Титан (обозначается в таблице Менделеева литерами Ti от латинского слова Titanium) – это элемент, объединяющий в себе физические свойства алюминия и стального сплава. Высокая антикоррозионная стойкость (сопоставима с данной характеристикой платины), прочность (превышает этот показатель алюминия вдвое) и малая масса (легче стали примерно в два раза) – совокупность этих качеств обусловила тот факт, что ученые стали уделять повышенное внимание данному металлу. В результате титан получил широкое применение в промышленном производстве.
Немного истории
До середины XX столетия ситуация с использованием этого металла выглядела отнюдь не перспективной. Его обработка тогда было весьма сложной и, соответственно, дорогостоящей. Причины такие:
титан начинает плавиться при высокой температуре, достигающей отметки 1660°С;
этот металл обладает высокой вязкостью. Поэтому при механической обработке на станках, он склонен к налипанию на поверхность режущего инструмента.
Но металлургическая отрасль развивается стремительными темпами. С появлением новых технологий процесс обработки титана заметно упростился. Снизилась также его стоимость из-за увеличения объемов производства.
Отечественной промышленностью производится много видов титановых сплавов. Они отличаются содержанием химических элементов. Требования к этому показателю устанавливаются ГОСТом 19807-91. В таблице указаны численные значения данного параметра касательно основных компонентов каждой указанной марки металла.
Обозначение марки
Химический элемент и его массовая доля, %
С
N
H
О
Fе
Sі
Zr
Мо
V
Аl
40
0,07
0,04
0,006
0,14
0,25
0,12
0,3
----
0,5-2,5
1,5-3,5
37
0,05-0,14
0,2-1,0
1,5-2,5
----
4,3-6,3
27
0,1
2,0-3,0
----
0,7-1,5
3,0-4,2
19
0,08
0,2
1,0-2,5
----
----
5,0-6,5
14
0,1
0,15
0,25
0,3
1,8-3,5
0,5-2,5
3,5-5,6
5B
0,06-0,14
0,13
0,1
0,7-2,0
1,0-1,9
4,7-6,3
2B
0,07
0,12
0,2
0,1
----
----
1,0-2,0
1,5-2,5
M
0,1
0,15
0,25
0,12
0,3
----
----
3,5-5,0
AT3
0,05
0,008
0,2-0,5
0,2-0,4
----
----
2,0-3,5
ПТ-3B
0,04
0,006
0,25
0,12
0,3
----
1,2-2,5
3,5-5,0
ПT-7M
2,0-3,0
----
----
1,8-2,5
ПT-1M
0,07
0,12
0,2
0,1
0,3
----
----
0,2-0,7
BT22
0,1
0,05
0,15
0,18
0,5-1,5
0,15
4,0-5,5
4,0-5,5
4,4-5,7
BT20
0,15
0,25
1,5-2,5
0,5-2,0
0,8-2,5
5,5-7,0
BT14
0,3
2,5-3,8
0,9-1,9
3,5-6,3
BT9
0,2-0,35
1,0-2,0
2,8-3,8
----
5,8-7,0
BT8
0,3
0,2-0,4
0,5
BT3-1
0,2-0,7
0,15-0,4
2,0-3,0
5,5-7,0
BT6c
0,04
0,25
0,15
0,3
----
3,5-4,5
5,3-6,5
BT6
0,05
0,2
0,6
0,1
----
3,5-5,3
5,3-6,8
BT5-1
0,15
0,3
0,12
----
1,0
4,3-6,0
BT5
0,2
0,8
1,2
4,5-6,2
OT4
0,012
0,15
----
----
3,5-5,0
OT4-1
1,5-2,5
OT4-0
0,4-1,4
BT1-2
0,15
0,01
0,3
1,5
0,15
----
----
BT1-0
0,07
0,04
0,2
0,25
0,1
----
BT1-00
0,05
0,008
0,1
0,15
0,08
----
Элементы обозначены так же, как в таблице Менделеева.
Титановые сплавы для изготовления крепежа
Для выпуска крепежных элементов наиболее подходят две разновидности титансодержащего сырья. Коротко рассмотрим их.
Технически чистый титан (международной классификацией установлено его четыре группы: Titan grade 1 – 4) не содержит примесей. Из них самым востребованным является металл Титан Grade 2. На отечественном рынке его представляет марка BТ1-0. Этот титан технический характеризуется высокой прочностью. По данному показателю он идентичен стали, прочностные характеристики которой соответствуют требованиям класса 8.8. Если же говорить о весе, то здесь решающую роль играет плотность материалов. Поскольку ее уровень у титана в два раза ниже, чем у стали, соответственно во столько же раз его масса меньше. Titan grade 2 демонстрирует хорошую устойчивость при контакте с большинством агрессивных сред, начиная с ортофосфорной (Н3РО4) и серной (Н2SО4) кислоты, включая хлорид железа FеСl2 и хлор влажный, и заканчивая азотной кислотой (НNО3) и морской водой. Более того, даже кислота плавиковая (НF) этому металлу не страшна.
Титановый сплав Titanium Grade 5. Яркий представитель этой группы на отечественном рынке – сплав деформируемый марки BТ6. По сравнению с чистым титаном, коррозионная устойчивость Titanium Grade 5 ниже, но его прочностные характеристики лучше. Собственно, поэтому изготовленные из этого металла крепежные используются там, где предполагается воздействие особо высоких нагрузок. Но, конечно же, они способны выполнять свои функции в условиях контакта с агрессивной средой и при повышенных температурах. Сплав Titanium Grade 5 по прочности превосходит нержавеющую сталь АІSІ 316 (A4) в четыре раза, а его плотность в два раза меньше. Совокупность этих качеств обусловила применение данного сплава при необходимости соблюдения следующих требований:
небольшой вес собранной конструкции;
повышенная устойчивость крепежных деталей к воздействию разрушающих нагрузок, работающих на растяжение либо на срез;
созданный объект должен иметь повышенные прочностные характеристики. Эти требования актуальны для многих сфер промышленного производства, в число которых входят химическая отрасль, прокладка и последующая эксплуатация газо- и нефтепроводов, постройка морских судов и космических аппаратов, авиационная промышленность.
Ассортимент крепежа из титана
Титановые сплавы выступают в качестве сырья для изготовления метизов следующих видов:
винтов. Отличаются эти детали конфигурацией головки. Она может быть выполнена:
в виде невысокого цилиндра, полусферы;
как полупотайная конструкция или предусматривающая установку полностью под потай;
в форме шестигранника;
с различными шлицами, начиная с плоского, включая шестигранный и заканчивая крестообразным;
шайб. Номенклатура таких элементов на отечественном рынке очень широкая. Наибольшее распространение получили шайбы, в том числе из титановых сплавов, следующих типов:плоские, выполненные в виде круга или квадрата;
пружинные. В эту группу входят т.н. гроверы, а также двухвитковые круглые разрезные шайбы. Они характеризуются расположением торцов в различных плоскостях;
кузовные. Их отличием от обычных плоских шайб являются увеличенные размеры полей. Такое конструктивное решение обеспечивает надежный контакт с поверхностью установочного основания и, одновременно уменьшает величину удельного давления, что предотвращает его возможное деформирование;
болтов. В качестве основного критерия, служащего для подразделения болтов на виды, тоже выступает конфигурация шляпки. Она бывает не только с шестью гранями, но может иметь цилиндрическую и даже конусообразную форму. Кроме того, очень популярны болты, у которых головка оснащена фланцем;
саморезов. Производятся такие титановые метизы с полусферической, цилиндрической шляпкой, а также с головкой под потай. Особое конструктивное решение предусмотрено для крепления саморезами изделий из хрупких материалов. У них шляпка с пресс-шайбой;
гаек. Наиболее востребованы гайки следующих видов:
традиционные шестигранные;
с дополнительными элементами в виде ушек/лепестков. Называются «барашковыми»;
с внутренним пластмассовым либо полиамидным кольцом – «самоконтрящиеся»;
с глухим отверстием и торцевой поверхностью, выглядящей в виде полусферы – «колпачковые»;
шпилек. Эти крепежные детали принято подразделять на две большие категории:
шпильки с полной резьбой. По названию понятно, что витки резьбы накатаны по всей длине стержня;
шпильки с гладкой срединной частью.
Кроме того, на торце небольшого по размерам такого крепежного элемента может иметься шлиц. Но тогда это будет уже не шпилька, а т.н. установочный винт.
Заключение
Производят титановый крепеж из проволоки, изготовленной, преимущественно из таких сплавов, как BT1-00 и BT6. Кроме того с этой целью используются стержни, а также прутки, прошедшие процедуру отжига. Наибольшее распространение получили технологии высадки (уменьшение длины заготовки с одновременным увеличением ее толщины), экструзии и ковки. Но существует и другая методика, предусматривающая производство крепежных элементов из полуфабрикатов, которые уже прошли этап термического упрочнения. Реализуется она путем их механической обработки. Заключительные этапы данной технологии – дисперсионное твердение и старение. В результате титановый крепеж обретает заданные свойства.
Внимание! Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и, ни при каких условиях, не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) ГК РФ
Заявка онлайн
