख्त + उम्र बढ़ने) से कठोर किया जा सकता है।

तटस्थ तत्व (Zr, Sn) बहुरूपी परिवर्तन के तापमान को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करते हैं और टाइटेनियम मिश्र धातुओं (चित्र। 17.1) की चरण संरचना को नहीं बदलते हैं। जी).

बहुरूपी b®a -रूपांतरण दो तरह से हो सकता है। धीमी गति से शीतलन और परमाणुओं की उच्च गतिशीलता के साथ, यह सामान्य प्रसार तंत्र के अनुसार एक ठोस समाधान के बहुफलकीय संरचना के गठन के साथ होता है। तेजी से शीतलन के साथ - एक विसरण रहित मार्टेंसिटिक तंत्र द्वारा एक विशेष मार्टेंसिटिक संरचना के गठन के साथ, एक ¢ या मिश्र धातु के उच्च स्तर के साथ - एक ¢ ¢। एक, एक ¢, एक ¢ ¢ की क्रिस्टल संरचना व्यावहारिक रूप से एक ही प्रकार (एचसीपी) की है, हालांकि, ¢ और ¢ ¢ की जाली अधिक विकृत है, और विरूपण की डिग्री मिश्र धातु तत्वों की बढ़ती एकाग्रता के साथ बढ़ जाती है। सबूत [1] है कि एक ¢ ¢-चरण की जाली हेक्सागोनल की तुलना में अधिक ऑर्थोम्बिक है। जब उम्र बढ़ने के चरण एक ¢ और एक ¢ ¢ बी-चरण या इंटरमेटेलिक चरण अलग होते हैं।

चावल। 17.1। "तिवारी-मिश्र धातु तत्व" प्रणालियों (योजनाओं) के राज्य आरेख:
एक) "टीआई-ए-स्टेबलाइजर्स";
बी) "टीआई-आइसोमॉर्फिक बी-स्टेबलाइजर्स";
में) "टीआई-यूटेक्टॉइड-फॉर्मिंग बी-स्टेबलाइजर्स";
जी) "तिवारी-तटस्थ तत्व"

चावल। 17.2। टाइटेनियम के यांत्रिक गुणों पर मिश्र धातु तत्वों का प्रभाव

कार्बन स्टील्स के मार्टेंसाइट के विपरीत, जो एक अंतरालीय समाधान है और उच्च शक्ति और भंगुरता की विशेषता है, टाइटेनियम मार्टेंसाइट एक प्रतिस्थापन समाधान है, और मार्टेंसाइट के लिए टाइटेनियम मिश्र धातुओं को बुझाने से थोड़ा सख्त हो जाता है और प्लास्टिसिटी में तेज कमी नहीं होती है।

बी-स्टेबलाइजर्स की विभिन्न सामग्रियों के साथ-साथ परिणामी संरचनाओं के साथ टाइटेनियम मिश्र धातुओं की धीमी और तेज़ शीतलन के दौरान होने वाले चरण परिवर्तन सामान्यीकृत आरेख (चित्र। 17.3) में दिखाए जाते हैं। यह आइसोमोर्फिक बी-स्टेबलाइजर्स के लिए वैध है (चित्र 17.1, बी) और, कुछ सन्निकटन के साथ, यूटेक्टॉइड बनाने वाले बी-स्टेबलाइजर्स के लिए (चित्र 17.1, में), चूंकि इन मिश्र धातुओं में यूटेक्टॉइड अपघटन बहुत धीमा है और इसे उपेक्षित किया जा सकता है।

चावल। 17.3। गति के आधार पर मिश्र धातु "टीआई-बी-स्टेबलाइज़र" की चरण संरचना में परिवर्तन की योजना
बी-क्षेत्र से ठंडा और सख्त

टाइटेनियम मिश्र धातुओं में धीमी शीतलन के साथ, बी-स्टेबलाइजर्स की एकाग्रता के आधार पर, संरचनाएं प्राप्त की जा सकती हैं: क्रमशः ए, ए + बी या बी।

तापमान सीमा M n -M k (चित्र 17.3 में बिंदीदार रेखा में दिखाया गया है) में मार्टेंसिक परिवर्तन के परिणामस्वरूप शमन के दौरान, मिश्र धातुओं के चार समूहों को प्रतिष्ठित किया जाना चाहिए।

पहले समूह में सी 1 तक बी-स्थिर तत्वों की एकाग्रता के साथ मिश्र धातु शामिल है, यानी, मिश्र धातु, जब बी-क्षेत्र से बुझती है, विशेष रूप से एक ¢ (एक ¢ ¢)-संरचना होती है। तापमान (ए + बी) से इन मिश्र धातुओं को शमन करने के बाद - बहुरूपी परिवर्तन से सीमा में क्षेत्र टी 1, उनकी संरचना चरणों का मिश्रण है a ¢ (a ¢ ¢), a और b, और नीचे के तापमान से शमन के बाद टी cr उनके पास एक (ए + बी) -संरचना है।

दूसरे समूह में C 1 से C cr तक के मिश्रधातु तत्वों की सांद्रता वाले मिश्र धातु होते हैं, जिसमें b- क्षेत्र से बुझने पर, मार्टेंसिक परिवर्तन अंत तक नहीं होता है और उनकी संरचना a ¢ (a ¢ ¢) होती है ) और बी। तापमान से शमन के बाद बहुरूपी परिवर्तन से इस समूह के मिश्र धातु टी kr की संरचना a ¢ (a ¢ ¢), a और b है, और तापमान नीचे है टीसीआर - संरचना (ए + बी)।

बी-स्थिर तत्वों की एकाग्रता के साथ तीसरे समूह के मिश्र धातुओं को सी सीआर से सी 2 तक बी-क्षेत्र में तापमान से या बहुरूपी परिवर्तन से तापमान से टी 2 बी-चरण के हिस्से को डब्ल्यू-चरण में बदलने के साथ है, और शमन के बाद इस प्रकार के मिश्र धातुओं में संरचना (बी + डब्ल्यू) है। नीचे के तापमान से सख्त होने के बाद तीसरे समूह के मिश्र टी 2 की संरचना (बी + ए) है।

बहुरूपी परिवर्तन के ऊपर के तापमान से शमन के बाद चौथे समूह के मिश्र धातुओं में विशेष रूप से बी-संरचना होती है, और बहुरूपी परिवर्तन के नीचे के तापमान से - (बी + ए)।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि b® b + w परिवर्तन मिश्र धातुओं के शमन के दौरान (С cr-С 2) की एकाग्रता के साथ और धातुओं की उम्र बढ़ने के दौरान С 2 से अधिक की एकाग्रता के साथ हो सकता है जिसमें मेटास्टेबल बी-चरण होता है . किसी भी मामले में, डब्ल्यू-चरण की उपस्थिति अवांछनीय है, क्योंकि यह टाइटेनियम मिश्र धातुओं को दृढ़ता से भंगुर करती है। अनुशंसित ताप उपचार नियम औद्योगिक मिश्र धातुओं में इसकी उपस्थिति या परिचालन स्थितियों के तहत इसकी उपस्थिति को बाहर करते हैं।

टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए, निम्न प्रकार के ताप उपचार का उपयोग किया जाता है: एनीलिंग, सख्त और उम्र बढ़ने के साथ-साथ रासायनिक-थर्मल उपचार (नाइट्राइडिंग, सिलिकॉनिंग, ऑक्सीकरण इत्यादि)।

संरचना के गठन को पूरा करने, संरचनात्मक और एकाग्रता विषमता, साथ ही यांत्रिक गुणों को समतल करने के लिए सभी टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए एनीलिंग किया जाता है। एनीलिंग तापमान पुनरावर्तन तापमान से अधिक होना चाहिए, लेकिन बी-राज्य में संक्रमण तापमान से कम होना चाहिए ( टीपीपी) अनाज के विकास को रोकने के लिए। आवेदन करना पारंपरिक एनीलिंग, डबल या इज़ोटेर्मल(संरचना और गुणों को स्थिर करने के लिए), अधूरा(आंतरिक तनाव दूर करने के लिए)।

शमन और उम्र बढ़ने (कठोर गर्मी उपचार) (ए + बी) संरचना के साथ टाइटेनियम मिश्र धातुओं पर लागू होता है। सख्त गर्मी उपचार का सिद्धांत शमन के दौरान मेटास्टेबल चरण बी, ए ¢, ए ¢ ¢ प्राप्त करना है और कृत्रिम उम्र बढ़ने के दौरान बिखरे हुए कणों ए - और बी-चरणों की रिहाई के साथ उनका बाद का क्षय है। इस मामले में, मजबूत करने वाला प्रभाव मेटास्टेबल चरणों के प्रकार, मात्रा और संरचना पर निर्भर करता है, साथ ही उम्र बढ़ने के बाद बनने वाले ए- और बी-चरण कणों की सूक्ष्मता पर भी निर्भर करता है।

रासायनिक-थर्मल उपचार कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए किया जाता है, घर्षण की स्थिति में काम करते समय "जब्ती" के प्रतिरोध, थकान शक्ति, साथ ही संक्षारण प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध और गर्मी प्रतिरोध में सुधार होता है। नाइट्राइडिंग, सिलिकोनाइजिंग और कुछ प्रकार के प्रसार धातुकरण में व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं।

तकनीकी टाइटेनियम की तुलना में टाइटेनियम मिश्र धातुओं में उच्च तापमान सहित उच्च शक्ति होती है, जबकि पर्याप्त उच्च लचीलापन और संक्षारण प्रतिरोध बनाए रखते हैं।

ब्रांड और घरेलू की रासायनिक संरचना
मिश्र धातु (GOST 19807–91) तालिका में प्रस्तुत की गई हैं। 17.2।

विनिर्माण प्रौद्योगिकी के अनुसार, टाइटेनियम मिश्र धातुओं में बांटा गया है गढ़ा और ढलाई; यांत्रिक गुणों के स्तर से - मिश्र धातुओं के लिए कम ताकत और उच्च लचीलापन, मध्यम शक्ति, उच्च शक्ति; उपयोग की शर्तों के अनुसार - चालू ठंड प्रतिरोधी, गर्मी प्रतिरोधी, जंग प्रतिरोधी . गर्मी उपचार द्वारा कठोर करने की क्षमता के अनुसार, उन्हें विभाजित किया जाता है कठोरतथा गैर कठोर, annealed राज्य में संरचना के अनुसार - एक -, छद्म-ए -, (ए + बी) -, छद्म-बी - और बी-मिश्र (तालिका 17.3) में।

टाइटेनियम मिश्र धातुओं के अलग-अलग समूह सशर्त स्थिरीकरण गुणांक के मूल्य में भिन्न होते हैं केबी, जो महत्वपूर्ण संरचना के मिश्र धातु में बी-स्थिर मिश्र धातु तत्व की सामग्री के अनुपात को दर्शाता है साथकरोड़। जब मिश्र धातु में कई बी-स्थिरीकरण तत्व होते हैं, तो उनका केबीसारांश पेश करना।

< 700 MPa, अर्थात्: a - ग्रेड VT1-00, VT1-0 (तकनीकी टाइटेनियम) और मिश्र धातु OT4-0, OT4-1 (Ti-Al-Mn सिस्टम), AT3 (Cr के छोटे परिवर्धन के साथ Ti-Al सिस्टम) , Fe, Si, B), बी-चरण की एक छोटी मात्रा के साथ छद्म-ए-मिश्र से संबंधित है। VT1-00 और VT1-0 मिश्र धातुओं में अशुद्धियों और OT4-0, OT4-1, AT3 मिश्र धातुओं में a- और b- स्टेबलाइजर्स के साथ मामूली मिश्रधातु के कारण इन मिश्र धातुओं की ताकत की विशेषताएं शुद्ध टाइटेनियम की तुलना में अधिक हैं।

इन मिश्र धातुओं को गर्म और ठंडे दोनों राज्यों में उच्च लचीलापन से अलग किया जाता है, जिससे सभी प्रकार के अर्ध-तैयार उत्पादों को प्राप्त करना संभव हो जाता है: पन्नी, पट्टी, चादरें, प्लेटें, फोर्जिंग, स्टांपिंग, प्रोफाइल, पाइप आदि। के यांत्रिक गुण इन मिश्र धातुओं से अर्द्ध-तैयार उत्पाद टैब में दिए गए हैं। 17.4-17.6।

तालिका 17.3

संरचना द्वारा टाइटेनियम मिश्र धातुओं का वर्गीकरण

* प्रायोगिक मिश्र।

तालिका 17.4

टाइटेनियम मिश्र धातु शीट्स के यांत्रिक गुण (GOST 22178-76)

टिप्पणी। कोष्ठक में दिए गए आंकड़े उच्च सतह फिनिश वाली शीट के लिए हैं।

तालिका 17.5

टाइटेनियम मिश्र धातुओं से बनी सलाखों के यांत्रिक गुण (GOST 26492–85)

टिप्पणी। कोष्ठकों में डेटा उच्च गुणवत्ता वाले बार के लिए हैं।

तालिका 17.6

टाइटेनियम मिश्र धातु प्लेटों के यांत्रिक गुण (GOST 23755-79)

तालिका में संकेतित मोड के अनुसार फोर्जिंग, वॉल्यूमेट्रिक और शीट स्टैम्पिंग, रोलिंग, प्रेसिंग को गर्म अवस्था में किया जाता है। 17.7। फाइनल रोलिंग, शीट स्टैम्पिंग, ड्राइंग और अन्य ऑपरेशन ठंडी अवस्था में किए जाते हैं।

इन मिश्र धातुओं और उनसे बने उत्पादों को केवल तालिका में दर्शाए गए तरीकों के अनुसार एनीलिंग के अधीन किया जाता है। 17.8। अपूर्ण एनीलिंग का उपयोग मशीनिंग, शीट मुद्रांकन, वेल्डिंग इत्यादि के परिणामस्वरूप आंतरिक तनाव से छुटकारा पाने के लिए किया जाता है।

इन मिश्र धातुओं को फ्यूजन वेल्डिंग (आर्गन-आर्क, जलमग्न चाप, इलेक्ट्रोस्लैग) और संपर्क (स्पॉट, रोलर) द्वारा अच्छी तरह से वेल्डेड किया जाता है। फ्यूजन वेल्डिंग में, वेल्डेड जोड़ की ताकत और लचीलापन लगभग आधार धातु के समान होता है।

एचएफ, एच 2 एसओ 4, एचसीएल और कुछ अन्य के समाधान को छोड़कर, कई मीडिया (समुद्री जल, क्लोराइड, क्षार, कार्बनिक अम्ल, आदि) में इन मिश्र धातुओं का संक्षारण प्रतिरोध अधिक है।

आवेदन पत्र। इन मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से वेल्डेड वाले सहित लगभग सभी प्रकार के अर्ध-तैयार उत्पादों, भागों और संरचनाओं के निर्माण के लिए संरचनात्मक सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। उनका सबसे प्रभावी उपयोग एयरोस्पेस इंजीनियरिंग में, केमिकल इंजीनियरिंग में, क्रायोजेनिक इंजीनियरिंग (तालिका 17.9) में है, साथ ही 300-350 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर चलने वाली इकाइयों और संरचनाओं में भी है।

इस समूह में तन्यता ताकत वाले मिश्र धातु शामिल हैं = 750-1000 एमपीए, अर्थात्: ए - ग्रेड वीटी5 और वीटी5-1 के मिश्र धातु; ग्रेड OT4, VT20 के स्यूडो-ए-मिश्र धातु; (ए + बी) - ग्रेड पीटी 3 वी के साथ-साथ वीटी 6, वीटी 6 एस, वीटी 14 की अघोषित अवस्था में।

मिश्र धातु VT5, VT5-1, OT4, VT20, PT3V, VT6S, जिसमें b-चरण की थोड़ी मात्रा होती है (संतुलन अवस्था में b-चरण का 2-7%), कठोर ताप उपचार के अधीन नहीं होते हैं और इनका उपयोग किया जाता है annealed राज्य में। मिश्र धातु VT6S का उपयोग कभी-कभी तापीय रूप से कठोर अवस्था में किया जाता है। मिश्र धातु VT6 और VT14 दोनों annealed और तापीय रूप से कठोर अवस्था में उपयोग किए जाते हैं। बाद के मामले में, उनकी ताकत 1000 एमपीए से अधिक हो जाती है, और उन्हें उच्च शक्ति वाले मिश्र धातुओं पर अनुभाग में माना जाएगा।

विचाराधीन मिश्र, बढ़ी हुई ताकत के साथ, ठंडी अवस्था में संतोषजनक लचीलापन और गर्म अवस्था में अच्छा लचीलापन बनाए रखते हैं, जिससे उनसे सभी प्रकार के अर्द्ध-तैयार उत्पाद प्राप्त करना संभव हो जाता है: चादरें, पट्टी, प्रोफाइल, फोर्जिंग, स्टांपिंग , पाइप, आदि अपवाद VT5 मिश्र धातु है, जिसमें कम तकनीकी प्लास्टिसिटी के कारण शीट और प्लेट का उत्पादन नहीं किया जाता है। तालिका में गर्म दबाव उपचार के तरीके दिए गए हैं। 17.7।

मिश्र धातु की यह श्रेणी मैकेनिकल इंजीनियरिंग में उपयोग किए जाने वाले अर्ध-तैयार उत्पादों के थोक उत्पादन के लिए जिम्मेदार है। मुख्य अर्ध-तैयार उत्पादों की यांत्रिक विशेषताएं तालिका में दी गई हैं। 17.4-17.6।

टाइटेनियम के लिए उपयोग की जाने वाली सभी प्रकार की वेल्डिंग द्वारा सभी मध्यम-शक्ति मिश्र धातुओं को अच्छी तरह से वेल्डेड किया जाता है। फ्यूजन वेल्डिंग द्वारा बनाए गए वेल्डेड जोड़ की ताकत और लचीलापन बेस मेटल की ताकत और लचीलापन के करीब है (VT20 और VT6S मिश्र धातुओं के लिए, यह अनुपात 0.9–0.95 है)। वेल्डिंग के बाद, आंतरिक वेल्डिंग तनाव (तालिका 17.8) को दूर करने के लिए अपूर्ण एनीलिंग की सिफारिश की जाती है।

इन मिश्र धातुओं की मशीनीकरण अच्छी है। अधिकांश आक्रामक वातावरण में संक्षारण प्रतिरोध तकनीकी टाइटेनियम VT1-0 के समान है।

तालिका 17.7

टाइटेनियम मिश्र धातुओं के गर्म गठन के तरीके

* एक हीटिंग के लिए विरूपण की डिग्री,%।

** (ए + बी) क्षेत्र में विकृति।

*** बी-क्षेत्र में विकृति।

तालिका 17.8

टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए एनीलिंग मोड

* अधूरा एनीलिंग तापमान।

तालिका 17.9

कम तापमान पर टाइटेनियम मिश्र धातुओं की यांत्रिक विशेषताएं

आवेदन पत्र। स्टैम्प-वेल्डेड भागों (VT5, VT5-1, VT6S, VT20), आदि के लिए वेल्डेड भागों और विधानसभाओं के लिए शीट स्टैम्पिंग (OT4, VT20) द्वारा उत्पादों के निर्माण के लिए इन मिश्र धातुओं की सिफारिश की जाती है। VT6S मिश्र धातु का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जहाजों और दबाव जहाजों का निर्माण। मिश्र धातु OT4, VT5 से बने पुर्जे और असेंबली लंबे समय तक तापमान पर 400 ° C तक और थोड़े समय के लिए - 750 ° C तक काम कर सकते हैं; मिश्र धातु VT5-1, VT20 से - 450-500 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर लंबे समय तक और थोड़े समय के लिए - 800-850 डिग्री सेल्सियस तक। प्रशीतन में उपयोग के लिए मिश्र धातु VT5-1, OT4, VT6S की भी सिफारिश की जाती है। और क्रायोजेनिक प्रौद्योगिकी (तालिका 17.9)।

इस समूह में तन्यता ताकत s> 1000 MPa के साथ मिश्र धातु शामिल हैं, अर्थात् (a + b) - ग्रेड VT6, VT14, VT3-1, VT22 के मिश्र धातु। इन मिश्र धातुओं में उच्च शक्ति कठोर ताप उपचार (सख्त + उम्र बढ़ने) द्वारा प्राप्त की जाती है। अपवाद उच्च-मिश्र धातु मिश्र धातु VT22 है, जो कि annealed अवस्था में भी s B> 1000 MPa है।

ये मिश्र धातु, उच्च शक्ति के साथ, अच्छे (VT6) और संतोषजनक (VT14, VT3-1, VT22) को गर्म अवस्था में तकनीकी लचीलापन बनाए रखते हैं, जिससे उनसे विभिन्न अर्ध-तैयार उत्पाद प्राप्त करना संभव हो जाता है: चादरें (VT3- को छोड़कर) 1), छड़ें, प्लेटें, फोर्जिंग, स्टाम्पिंग, प्रोफाइल आदि। तालिका में गर्म बनाने के तरीके दिए गए हैं। 17.7। एलॉय वीटी6 और वीटी14 एनीलेड अवस्था में (850 एमपीए में ») छोटे विरूपण के साथ कोल्ड शीट फोर्जिंग के अधीन किया जा सकता है। मुख्य अर्ध-तैयार उत्पादों की यांत्रिक विशेषताओं को तालिका में दिया गया है। 17.4-17.6।

हेटरोफेजिक संरचना के बावजूद, टाइटेनियम के लिए उपयोग किए जाने वाले सभी प्रकार के वेल्डिंग द्वारा विचाराधीन मिश्र धातुओं में संतोषजनक वेल्डेबिलिटी है। शक्ति और प्लास्टिसिटी के आवश्यक स्तर को सुनिश्चित करने के लिए, पूर्ण एनीलिंग अनिवार्य है, और VT14 मिश्र धातु (10–18 मिमी के वेल्डेड भागों की मोटाई के साथ) के लिए, उम्र बढ़ने के बाद सख्त करने की सिफारिश की जाती है। इस मामले में, वेल्डेड संयुक्त (फ्यूजन वेल्डिंग) की ताकत बेस मेटल की ताकत का कम से कम 0.9 है। वेल्डेड जोड़ की लचीलापन बेस मेटल की लचीलापन के करीब है।

मशीनीकरण संतोषजनक है। मिश्रधातुओं की मशीनिंग एनीलेड और तापीय रूप से कठोर अवस्था दोनों में की जा सकती है।

इन मिश्र धातुओं में नम वातावरण, समुद्र के पानी और वाणिज्यिक टाइटेनियम जैसे कई अन्य आक्रामक वातावरणों में एनीलेड और थर्मली कठोर अवस्थाओं में उच्च संक्षारण प्रतिरोध होता है।

उष्मा उपचार . मिश्र धातु VT3-1, VT6, VT6S, VT14, VT22 सख्त और उम्र बढ़ने के अधीन हैं (ऊपर देखें)। अखंड उत्पादों, अर्द्ध-तैयार उत्पादों और वेल्डेड भागों के लिए सख्त और उम्र बढ़ने के लिए अनुशंसित हीटिंग मोड तालिका में दिए गए हैं। 17.10।

शमन के दौरान ठंडा पानी में और उम्र बढ़ने के बाद - हवा में किया जाता है। VT6, VT6S मिश्र धातु से बने भागों के लिए पूर्ण कठोरता प्रदान की जाती है, जिसमें अधिकतम क्रॉस सेक्शन 40-45 मिमी और VT3-1, VT14, VT22 मिश्र धातु - 60 मिमी तक होता है।

शमन और उम्र बढ़ने के बाद (ए + बी) संरचना के साथ मिश्र धातुओं की ताकत और लचीलापन का एक संतोषजनक संयोजन सुनिश्चित करने के लिए, यह आवश्यक है कि गर्मी उपचार को सख्त करने से पहले उनकी संरचना को समान या "बास्केट बुनाई" किया जाए। संतोषजनक गुण प्रदान करने वाले प्रारंभिक माइक्रोस्ट्रक्चर के उदाहरण अंजीर में दिखाए गए हैं। 17.4 (प्रकार 1–7)।

तालिका 17.10

टाइटेनियम मिश्र धातुओं के ताप उपचार को मजबूत करने के तरीके

शमन और उम्र बढ़ने या एनीलिंग के बाद ओवरहीटिंग के दौरान बी-चरण (प्रकार 8–9) की प्राथमिक अनाज सीमाओं की उपस्थिति के साथ मिश्र धातु की प्रारंभिक एसिकुलर संरचना शादी की ओर ले जाती है - शक्ति और लचीलापन में कमी। इसलिए, पॉलिमॉर्फिक ट्रांसफ़ॉर्मेशन तापमान से ऊपर के तापमान पर हीटिंग (ए + बी) मिश्र धातुओं से बचना आवश्यक है, क्योंकि गर्मी उपचार द्वारा ओवरहीट संरचना को ठीक करना असंभव है।

स्वचालित तापमान नियंत्रण और पंजीकरण के साथ बिजली की भट्टियों में गर्मी उपचार के दौरान हीटिंग की सिफारिश की जाती है। पैमाने के गठन को रोकने के लिए, तैयार भागों और चादरों का ताप एक सुरक्षात्मक वातावरण के साथ या सुरक्षात्मक कोटिंग्स के उपयोग के साथ भट्टियों में किया जाना चाहिए।

सख्त करने के लिए पतली शीट वाले हिस्सों को गर्म करते समय, तापमान को बराबर करने और उनके ताना-बाना को कम करने के लिए, 30-40 मिमी मोटी स्टील की प्लेट को भट्टी के फर्श पर रखा जाता है। जटिल विन्यास और पतली दीवार वाले भागों के सख्त भागों के लिए, लॉकिंग उपकरणों का उपयोग ताना मारने और पट्टे को रोकने के लिए किया जाता है।

एक सुरक्षात्मक वातावरण के बिना एक भट्टी में उच्च तापमान प्रसंस्करण (शमन या एनीलिंग) के बाद, अर्द्ध-तैयार उत्पाद जो आगे की प्रक्रिया के अधीन नहीं हैं, उन्हें हाइड्रो-सैंडब्लास्टिंग या कोरन्डम सैंडिंग से गुजरना चाहिए, और शीट उत्पादों को भी अचार बनाना चाहिए।

आवेदन पत्र। महत्वपूर्ण भागों और असेंबली के निर्माण के लिए उच्च शक्ति वाले टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है: वेल्डेड संरचनाएं (VT6, VT14), टर्बाइन (VT3-1), स्टैम्प-वेल्डेड असेंबली (VT14), अत्यधिक भारित भागों और मुद्रांकित संरचनाएं (VT22)। ये मिश्रधातु 400 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर लंबे समय तक और 750 डिग्री सेल्सियस तक थोड़े समय के लिए काम कर सकती हैं।

एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में उच्च शक्ति वाले टाइटेनियम मिश्र धातुओं की एक विशेषता तनाव सांद्रता के प्रति उनकी बढ़ी हुई संवेदनशीलता है। इसलिए, इन मिश्र धातुओं से भागों को डिजाइन करते समय, कई आवश्यकताओं को ध्यान में रखना आवश्यक है (सतह की गुणवत्ता में सुधार, एक खंड से दूसरे खंड में संक्रमण त्रिज्या में वृद्धि, आदि), उन लोगों के समान जो उच्च शक्ति वाले स्टील्स में मौजूद हैं। उपयोग किया गया।

धारा 1। प्रकृति में टाइटेनियम का इतिहास और घटना।

टाइटेनियम — ये हैचौथे समूह के एक पक्ष उपसमूह का एक तत्व, डी। आई। दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि, परमाणु संख्या 22 के साथ। एक साधारण पदार्थ टाइटेनियम(सीएएस संख्या: 7440-32-6) - हल्का चांदी जैसा सफेद। यह दो क्रिस्टलीय संशोधनों में मौजूद है: α-Ti एक हेक्सागोनल क्लोज-पैक जाली के साथ, β-Ti एक क्यूबिक बॉडी-केंद्रित पैकिंग के साथ, बहुरूपी रूपांतरण α↔β का तापमान 883 °C है। गलनांक 1660±20 डिग्री सेल्सियस।

टाइटेनियम की प्रकृति में इतिहास और उपस्थिति

टाइटेनियम का नाम प्राचीन यूनानी पात्रों टाइटन्स के नाम पर रखा गया था। जर्मन रसायनज्ञ मार्टिन क्लाप्रोथ ने अपने व्यक्तिगत कारणों से इसे इस तरह से नाम दिया, फ्रांसीसी के विपरीत, जिन्होंने तत्व की रासायनिक विशेषताओं के अनुसार नाम देने की कोशिश की, लेकिन तब से तत्व के गुण अज्ञात थे, ऐसा नाम चुना गया था।

टाइटेनियम हमारे ग्रह पर संख्या के मामले में 10वां तत्व है। पृथ्वी की पपड़ी में टाइटेनियम की मात्रा वजन के हिसाब से 0.57% और समुद्र के पानी के 1 लीटर में 0.001 मिलीग्राम है। टाइटेनियम जमा दक्षिण अफ्रीकी गणराज्य, यूक्रेन, रूसी संघ, कजाकिस्तान, जापान, ऑस्ट्रेलिया, भारत, सीलोन, ब्राजील और दक्षिण कोरिया के क्षेत्र में स्थित हैं।

भौतिक गुणों के अनुसार, टाइटेनियम हल्की चांदी है धातु, इसके अलावा, यह मशीनिंग के दौरान उच्च चिपचिपाहट की विशेषता है और काटने के उपकरण से चिपके रहने का खतरा है, इसलिए इस प्रभाव को खत्म करने के लिए विशेष स्नेहक या छिड़काव का उपयोग किया जाता है। कमरे के तापमान पर, यह TiO2 ऑक्साइड की पारभासी फिल्म से ढका होता है, जिसके कारण यह क्षार को छोड़कर अधिकांश आक्रामक वातावरण में जंग के लिए प्रतिरोधी होता है। टाइटेनियम धूल में 400 डिग्री सेल्सियस के फ्लैश बिंदु के साथ विस्फोट करने की क्षमता होती है। टाइटेनियम की छीलन ज्वलनशील होती है।

शुद्ध टाइटेनियम या इसके मिश्र धातुओं का उत्पादन करने के लिए, ज्यादातर मामलों में टाइटेनियम डाइऑक्साइड का उपयोग इसमें शामिल यौगिकों की एक छोटी संख्या के साथ किया जाता है। उदाहरण के लिए, टाइटेनियम अयस्कों के लाभकारीकरण द्वारा प्राप्त एक रूटाइल ध्यान। लेकिन रूटाइल के भंडार बेहद छोटे हैं, और इसके संबंध में, इल्मेनाइट के प्रसंस्करण के दौरान प्राप्त तथाकथित सिंथेटिक रूटाइल या टाइटेनियम स्लैग का उपयोग किया जाता है।

टाइटेनियम का खोजकर्ता 28 वर्षीय अंग्रेज भिक्षु विलियम ग्रेगोर को माना जाता है। 1790 में, अपने पल्ली में खनिज संबंधी सर्वेक्षण करते हुए, उन्होंने ब्रिटेन के दक्षिण-पश्चिम में मेनकेन की घाटी में काली रेत के प्रसार और असामान्य गुणों की ओर ध्यान आकर्षित किया और इसका पता लगाना शुरू किया। पर रेतपुजारी ने एक साधारण चुंबक द्वारा आकर्षित एक काले चमकदार खनिज के दाने खोजे। 1925 में वैन अर्केल और डी बोअर द्वारा आयोडाइड विधि द्वारा प्राप्त किया गया, सबसे शुद्ध टाइटेनियम नमनीय और तकनीकी निकला धातुकई मूल्यवान गुणों के साथ जिसने डिजाइनरों और इंजीनियरों की एक विस्तृत श्रृंखला का ध्यान आकर्षित किया। 1940 में, क्रॉल ने अयस्कों से टाइटेनियम निकालने के लिए एक मैग्नीशियम-थर्मल विधि प्रस्तावित की, जो वर्तमान समय में भी मुख्य है। 1947 में, पहले 45 किलोग्राम व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम का उत्पादन किया गया था।

तत्वों की आवर्त सारणी में मेंडेलीव दिमित्री इवानोविचटाइटेनियम का सीरियल नंबर 22 है। प्राकृतिक टाइटेनियम का परमाणु द्रव्यमान, इसके समस्थानिकों के अध्ययन के परिणामों से गणना की गई, 47.926 है। तो, एक तटस्थ टाइटेनियम परमाणु के नाभिक में 22 प्रोटॉन होते हैं। न्यूट्रॉन की संख्या, अर्थात् तटस्थ अपरिवर्तित कण, भिन्न होते हैं: अधिक बार 26, लेकिन 24 से 28 तक भिन्न हो सकते हैं। इसलिए, टाइटेनियम समस्थानिकों की संख्या भिन्न होती है। कुल मिलाकर, तत्व संख्या 22 के 13 समस्थानिक अब ज्ञात हैं। प्राकृतिक टाइटेनियम में पाँच स्थिर समस्थानिकों का मिश्रण होता है, टाइटेनियम -48 सबसे व्यापक रूप से प्रतिनिधित्व करता है, प्राकृतिक अयस्कों में इसकी हिस्सेदारी 73.99% है। टाइटेनियम और IVB उपसमूह के अन्य तत्व IIIB उपसमूह (स्कैंडियम समूह) के तत्वों के गुणों में बहुत समान हैं, हालांकि वे एक बड़ी वैधता प्रदर्शित करने की क्षमता में उत्तरार्द्ध से भिन्न हैं। स्कैंडियम, येट्रियम के साथ-साथ VB उपसमूह - वैनेडियम और नाइओबियम के तत्वों के साथ टाइटेनियम की समानता भी इस तथ्य में व्यक्त की जाती है कि टाइटेनियम अक्सर इन तत्वों के साथ प्राकृतिक खनिजों में पाया जाता है। मोनोवैलेंट हैलोजेन (फ्लोरीन, ब्रोमीन, क्लोरीन और आयोडीन) के साथ, यह डाय-ट्राई- और टेट्रा यौगिक बना सकता है, सल्फर और इसके समूह के तत्वों (सेलेनियम, टेल्यूरियम) के साथ - मोनो- और डाइसल्फ़ाइड, ऑक्सीजन के साथ - ऑक्साइड, डाइऑक्साइड और ट्राइऑक्साइड .

टाइटेनियम हाइड्रोजन (हाइड्राइड्स), नाइट्रोजन (नाइट्राइड्स), कार्बन (कार्बाइड्स), फॉस्फोरस (फॉस्फाइड्स), आर्सेनिक (आर्साइड्स) के साथ-साथ कई धातुओं - इंटरमेटेलिक यौगिकों के साथ यौगिक भी बनाता है। टाइटेनियम न केवल सरल, बल्कि कई जटिल यौगिक भी बनाता है; कार्बनिक पदार्थों के साथ इसके कई यौगिक ज्ञात हैं। जैसा कि यौगिकों की सूची से देखा जा सकता है जिसमें टाइटेनियम भाग ले सकता है, यह रासायनिक रूप से बहुत सक्रिय है। और साथ ही, टाइटेनियम असाधारण उच्च संक्षारण प्रतिरोध वाली कुछ धातुओं में से एक है: यह ठंडे और उबलते पानी में हवा में व्यावहारिक रूप से शाश्वत है, यह समुद्र के पानी में बहुत प्रतिरोधी है, कई नमक, अकार्बनिक और कार्बनिक के समाधान में अम्ल। समुद्र के पानी में इसके संक्षारण प्रतिरोध के संदर्भ में, यह सभी धातुओं को पार कर जाता है, महान लोगों के अपवाद के साथ - सोना, प्लैटिनम, आदि, अधिकांश प्रकार के स्टेनलेस स्टील, निकल, तांबा और अन्य मिश्र धातु। पानी में, कई आक्रामक वातावरणों में, शुद्ध टाइटेनियम जंग के अधीन नहीं है। टाइटेनियम और कटाव जंग का प्रतिरोध करता है, जो रासायनिक और यांत्रिक प्रभावों के संयोजन के परिणामस्वरूप होता है। इस संबंध में, यह स्टेनलेस स्टील्स, कप्रम-आधारित मिश्र धातुओं और अन्य संरचनात्मक सामग्रियों के सर्वोत्तम ग्रेड से कम नहीं है। टाइटेनियम भी अच्छी तरह से थकान जंग का प्रतिरोध करता है, जो अक्सर धातु की अखंडता और ताकत (दरार, स्थानीय जंग केंद्र, आदि) के उल्लंघन के रूप में प्रकट होता है। नाइट्रोजन, हाइड्रोक्लोरिक, सल्फ्यूरिक, "एक्वा रेजिया" और अन्य एसिड और क्षार जैसे कई आक्रामक वातावरणों में टाइटेनियम का व्यवहार इस धातु के लिए आश्चर्यजनक और प्रशंसनीय है।

टाइटेनियम एक बहुत ही दुर्दम्य धातु है। लंबे समय तक यह माना जाता था कि यह 1800 ° C पर पिघलता है, लेकिन 50 के दशक के मध्य में। अंग्रेजी वैज्ञानिक डियार्डोर्फ और हेस ने शुद्ध तात्विक टाइटेनियम के गलनांक की स्थापना की। इसकी मात्रा 1668 ° 3 ° C थी। इसकी अपवर्तकता के संदर्भ में, टाइटेनियम टंगस्टन, टैंटलम, नाइओबियम, रेनियम, मोलिब्डेनम, प्लैटिनोइड्स, ज़िरकोनियम जैसी धातुओं के बाद दूसरे स्थान पर है और मुख्य संरचनात्मक धातुओं में यह पहले स्थान पर है। धातु के रूप में टाइटेनियम की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता इसके अद्वितीय भौतिक और रासायनिक गुण हैं: कम घनत्व, उच्च शक्ति, कठोरता, आदि। मुख्य बात यह है कि ये गुण उच्च तापमान पर महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदलते हैं।

टाइटेनियम एक हल्की धातु है, इसका घनत्व 0°C पर केवल 4.517 g/cm8 है, और 100°C पर यह 4.506 g/cm3 है। टाइटेनियम 5 ग्राम / सेमी 3 से कम के विशिष्ट गुरुत्व वाले धातुओं के समूह से संबंधित है। इसमें 0.9-1.5 ग्राम / सेमी 3, मैग्नीशियम (1.7 ग्राम / सेमी 3), (2.7 ग्राम / सेमी 3), आदि के विशिष्ट गुरुत्व के साथ सभी क्षार धातुएं (सोडियम, कैडियम, लिथियम, रुबिडियम, सीज़ियम) शामिल हैं। टाइटेनियम से अधिक है 1.5 गुना भारी अल्युमीनियम, और इसमें, निश्चित रूप से, वह उससे हार जाता है, लेकिन दूसरी ओर, यह लोहे की तुलना में 1.5 गुना हल्का (7.8 ग्राम / सेमी 3) है। हालांकि, के बीच विशिष्ट घनत्व के संदर्भ में एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा अल्युमीनियमऔर लोहा, टाइटेनियम अपने यांत्रिक गुणों में उनसे कई गुना अधिक है।) टाइटेनियम में एक महत्वपूर्ण कठोरता है: यह एल्यूमीनियम की तुलना में 12 गुना कठिन है, 4 गुना ग्रंथितथा तांबा. धातु की एक अन्य महत्वपूर्ण विशेषता इसकी उपज शक्ति है। यह जितना अधिक होता है, इस धातु से बने हिस्से उतने ही बेहतर होते हैं जो परिचालन भार का प्रतिरोध करते हैं। टाइटेनियम की उपज शक्ति एल्यूमीनियम की तुलना में लगभग 18 गुना अधिक है। टाइटेनियम मिश्र धातुओं की विशिष्ट शक्ति को 1.5-2 गुना बढ़ाया जा सकता है। इसके उच्च यांत्रिक गुणों को कई सौ डिग्री तक के तापमान पर अच्छी तरह से संरक्षित किया जाता है। शुद्ध टाइटेनियम गर्म और ठंडे परिस्थितियों में सभी प्रकार के काम के लिए उपयुक्त है: इसे जाली के रूप में बनाया जा सकता है लोहा, खींचो और इसमें से एक तार भी बनाओ, इसे 0.01 मिमी मोटी पन्नी में शीट, टेप में रोल करें।

अधिकांश धातुओं के विपरीत, टाइटेनियम में महत्वपूर्ण विद्युत प्रतिरोध होता है: यदि चांदी की विद्युत चालकता को 100 के रूप में लिया जाता है, तो विद्युत चालकता तांबा 94 के बराबर, एल्यूमीनियम - 60, लोहा और प्लैटिनम-15, जबकि टाइटेनियम केवल 3.8 है। टाइटेनियम एक पैरामैग्नेटिक धातु है, यह चुंबकीय क्षेत्र की तरह चुम्बकित नहीं होता है, लेकिन इसे इससे बाहर नहीं धकेला जाता है। इसकी चुंबकीय संवेदनशीलता बहुत कमजोर है, इस गुण का उपयोग निर्माण में किया जा सकता है। टाइटेनियम में अपेक्षाकृत कम तापीय चालकता है, केवल 22.07 W / (mK), जो लोहे की तापीय चालकता से लगभग 3 गुना कम है, मैग्नीशियम का 7 गुना, एल्यूमीनियम और कप्रम का 17-20 गुना है। तदनुसार, टाइटेनियम के रैखिक थर्मल विस्तार का गुणांक अन्य संरचनात्मक सामग्रियों की तुलना में कम है: 20 सी पर, यह लोहे की तुलना में 1.5 गुना कम है, 2 - कप्रम के लिए, और लगभग 3 - एल्यूमीनियम के लिए। इस प्रकार, टाइटेनियम बिजली और गर्मी का खराब संवाहक है।

आज, विमानन प्रौद्योगिकी में टाइटेनियम मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विमान जेट इंजन के निर्माण में टाइटेनियम मिश्र धातुओं का पहली बार औद्योगिक पैमाने पर उपयोग किया गया था। जेट इंजनों के डिजाइन में टाइटेनियम का उपयोग उनके वजन को 10...25% तक कम करना संभव बनाता है। विशेष रूप से, कंप्रेसर डिस्क और ब्लेड, वायु सेवन भागों, गाइड वेन्स और फास्टनरों को टाइटेनियम मिश्र धातुओं से बनाया जाता है। सुपरसोनिक विमानों के लिए टाइटेनियम मिश्र धातु अपरिहार्य हैं। विमान की उड़ान गति में वृद्धि से त्वचा के तापमान में वृद्धि हुई, जिसके परिणामस्वरूप एल्यूमीनियम मिश्र अब सुपरसोनिक गति पर विमानन प्रौद्योगिकी द्वारा लगाई गई आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं। इस मामले में त्वचा का तापमान 246...316 °C तक पहुँच जाता है। इन शर्तों के तहत, टाइटेनियम मिश्र धातु सबसे स्वीकार्य सामग्री निकली। 70 के दशक में, नागरिक विमानों के एयरफ्रेम के लिए टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग काफी बढ़ गया। मध्यम-ढोना विमान TU-204 में, टाइटेनियम मिश्र धातुओं से बने पुर्जों का कुल द्रव्यमान 2570 किलोग्राम है। हेलीकाप्टरों में टाइटेनियम का उपयोग धीरे-धीरे बढ़ रहा है, मुख्य रूप से मुख्य रोटर प्रणाली, ड्राइव और नियंत्रण प्रणाली के कुछ हिस्सों के लिए। रॉकेट विज्ञान में टाइटेनियम मिश्र धातुओं का एक महत्वपूर्ण स्थान है।

समुद्र के पानी में उच्च संक्षारण प्रतिरोध के कारण, प्रोपेलर, जहाज चढ़ाना, पनडुब्बी, टारपीडो आदि के निर्माण के लिए जहाज निर्माण में टाइटेनियम और इसके मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है। गोले टाइटेनियम और उसके मिश्र धातुओं से नहीं चिपकते हैं, जो चलते समय पोत के प्रतिरोध को तेजी से बढ़ाते हैं। धीरे-धीरे, टाइटेनियम के आवेदन के क्षेत्र का विस्तार हो रहा है। टाइटेनियम और इसकी मिश्र धातुओं का उपयोग रासायनिक, पेट्रोकेमिकल, लुगदी और कागज और खाद्य उद्योग, अलौह धातु विज्ञान, बिजली इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रॉनिक्स, परमाणु प्रौद्योगिकी, विद्युत, हथियारों के निर्माण में, कवच प्लेटों, सर्जिकल उपकरणों के निर्माण के लिए किया जाता है। सर्जिकल प्रत्यारोपण, अलवणीकरण संयंत्र, रेसिंग कार के पुर्जे, खेल उपकरण (गोल्फ क्लब, चढ़ाई के उपकरण), घड़ी के पुर्जे और यहां तक ​​कि गहने भी। टाइटेनियम के नाइट्राइडिंग से इसकी सतह पर एक सुनहरी फिल्म बनती है, जो असली सोने की सुंदरता से कम नहीं है।

TiO2 की खोज लगभग एक साथ और स्वतंत्र रूप से अंग्रेज डब्ल्यू ग्रेगोर और जर्मन रसायनज्ञ एम जी क्लाप्रोथ द्वारा की गई थी। डब्ल्यू ग्रेगोर, चुंबकीय ग्रंथि की संरचना की जांच कर रहे हैं रेत(क्रीड, कॉर्नवाल, इंग्लैंड, 1791) ने एक अज्ञात धातु की एक नई "पृथ्वी" (ऑक्साइड) को अलग किया, जिसे उन्होंने मेनकेन कहा। 1795 में जर्मन रसायनशास्त्री क्लैप्रोथ ने की खोज की खनिजएक नए तत्व को रूटाइल किया और इसे टाइटेनियम कहा। दो साल बाद, क्लैप्रोथ ने स्थापित किया कि रूटाइल और मेनकेनिक ऑक्साइड एक ही तत्व के ऑक्साइड हैं, जिसके पीछे क्लैप्रोथ द्वारा प्रस्तावित "टाइटेनियम" नाम बना रहा। 10 साल बाद तीसरी बार टाइटेनियम की खोज हुई। फ्रांसीसी वैज्ञानिक एल वाउक्वेलिन ने एनाटेज में टाइटेनियम की खोज की और साबित किया कि रूटाइल और एनाटेस समान टाइटेनियम ऑक्साइड हैं।

TiO2 की खोज लगभग एक साथ और स्वतंत्र रूप से अंग्रेज डब्ल्यू ग्रेगोर और जर्मन रसायनज्ञ एम जी क्लाप्रोथ द्वारा की गई थी। डब्ल्यू. ग्रेगोर ने चुंबकीय लौह रेत (क्रीड, कॉर्नवॉल, इंग्लैंड, 1791) की संरचना का अध्ययन करते हुए एक अज्ञात धातु की एक नई "पृथ्वी" (ऑक्साइड) को अलग किया, जिसे उन्होंने मेनकेन कहा। 1795 में जर्मन रसायनशास्त्री क्लैप्रोथ ने की खोज की खनिजएक नए तत्व को रूटाइल किया और इसे टाइटेनियम कहा। दो साल बाद, क्लैप्रोथ ने स्थापित किया कि रूटाइल और मेनकेन पृथ्वी एक ही तत्व के ऑक्साइड हैं, जिसके पीछे क्लैप्रोथ द्वारा प्रस्तावित नाम "टाइटेनियम" बना रहा। 10 साल बाद तीसरी बार टाइटेनियम की खोज हुई। फ्रांसीसी वैज्ञानिक एल वाउक्वेलिन ने एनाटेज में टाइटेनियम की खोज की और साबित किया कि रूटाइल और एनाटेस समान टाइटेनियम ऑक्साइड हैं।

धात्विक टाइटेनियम का पहला नमूना 1825 में जे. वाई. बर्जेलियस द्वारा प्राप्त किया गया था। टाइटेनियम की उच्च रासायनिक गतिविधि और इसके शुद्धिकरण की जटिलता के कारण, डच ए. वैन अर्केल और आई. डी बोअर ने टाइटेनियम आयोडाइड TiI4 वाष्प के थर्मल अपघटन द्वारा 1925 में एक शुद्ध Ti नमूना प्राप्त किया।

टाइटेनियम प्रकृति में 10वां सबसे प्रचुर मात्रा में है। द्रव्यमान द्वारा पृथ्वी की पपड़ी में सामग्री 0.57% है, समुद्र के पानी में 0.001 mg / l है। अल्ट्राबेसिक चट्टानों में 300 ग्राम/टी, मूल चट्टानों में 9 किग्रा/टी, अम्लीय चट्टानों में 2.3 किग्रा/टी, मिट्टी और शेल्स में 4.5 किग्रा/टी। पृथ्वी की पपड़ी में, टाइटेनियम लगभग हमेशा टेट्रावैलेंट होता है और केवल ऑक्सीजन यौगिकों में मौजूद होता है। यह मुक्त रूप में नहीं होता है। अपक्षय और वर्षा की स्थितियों में टाइटेनियम का Al2O3 के लिए भू-रासायनिक संबंध है। यह अपक्षय पपड़ी के बॉक्साइट और समुद्री मिट्टी के तलछट में केंद्रित है। टाइटेनियम का स्थानांतरण खनिजों के यांत्रिक अंशों और कोलाइड्स के रूप में किया जाता है। वजन के हिसाब से 30% TiO2 कुछ मिट्टी में जमा हो जाता है। टाइटेनियम खनिज अपक्षय के प्रतिरोधी होते हैं और प्लेसर में बड़ी सांद्रता बनाते हैं। टाइटेनियम युक्त 100 से अधिक खनिज ज्ञात हैं। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं: रूटाइल TiO2, इल्मेनाइट FeTiO3, टाइटानोमैग्नेटाइट FeTiO3 + Fe3O4, पेरोसाइट CaTiO3, टाइटेनिट CaTiSiO5। प्राथमिक टाइटेनियम अयस्क हैं - इल्मेनाइट-टाइटेनोमैग्नेटाइट और प्लेसर - रूटाइल-इल्मेनाइट-जिरकोन।

मुख्य अयस्क: इल्मेनाइट (FeTiO3), रूटाइल (TiO2), टाइटेनाइट (CaTiSiO5)।

2002 में, टाइटेनियम डाइऑक्साइड TiO2 के उत्पादन के लिए खनन किए गए टाइटेनियम का 90% उपयोग किया गया था। टाइटेनियम डाइऑक्साइड का विश्व उत्पादन प्रति वर्ष 4.5 मिलियन टन था। टाइटेनियम डाइऑक्साइड के सिद्ध भंडार (बिना रूसी संघ) लगभग 800 मिलियन टन हैं। 2006 के लिए, अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण के अनुसार, टाइटेनियम डाइऑक्साइड के संदर्भ में और छोड़कर रूसी संघ, इल्मेनाइट अयस्कों का भंडार 603-673 मिलियन टन है, और रूटाइल - 49.7-52.7 मिलियन टन है। इस प्रकार, टाइटेनियम के दुनिया के सिद्ध भंडार (रूसी संघ को छोड़कर) के उत्पादन की वर्तमान दर पर, यह 150 से अधिक चलेगा वर्षों।

चीन के बाद रूस के पास टाइटेनियम का दुनिया का दूसरा सबसे बड़ा भंडार है। रूसी संघ में टाइटेनियम के खनिज संसाधन आधार में 20 जमा होते हैं (जिनमें से 11 प्राथमिक और 9 प्लेसर हैं), पूरे देश में समान रूप से फैले हुए हैं। खोजे गए डिपॉजिट (यारेगस्कॉय) का सबसे बड़ा उख्ता (कोमी गणराज्य) शहर से 25 किमी दूर स्थित है। लगभग 10% की औसत टाइटेनियम डाइऑक्साइड सामग्री के साथ जमा के भंडार का अनुमान 2 बिलियन टन अयस्क है।

दुनिया का सबसे बड़ा टाइटेनियम उत्पादक रूसी संगठन VSMPO-AVISMA है।

एक नियम के रूप में, टाइटेनियम और इसके यौगिकों के उत्पादन के लिए प्रारंभिक सामग्री टाइटेनियम डाइऑक्साइड है जिसमें अपेक्षाकृत कम मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं। विशेष रूप से, यह टाइटेनियम अयस्कों के लाभकारीकरण के दौरान प्राप्त एक रूटाइल ध्यान हो सकता है। हालाँकि, दुनिया में रूटाइल के भंडार बहुत सीमित हैं, और इल्मेनाइट के प्रसंस्करण के दौरान प्राप्त तथाकथित सिंथेटिक रूटाइल या टाइटेनियम स्लैग का अधिक बार उपयोग किया जाता है। टाइटेनियम स्लैग प्राप्त करने के लिए, इल्मेनाइट कॉन्संट्रेट को इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस में कम किया जाता है, जबकि लोहे को धातु चरण () में अलग किया जाता है, और टाइटेनियम ऑक्साइड को कम नहीं किया जाता है और अशुद्धियाँ स्लैग चरण बनाती हैं। रिच स्लैग को क्लोराइड या सल्फ्यूरिक एसिड विधि द्वारा संसाधित किया जाता है।

शुद्ध रूप में और मिश्र धातुओं के रूप में

मास्को में लेनिन्स्की प्रॉस्पेक्ट पर गगारिन के लिए टाइटेनियम स्मारक

धातु में प्रयोग किया जाता है: रासायनिक उद्योग(रिएक्टर, पाइपलाइन, पंप, पाइपलाइन फिटिंग), सैन्य उद्योग(बॉडी आर्मर, आर्मर और एविएशन, सबमरीन हल्स में फायर बैरियर्स), औद्योगिक प्रक्रियाएं (अलवणीकरण संयंत्र, प्रक्रियाओंलुगदी और कागज), मोटर वाहन उद्योग, कृषि उद्योग, खाद्य उद्योग, भेदी गहने, चिकित्सा उद्योग (कृत्रिम अंग, ऑस्टियोप्रोस्थेसिस), दंत और एंडोडॉन्टिक उपकरण, दंत प्रत्यारोपण, खेल के सामान, गहने व्यापार की वस्तुएं (अलेक्जेंडर खोमोव), मोबाइल फोन, प्रकाश मिश्र धातु आदि। यह विमान, रॉकेट और जहाज निर्माण में सबसे महत्वपूर्ण संरचनात्मक सामग्री है।

ग्रेफाइट मोल्ड्स में वैक्यूम भट्टियों में टाइटेनियम कास्टिंग की जाती है। वैक्यूम निवेश कास्टिंग का भी उपयोग किया जाता है। तकनीकी कठिनाइयों के कारण, कलात्मक कास्टिंग में इसका उपयोग सीमित सीमा तक किया जाता है। दुनिया में पहली स्मारकीय कास्ट टाइटेनियम मूर्तिकला मास्को में उनके नाम पर यूरी गगारिन का स्मारक है।

कई मिश्र धातुओं में टाइटेनियम एक मिश्र धातु है स्टील्सऔर सबसे विशेष मिश्र धातु।

नितिनोल (निकल-टाइटेनियम) एक आकार स्मृति मिश्र धातु है जिसका उपयोग दवा और प्रौद्योगिकी में किया जाता है।

टाइटेनियम एल्युमिनाइड्स ऑक्सीकरण और गर्मी प्रतिरोधी के लिए बहुत प्रतिरोधी हैं, जो बदले में विमानन और मोटर वाहन उद्योग में संरचनात्मक सामग्री के रूप में उनके उपयोग को निर्धारित करते हैं।

टाइटेनियम उच्च वैक्यूम पंपों में उपयोग की जाने वाली सबसे आम गेट्टर सामग्रियों में से एक है।

सफेद टाइटेनियम डाइऑक्साइड (टीओओ 2) पेंट्स (जैसे टाइटेनियम सफेद) के साथ-साथ कागज और प्लास्टिक के निर्माण में भी प्रयोग किया जाता है। खाद्य योज्य E171।

ऑर्गनोटाइटेनियम यौगिकों (जैसे टेट्राब्यूटोक्सीटाइटेनियम) का उपयोग रासायनिक और पेंट उद्योगों में उत्प्रेरक और कठोर के रूप में किया जाता है।

अकार्बनिक टाइटेनियम यौगिकों का उपयोग रासायनिक, इलेक्ट्रॉनिक, ग्लास फाइबर उद्योगों में योजक या कोटिंग्स के रूप में किया जाता है।

टाइटेनियम कार्बाइड, टाइटेनियम डाइबोराइड, टाइटेनियम कार्बोनाइट्राइड धातु प्रसंस्करण के लिए सुपरहार्ड सामग्री के महत्वपूर्ण घटक हैं।

टाइटेनियम नाइट्राइड का उपयोग उपकरण, चर्च के गुंबदों और पोशाक गहने के निर्माण में कोट करने के लिए किया जाता है, क्योंकि। के समान रंग होता है।

बेरियम टाइटेनेट BaTiO3, लेड टाइटेनेट PbTiO3, और कई अन्य टाइटेनैट्स फेरोइलेक्ट्रिक्स हैं।

विभिन्न धातुओं के साथ कई टाइटेनियम मिश्र धातुएं हैं। बहुरूपी परिवर्तन के तापमान पर उनके प्रभाव के आधार पर मिश्र धातु तत्वों को तीन समूहों में बांटा गया है: बीटा स्टेबलाइजर्स, अल्फा स्टेबलाइजर्स और न्यूट्रल हार्डनर। पूर्व परिवर्तन तापमान को कम करता है, बाद वाला इसे बढ़ाता है, और बाद वाला इसे प्रभावित नहीं करता है, लेकिन मैट्रिक्स के सख्त होने का कारण बनता है। अल्फा स्टेबलाइजर्स के उदाहरण: , ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन। बीटा स्टेबलाइजर्स: मोलिब्डेनम, वैनेडियम, लोहा, क्रोमियम, नी। तटस्थ कठोर पदार्थ: ज़िरकोनियम, सिलिकॉन। बीटा स्टेबलाइजर्स, बदले में, बीटा-आइसोमॉर्फिक और बीटा-यूटेक्टॉइड-फॉर्मिंग में विभाजित होते हैं। सबसे आम टाइटेनियम मिश्र धातु Ti-6Al-4V मिश्र धातु (रूसी वर्गीकरण में VT6) है।

2005 में दृढ़टाइटेनियम कॉर्पोरेशन ने दुनिया में टाइटेनियम की खपत का निम्नलिखित अनुमान प्रकाशित किया है:

13% - कागज;

7% - मैकेनिकल इंजीनियरिंग।

$15-25 प्रति किलो, शुद्धता पर निर्भर करता है।

किसी न किसी टाइटेनियम (टाइटेनियम स्पंज) की शुद्धता और ग्रेड आमतौर पर इसकी कठोरता से निर्धारित होती है, जो अशुद्धियों की सामग्री पर निर्भर करती है। सबसे आम ब्रांड TG100 और TG110 हैं।

उपभोक्ता वस्तुओं का बाजार खंड वर्तमान में टाइटेनियम बाजार का सबसे तेजी से बढ़ने वाला खंड है। जबकि 10 साल पहले यह खंड टाइटेनियम बाजार का केवल 1-2 था, आज यह बाजार का 8-10 हो गया है। कुल मिलाकर, उपभोक्ता सामान उद्योग में टाइटेनियम की खपत पूरे टाइटेनियम बाजार की दर से लगभग दोगुनी हो गई। खेल में टाइटेनियम का उपयोग सबसे लंबा चल रहा है और उपभोक्ता उत्पादों में टाइटेनियम के उपयोग का सबसे बड़ा हिस्सा है। खेल उपकरण में टाइटेनियम की लोकप्रियता का कारण सरल है - यह आपको किसी अन्य धातु से बेहतर वजन और ताकत का अनुपात प्राप्त करने की अनुमति देता है। साइकिल में टाइटेनियम का उपयोग लगभग 25-30 साल पहले शुरू हुआ था और खेल उपकरण में टाइटेनियम का पहला उपयोग था। Ti3Al-2.5V ASTM ग्रेड 9 मिश्र धातु ट्यूब मुख्य रूप से उपयोग किए जाते हैं। टाइटेनियम मिश्र धातुओं से बने अन्य भागों में ब्रेक, स्प्रोकेट और सीट स्प्रिंग्स शामिल हैं। गोल्फ क्लबों के निर्माण में टाइटेनियम का उपयोग सबसे पहले जापान में क्लब निर्माताओं द्वारा 80 के दशक के अंत और 90 के दशक की शुरुआत में शुरू हुआ। 1994-1995 से पहले, टाइटेनियम का यह अनुप्रयोग अमेरिका और यूरोप में वस्तुतः अज्ञात था। यह तब बदल गया जब कैलावे ने अपनी रगड़ टाइटेनियम स्टिक, जिसे ग्रेट बिग बर्था कहा जाता है, को बाजार में पेश किया। कैलावे के स्पष्ट लाभों और सुविचारित विपणन के कारण, टाइटेनियम की छड़ें तुरंत हिट हो गईं। थोड़े समय के भीतर, टाइटेनियम क्लब सट्टेबाजों के एक छोटे समूह की अनन्य और महंगी सूची से अधिकांश गोल्फरों द्वारा व्यापक रूप से उपयोग किए जाने के लिए चले गए हैं, जबकि अभी भी स्टील क्लबों की तुलना में अधिक महंगा है। मैं अपनी राय में, गोल्फ बाजार के विकास में मुख्य प्रवृत्तियों का हवाला देना चाहता हूं; उच्च श्रम लागत वाले अन्य उद्योगों के मार्ग का अनुसरण करते हुए, यह 4-5 वर्षों में उच्च तकनीक से बड़े पैमाने पर उत्पादन में चला गया है कपड़ों, खिलौनों और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के उत्पादन के रूप में, गोल्फ क्लबों का उत्पादन शुरू हो गया है देशोंसबसे सस्ते श्रम के साथ पहले ताइवान, फिर चीन, और अब कारखानों को सस्ते श्रम वाले देशों में बनाया जा रहा है, जैसे कि वियतनाम और थाईलैंड, टाइटेनियम निश्चित रूप से ड्राइवरों के लिए उपयोग किया जाता है, जहां इसके बेहतर गुण एक स्पष्ट लाभ देते हैं और एक उच्च औचित्य देते हैं कीमत। हालांकि, बाद के क्लबों पर टाइटेनियम का अभी तक बहुत व्यापक उपयोग नहीं हुआ है, क्योंकि लागत में उल्लेखनीय वृद्धि खेल में इसी सुधार से मेल नहीं खाती है। वर्तमान में, ड्राइवरों को मुख्य रूप से जाली हड़ताली सतह, जाली या कास्ट टॉप और ए के साथ उत्पादित किया जाता है। कास्ट बॉटम तथाकथित रिटर्न फैक्टर की सीमा, जिसके संबंध में सभी क्लब निर्माता हड़ताली सतह के वसंत गुणों को बढ़ाने की कोशिश करेंगे। ऐसा करने के लिए, प्रभाव सतह की मोटाई को कम करना और इसके लिए मजबूत मिश्र धातुओं का उपयोग करना आवश्यक है, जैसे SP700, 15-3-3-3 और VT-23। अब आइए अन्य खेल उपकरणों पर टाइटेनियम और इसके मिश्र धातुओं के उपयोग पर ध्यान दें। रेस बाइक ट्यूब और अन्य हिस्से ASTM ग्रेड 9 Ti3Al-2.5V मिश्र धातु से बने हैं। स्कूबा डाइविंग चाकू के निर्माण में आश्चर्यजनक रूप से महत्वपूर्ण मात्रा में टाइटेनियम शीट का उपयोग किया जाता है। अधिकांश निर्माता Ti6Al-4V मिश्र धातु का उपयोग करते हैं, लेकिन यह मिश्र धातु अन्य मजबूत मिश्र धातुओं की तरह ब्लेड एज स्थायित्व प्रदान नहीं करती है। कुछ निर्माता BT23 मिश्र धातु का उपयोग करने के लिए स्विच कर रहे हैं।