Tytan i stopy tytanu

Tytan jest metalem stosowanym wszędzie tam, gdzie od konstrukcji czy produktu wymaga się ponadprzeciętnych parametrów. Jest też odporny na korozję, co pozwala na jego wykorzystanie w warunkach podwyższonej wilgotności i w otoczeniu powietrza atmosferycznego. Metal ten tworzy również stopy, które zyskują określone cechy fizyczne pożądane w konkretnych branżach.

Cały asortyment dostarczymy w postaci:
pręty okrągłe	blachy	taśmy	rury	płaskowniki	druty

Właściwości tytanu

Tytan cechują przede wszystkim bardzo wysoka wytrzymałość mechaniczna i sprężystość. Metal ten ma niską gęstość, charakteryzuje się sztywnością i odpornością na rozciąganie. Jednocześnie jest o 40% lżejszy od innych stopów metali o podobnych parametrach. Jest to cenna cecha wykorzystywana między innymi przez przemysł stoczniowy, lotniczy czy w protetyce medycznej.

Tytan ma też niski współczynnik przewodzenia ciepła i jest metalem niemagnetycznym. Topnienie zachodzi w temperaturze 1668°C. Nie atakuje go korozja, dlatego sprawdza się w instalacjach wodnych, wymiennikach ciepła czy przy odsalaniu wody. Współczynnik rozszerzalności cieplnej tytanu jest o połowę mniejszy od aluminium. Metal ten ma wysoką twardość, dlatego, jest stosunkowo trudny w obróbce.

Właściwości chemiczne tytanu to między innymi odporność na korozję porównywalna z platyną. Ma też dobrą odporność na działanie wielu rozcieńczonych kwasów, gazowego chloru, wody morskiej i roztworów zasadowych.

Tytan i azot w temperaturze powyżej 800°C wchodzą w gwałtowną reakcję, w której wyniku powstaje azotek tytanu. Tlen w kontakcie z tytanem tworzy na nim warstwę pasywacyjną, dodatkowo chroniącą przed korodowaniem.

Stopy tytanu

Tytan to pierwiastek stopowy. Oznacza to, że dobrze łączy się z innymi metalami, tworząc różne materiały o odmiennych cechach fizycznych. Czysty tytan występuje w dwóch odmianach alotropowych:

Ti-α krystalizujący w układzie heksagonalnym do temperatury 882°C,
Ti-β krystalizujący w układzie regularnym przestrzennie centrowanym w temperaturze powyżej 882°C.

Pierwsza odmiana charakteryzuje się pojemnością cieplną wzrastającą wprost proporcjonalnie do temperatury. W odmianie Ti-β pojemność cieplna jest stała.

Stop tytanu może być połączeniem tego metalu z wieloma różnymi pierwiastkami. Dzieli się je na trzy kategorie:

jednofazowe stopy α – z pierwiastkami takimi jak glin, węgiel, tlen i azot (główny element stopowy stopu tytanu to aluminium),
dwufazowe stopy α + β – z pierwiastkami takimi jak molibden, niob i wanad (typ izomorficzny) oraz chrom, mangan, miedź, żelazo i krzem (typ eutektoidalny),
jednofazowe stopy β – z pierwiastkami takimi cyrkon i cyna.

W chirurgii kostnej stosuje się głównie Protasul 64WF. Jest to nazwa handlowa stopu tytanu nowej generacji o strukturze dwufazowej i składzie Ti-6Al-4V. Do nowych stopów zalicza się Protasul R100 (Ti-6Al-7Nb), a także dwufazowe Ti-6Al-(3-6)Nb-(1-6)Ta i Ti-5Al-2,5Fe.

Zastosowanie tytanu i jego stopów

Tytan i jego stopy mają szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Kucie, walcowanie i obróbka cieplna pozwalają kształtować stop tytanowy w różne formy handlowe. Mogą to być elementy takie jak pręt, rura, blacha, taśma czy drut. Zależnie od typu stopu i formy elementów są one wykorzystywane w przemyśle do różnych zastosowań.

Odbiorcą elementów ze stopów tytanowych jest przemysł chemiczny. Buduje się w nim instalacje technologiczne przeznaczone do odsalania czy odsiarczania spalin, elementy skraplaczy, kondensatorów pary, oczyszczania ścieków.

Z tytanu korzysta też przemysł celulozowy, motoryzacyjny, mechaniczny, maszynowy, kosmiczny i medyczny. Nie może się bez niego obejść również lotnictwo – elementy tytanowe zawiera każdy samolot. Metal ten można wykorzystywać do produkcji elementów takich jak silnik.

Tytan uzupełniony o inne metale jest elastyczny i ma pamięć kształtu. Jednocześnie jest nietoksyczny i nie wywołuje alergii. Dlatego doskonale sprawdza się w implantologii. Ze stopów tytanu produkuje się implanty stomatologiczne, ale też śruby chirurgiczne przeznaczone do spajania kości czy elementy zastępujące ich uszkodzone fragmenty.