Титановые сплавы в основном подвергают отжигу, закалке и старению, а также химико-термической обработке.

Титан благодаря хорошему сочетанию механических и технологических свойств и высокой коррозионной стойкости находит широкое применение в самых различных отраслях промышленгости: авиакосмической, химическом и нефтяном машиностроении, черной и цветной металлургии, пищевой промышленности и в других отраслях.

Авиационная промышленность была первым потребителем титана. Создание летательных аппаратов со скоростями близкими к скорости звука и превосходящими ее, определило ряд технических и экономических требований к конструкционным материалам, идущим на изготовление корпуса самолета и его обшивки, а также двигателей, которые невозможно было удовлетворить без применения материалов на основе титана. Авиационно-космическая и техника сейчас определяет темпы развития титановой промышленности, хотя доля ее в общем объеме потребления титана постепенно снижается.

Применение титана в химической промышленности, машиностроении и других отраслях народного хозяйства.

Благодаря высокой коррозионной стойкости титан и его сплавы широко используются в химической промышленности: теплообменники и выпарная аппаратура, реакторы, скрубберы, сушилки, разделительные колонны, емкости, насосы, прочее оборудование. Примерно 30% титана расходуется на изготовление коммуникаций из титана, примеяемых в химической промышленности, используется в хлорном производстве.

Широкое применение титан находит в производстве искусственного волокна, красителей, азотной кислоты, синтетических жирны кислот, хлорированных углеводородов, кальцинированной соды, в хлорорганическом синтезе, во многих агрессивных средах.

Большой интерес вызывает применение фасонного литья для изготовления титановых насосов и запорной арматуры. В мировой практике трубы из титана широко применяют в нефтяной промышленности В судостроении с увеличением размеров кораблей требуются все более мощные турбинные двигатели, паровые котлы и конденсаторы. По объему применения титана цветная металлургия занимает второе место среди гражданских отраслей промышленности. Наибольшее распространение титановое оборудование получило на предприятиях кобальтово-никелевой и титаново-магниевой промышлености, а также в производстве меди, цинка, свинца, ртути и других металлов. Титан применяется в качестве элемента, повышающего твердость алюминиевых сплавов, и модификатора, позволяющего получать мелкозернистую структуру металла. Добавки титана повышают качество чугуна и стали. Отдельно или с другими элементами титан применяется как раскислитель при производстве многих низколегированых и углеродистых сталей.

5. БЕРИЛИЙ

Помимо очень высоких удельных прочности и жесткости, бериллий имеет большую теплоемкость, обладает хорошими теплопроводностью и электропроводимостью, демпфирующей способностью и другими ценными свойствами.

Бериллий относится к числу редких металлов. Его добывают из минерала берилла, представляющего собой двойной силикат бериллия и алюминия. Содержание в земной коре бериллия небольшое – 0,0005%. Малая распространенность в природе, сложная и дорогая технология извлечения из руд, получение из него полуфабрикатов и изделий определяют высокую стоимость бериллия. Помимо высокой стоимости, малой пластичности, низкой технологичности и анизотропии свойств к недостаткам следует отнести токсичность бериллия. В связи с этим обработку бериллия на металлорежущих станках проводят в специальных помещениях и в специальных пылезащитных костюмах и масках. При работе с бериллием необходимо тщательно выполнять правила техники безопасности.

По удельным прочности и жесткости бериллий превосходит высокопрочные стали и все сплавы на основе легких металлов Mg, Al и Ti, а по удельной жесткости и металлы, обладающие более высоким модулем упругости (W и Mo). К тому же высокий модуль упругости бериллия мало изменяется при увеличении температуры до 450⁰ С. Вот почему бериллий является одним из лучших материалов для деталей конструкций, где особо важны собственная масса конструкции, жесткость ее силовых элементов. Расчеты показали, что самолет, изготовленный на 80% из бериллия, будет в 2 раза легче, чем из алюминия. При этом на 40% увеличится дальность полета и значительно повышается грузоподъемность самолета.

Бериллий применяют в консолях крыльев, элеронах, тягах управления и других деталях сверхзвуковых самолетов, в ракетной технике из него изготовляют панели обшивки, промежуточные отсеки, соединительные элементы, приборные стойки.

Бериллий обладает большой скрытой теплотой плавления и очень высокой скрытой теплотой испарения. По удельной теплоемкости он в 2,5 раза превосходит алюминий, в 4 раза – титан и в 8 раз – сталь, по электропроводимости и теплопроводности стоит за алюминием, уступая ему в теплопроводности только ~ 12%. Все эти свойства способствуют успешному применению бериллия в качестве теплозащитного материала в ракетной и особенно космической технике (головные части ракет, передние кромки крыльев сверхзвуковых самолетов, оболочки кабин космонавтов).

Применение бериллия как конструкционного материала в атомной технике вызвано его способностью слабо поглощать.

Бериллиевые сплавы

Основные трудности при создании бериллиевых сплавов вытекают из его недостатков: большой хрупкости и высокой стоимости. Главная сложность при легировании бериллия обусловлена малым размером атома бериллия. Большинство элементов, растворяясь в бериллии, искажают его кристаллическую решетку, в результате чего увеличивается его хрупкость. В связи с этим наибольшее распространение получили сплавы бериллия с практически нерастворимым в нем при 20⁰ С алюминием.

Бериллиды – представляют собой соединения бериллия с переходными металлами (Ta, Nb, Zr и другие). Бериллиды имеют высокую температуру плавления ( ~ 2000⁰ С), высокую твердость, жесткость при сравнительно низкой плотности. Однако они очень хрупкие. Из них изготовляют мелкие несложные по форме детали для гироскопов и систем управления.