Kas ir titāna sakausējums?

Vienīgais tipiskais tīra titāna pielietojums ir ortopēdiskie un zobu implanti, savukārt neskaitāmos citos titāna lietojumos, tostarp aviācijas un kosmosa inženierijā, augstas temperatūras dzinējos, medicīnas un jūras apstrādē un sporta aprīkojumā, tiek izmantots titāna sakausējums. Daudzi citu metālu sakausējumi satur arī nelielu daudzumu titāna, taču tos neuzskata par titāna sakausējumiem, ja vien titāns nesastāda vielas lielāko daļu.

Titānu bieži uzskata par brīnummetālu tā augstās izturības un viegluma dēļ. Apmēram tikpat izturīgs kā tērauds un divreiz stiprāks par alumīniju, titāns ir par 45% vieglāks nekā tērauds un tikai par 60% smagāks par alumīniju. Tā priekšrocība ir arī tā, ka tā nereaģē ar cilvēka ķermeni, padarot to ideāli piemērotu medicīniskiem implantiem, piemēram, tapām, kas satur kopā lauztus kaulus. Tomēr tā augstās izmaksas ir ierobežojušas tā izmantošanu.

Titāns ir samērā izplatīts Zemes garozā, veidojot aptuveni 0.57% (9. izplatītākais elements), taču tā ieguve no rūdām — minerāliem Rutila (TiO2), Ilmenīta (FeTiO3) un Sfēna (CaTiSiO5) — var būt dārga. lielās nepieciešamās siltuma padeves dēļ. Elementārais titāns pirmo reizi tika izolēts tīrā veidā 1910. gadā, kad Metjū A. Hanters uzsildīja TiCl4 ar nātriju 800°C (1472°F) temperatūrā.

Ir 38 izplatīti titāna sakausējuma veidi, bet tipiskais maisījums ir 90% titāna, 6% alumīnija un 4% vanādija. Šis maisījums tiek saukts par 5. pakāpi. Ir titāna 1. līdz 38. pakāpe, un 38. pakāpe ir visjaunākā. Atzīmes nenorāda izturību vai kaut ko citu, tās tiek izmantotas tikai ērtai atsaucei, lai gan agrākās pakāpes bija pirmās, kas tika plaši ražotas. 5. pakāpes titāns ir pazīstams arī kā Titanium 6AL-4V, kas tiek uzskatīts par piemērotu militārām vajadzībām. Šīs klases titāna sakausējums ir stabils lietojumos līdz 400°C (752°F), stereotipiski pielietojot lidmašīnu turbīnas, kuras ļoti ātri griežas un ļoti uzkarst.

Papildus tam, ka titāna sakausējums tiek plaši izmantots militārajā aparatūrā, to var atrast arī augstākās klases automašīnu, piemēram, Porsche un Ferrari, savienojošajos stieņos. Šo metālu klātbūtne ir daļa no tā, kas var padarīt šīs automašīnas tik dārgas, bet arī uzticamas un spējīgas braukt ar lielu ātrumu. Līdzīgs augstākās klases materiāls, kas atrodams augstākās kvalitātes produktos, ir oglekļa šķiedra.