Почему титан сложен в обработке?

 
+
0 (+1/-1)
-
edit
 

TEvg-2

мракобес

Сам титан достаточно дешев, но считается что его очень трудно обрабатывать.
Соответсвенно титановый самолет например - жуткий хайтек, практически недоступный и сверхдержавам в массовых количествах.

Но чем это обусловленно я не понимаю. Конечно титан сложнее обрабатывать чем сталь, но в чем сложность по сравнению хотя бы с алюминием?

Титан обрабатывается резанием, штампуется, варится электродугой в аргоне. Что тут сложного?
Где я не допираю, подскажите?
 20.020.0

ahs

координатор
★★★
TEvg-2> Титан обрабатывается резанием

C трудностями на уровне нержавеющих сталей + свои заморочки: склонен к налипанию, задиранию, плохо отводит тепло, портит резцы из-за огромной растворимости их материалов в титане. Вдобавок горит при быстром резе, пыль и стружка огне- и даже взрывоопасны

TEvg-2> штампуется

Нахолодную - задерется, нагорячую - насосет азота :)

TEvg-2> варится электродугой в аргоне.

Только не в том аргоне, который в автосервисе, а либо с двухсторонней подачей, либо вообще в изолированных камерах. Во втором случае можно представить потребную квалификацию сварщиков и, главное, количество их смен. Плюс он боится водорода в любом виде. Плюс при банальной сварке автоматом мелких деталей по какой-то блажи часто добавляют дорогой гелий в аргон.

TEvg-2> Что тут сложного?

Ничего непредставимого, просто значительно сложнее и дороже рядовой работы с алюминием или тем более сталью

TEvg-2> Где я не допираю, подскажите?

Подскажу. Гугли сразу.
И у нас на форуме вопрос поднимался.
Как показали исследования, те кто занимается утренней гимнастикой умирают гораздо реже, потому что их гораздо меньше.  30.0.1599.10130.0.1599.101

TEvg-2

мракобес

ahs>Плюс он боится водорода в любом виде.

Имеется ввиду горячий во время обработки? Титановые изделия вроде не боятся воды, метана и полиэтилена в н.у.
 20.020.0
+
+1
-
edit
 

U235

старожил
★★★☆
У каждого металла есть свои ньюансы и трудности, но у титана есть одновременно несколько серьезных пакостей для технологов, которые в комплексе создают серьезную проблему.

Проблема 1
Титан очень чувствителен к примесям и даже при небольшом загрязнении может катастрофически терять прочность

Титан тут, конечно не уникален, но у него вдобавок к этой пакости есть еще одна, сильно усложняющая дело:

Проблема 2
Титан химически очень активен. Поэтому активно "сосет" охрупчивающие примеси отовсюду, откуда только можно: из атмосферы, из сварочных электродов, даже из металлорежущего инструмента. Особенно сильно эта особенность проявляется при нагрева титановой детали.

Ну и Проблема 3, сильно пакостящая станочникам:

Титан невероятно липкий металл. Титановая стружка отличается просто диким налипанием на режущий инструмент и быстро его портит.
Демократия – в аду, на небе Царство  11

ahs

координатор
★★★
TEvg-2> Имеется ввиду горячий во время обработки? Титановые изделия вроде не боятся воды, метана и полиэтилена в н.у.

Во время любой обработки, кроме самого щадящего штампования, происходит локальный нагрев. Для водорода и щадящего штампования хватит

При повышении температуры титан активно поглощает газы: начиная с 50-70 °С - водород, свыше 400-500 °С - кислород, с 600-700 °С - азот, окись углерода и углекислый газ.
 
Как показали исследования, те кто занимается утренней гимнастикой умирают гораздо реже, потому что их гораздо меньше.  30.0.1599.10130.0.1599.101

ahs

координатор
★★★
U235> Титан невероятно липкий металл. Титановая стружка отличается просто диким налипанием на режущий инструмент и быстро его портит.

Портит она прежде всего окружающее изделие, но на те же фрезы липнет прилично, поэтому смазки для обработки используются более густые, чем для стали. А режущему краю хватает и насосанного по линии реза титана.
Как показали исследования, те кто занимается утренней гимнастикой умирают гораздо реже, потому что их гораздо меньше.  30.0.1599.10130.0.1599.101

Bod

координатор
★★★
U235> Титан невероятно липкий металл. Титановая стружка отличается просто диким налипанием на режущий инструмент и быстро его портит.

И кроме того, отходы его производства уже практически нигде не используешь. Да и вообще почему решили, что титан дешев? Он здорово дороже и железа и алюминия.
 24.024.0

TEvg-2

мракобес

Bod>Да и вообще почему решили, что титан дешев? Он здорово дороже и железа и алюминия.

Ну читал в интернете. Как бы даже не в педивикии.
К тому же слышал что стоимость титановых труб для рамы велика составляет 10% от стоимости готовой рамы на рынке. Хотя чему там стоить? Порезать болгаркой, зачистить концы, сварить в аргоне. Местами нарезать резьбы.

Ну об особенностях обработки резанием.. Липнет и греется, а греется - сосет заразу всякую. Какие способы есть для уменьшения вредных эффектов? Специальные резцы?
 20.020.0

TEvg-2

мракобес

ahs>При повышении температуры титан активно поглощает газы: начиная с 50-70 °С - водород

Т.е. титановый чайник с водой крякнет? Или ему только свободный водород опасен?

Том Клэнси писал что из титана делалась трубопроводная арматура реакторов. А там и температура и водород. Врал небось?
 20.020.0

Jerard

аксакал

TEvg-2> Какие способы есть для уменьшения вредных эффектов? Специальные резцы?

Лазер в аргоне.
"Остановите Землю — я сойду" (С) Лесли Брикасс, Энтони Ньюли  3.6.253.6.25

TEvg-2

мракобес

Jerard> Лазер в аргоне.

Не, ну это черезчур.
Ещё вопрос - варят титан вроде вольфрамовым электродом с использованием титановой проволоки как присадочного материала. А он вольфрам при этом не сосет? И как это на изделии сказывается?
 20.020.0

ahs

координатор
★★★
TEvg-2> Т.е. титановый чайник с водой крякнет? Или ему только свободный водород опасен?

Конечно нет, оксидная пленка защитит. Однако пишут такое:
Взаимодействие титана с водой. При химическом взаимодействии титана с водой по схеме

Протекают одновременно два процесс: поглощение титаном водорода и образование окисных соединений.

Увеличение содержания кислорода в титановой губке при окислении в воде при температуре до 100˚С пропорционально квадрату температуры



Окисление титана в воде протекает интенсивно; увеличение содержания кислорода в титане в результате взаимодействия с водой более чем в десять раз превышает окисление на воздухе при тех же температурах, содержание водорода в титане после контакта с водой возрастает в 3-4 раза.
 


TEvg-2> Или ему только свободный водород опасен?

Свободный водород опасен при любой температуре. Очень страдает механическая стойкость металла.

TEvg-2> Том Клэнси писал что из титана делалась трубопроводная арматура реакторов. А там и температура и водород. Врал небось?

Из титана делают трубопроводы для кислот и щелочей, а также химические реакторы для них же. Про ядерные реакторы впервые слышу, там вроде как циркониевые сплавы.
Как показали исследования, те кто занимается утренней гимнастикой умирают гораздо реже, потому что их гораздо меньше.  30.0.1599.10130.0.1599.101

ahs

координатор
★★★
TEvg-2> А он вольфрам при этом не сосет?

В системе вольфрам—титан существует непрерывный ряд твердых растворов между 6-титаном и вольфрамом. Растворимость вольфрама в а-титане не превышает 0,7 %• Ниже 1250°С наблюдается распад твер­дого раствора на твердые растворы на основе 6-титана и вольфрама,
 


*в сторону
Организовать платные курсы пользования поисковиками что-ли?
Как показали исследования, те кто занимается утренней гимнастикой умирают гораздо реже, потому что их гораздо меньше.  30.0.1599.10130.0.1599.101

TEvg-2

мракобес

Ыыы а как возможная примесь вольфрама может сказываться на качестве сварного шва?
 20.020.0
+
-
edit
 

CrazyMk

опытный

TEvg-2> Том Клэнси писал что из титана делалась трубопроводная арматура реакторов. А там и температура и водород. Врал небось?

Конечно врал.
Да и про цирконий чего-то впервые слышу.
 24.024.0

ahs

координатор
★★★
CrazyMk> Да и про цирконий чего-то впервые слышу.

По крайней мере упоминается :) Вообще там везде сталь, где есть давление, правильно? Только таблетки хитро пакуют.
Как показали исследования, те кто занимается утренней гимнастикой умирают гораздо реже, потому что их гораздо меньше.  30.0.1599.10130.0.1599.101

ahs

координатор
★★★
TEvg-2> Ыыы а как возможная примесь вольфрама может сказываться на качестве сварного шва?

А вольфрам не диффундирует, это титан в него уходит, как я понял.
Как показали исследования, те кто занимается утренней гимнастикой умирают гораздо реже, потому что их гораздо меньше.  30.0.1599.10130.0.1599.101

TEvg-2

мракобес

Спасибо большое за новые знания :)
 20.020.0

Mishka

модератор
★★☆
U235> Проблема 2
U235> Ну и Проблема 3, сильно пакостящая станочникам:
ИМХО, проблема 3 следствие проблемы 2.
 24.024.0
+
+1
-
edit
 

Mishka

модератор
★★☆
TEvg-2> К тому же слышал что стоимость титановых труб для рамы велика составляет 10% от стоимости готовой рамы на рынке. Хотя чему там стоить? Порезать болгаркой, зачистить концы, сварить в аргоне. Местами нарезать резьбы.

Вот сварить так, чтобы он сохранил свои свойства, а не стал хрусталём, и стоит тех денег. Резьбу нарезать чуть проще.
 24.024.0

U235

старожил
★★★☆
Mishka> ИМХО, проблема 3 следствие проблемы 2.

Не совсем. Скорее там синергизм: липкость - это механическое свойство, а химическая активность - химическое. Но вместе они еще и изрядно усугуб** друг-друга.
Демократия – в аду, на небе Царство  7.07.0

U235

старожил
★★★☆
CrazyMk> Да и про цирконий чего-то впервые слышу.

Цирконий - излюбленный материал атомщиков: прочен, стоек в горячей воде, прозрачен для нейтронов и мало подвержен охрупчиванию в мощных нейтронных потоках. Так что в реакторах из него много что делают несмотря на достаточно высокую его цену.

Кстати цирконий - это химический аналог титана из другого периода таблицы Менделеева. У них много похожих свойств.
Демократия – в аду, на небе Царство  7.07.0

U235

старожил
★★★☆
TEvg-2> Ещё вопрос - варят титан вроде вольфрамовым электродом с использованием титановой проволоки как присадочного материала.

Не только. Существует так же технология сварки титана в вакууме электронным лучом. Вроде как центропланы Ту-160 так варили.
Демократия – в аду, на небе Царство  7.07.0

AXT

инженер вольнодумец

U235> Не совсем. Скорее там синергизм: липкость - это механическое свойство, а химическая активность - химическое. Но вместе они еще и изрядно усугуб** друг-друга.

Не совсем так. Для всех "хороших" металлов, насколько я помню, характерна липкость и ползучесть. Серебро, медь и золото — вообще экстремальные примеры, они ползут при комнатной температуре, хоть температура плавления у них намного выше. Медь вон в качестве смазки в подшипниках применяется, в составе баббитов, например.

Это тебе не сталь, которая вообще металлокерамика по строению :)
 

U235

старожил
★★★☆
AXT> Не совсем так. Для всех "хороших" металлов, насколько я помню, характерна липкость и ползучесть.

Что такое "хороший" металл? Серебро, золото и примкнувшая к ним медь - весьма инертные, а то и благородные металлы. Титан же металл активный, у которого восстановительные свойства очень ярко проявляются. По комплексу химических свойств чистый металл ближе скорее к алюминию, чем к железу и, тем более, меди и серебру.

Или ты про чистоту металлов в противовес по сути композиту, который представляет собой углеродистая сталь? Ну так, собственно говоря, и титан в чистом виде редко используется. Используются обычно титановые сплавы. Ti-Al, Ti-Mo , и тому подобное
Демократия – в аду, на небе Царство  7.07.0

в начало страницы | новое
 
1914: Покушение Гаврилы Принципа на австрийского престолонаследника Франца Фердинанда в Сараево и его жену, послужившее поводом к началу Первой мировой войны. (102 года).
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru