Титан (Ti, лат. titanium) - относиться к одним из самых распространённых химических элементов и принадлежит к 4-й группе периодической таблицы. Представляет собой лёгкий прочный металл серебристо-белого цвета. Он находится на 9-м месте среди природных элементов, его содержание в земной коре составляет 0,57 %, а в морской воде — 0,001 мг/л по массе. При этом в земной коре титан почти всегда четырёхвалентен и присутствует только в кислородных соединениях. В свободном виде он не встречается. Титан в условиях выветривания и осаждения имеет геохимическое сродство с оксидом алюминия (Al2O3). Он концентрируется в бокситах коры и в морских глинистых осадках. Минералы титана устойчивы к выветриванию и образуют крупные концентрации в россыпях. Всего известно, более 100 минералов, содержащих титан, среди них наиболее распространены: рутил, ильменит, титаномагнетит, перовскит, титанит.
Титан отличается целым рядом существенных преимуществ перед другими металлами. В первую очередь высокой коррозионной стойкостью. Коррозийный процесс в титане могут запустить только самые агрессивные химические вещества — концентрированная серная, плавиковая и ортофосфорная кислоты. Применительно к изготовлению ножей ключевую роль играет и его высокая прочность — титан по прочности равен самым высококачественным сортам стали, не смотря на свою относительно низкую плотность. Изделия из титана также обладают очень небольшим весом, сравнимым с весом алюминия.
Титанит. Источник фото: https://stonemystery.ru/kamni-ot-a-do-ya/titanit.html#gallery-2
Главной проблемой применения титана является сложность его производства. При фрезеровке на высоких скоростях титан вступает в реакцию и начинает налипать на режущий инструмент и спаиваться с ним, приводя к быстрому износу инструмента. Для преодоления этой проблемы используют два основных метода: азотирование и оксидирование. При азотировании нагретую деталь из титана держат в азотном газе в течении суток. Этот метод позволяет покрыть поверхность элемента нитридной пленкой, придающей титану особую твердость. И как следствие получить повышение износостойкости титановой детали. Еще один метод, позволяющий повысить свойства металла – это оксидирование. Титановую деталь нагревают в течение длительного периода, чтобы на ее поверхности возникла оксидная пленка. Она плотно покрывает верхний слой металла, не пропуская внутрь воздух. Шлифовка титана также представляет сложность, так как сильно искрит на высоких скоростях и требует частой замены шлифовальных лент.
Источник фото: https://stankiexpert.ru/stanki/tokarnye/obrabotka-titana-na-tokarnom-stanke.html
Сложность обработки титана приводит к существенному увеличению его цены, которая в среднем в три раза выше стали и не позволяет использовать его повсеместно. Тем не менее изделия из титана применяются в различных отраслях. В химической промышленности используются титановые ёмкости, трубопроводы и насосы. В медицине титановые протезы и различные биоматериалы. В авиационной и ракетной промышленности изготавливают различные детали самолетов и ракет.
Источник фото: https://cvetnoiprokat.ru/uslugi/izgotovlenie-detalej-iz-titana
Чистый титан практически не применяется в промышленности. Чаще всего используются сплавы с различными металлами, в первую очередь алюминием и ванадием. Применяемый в промышленности титан делиться на несколько категорий, в зависимости от его фазового состояния. При нагреве до температуры 880±20° он находиться в виде альфа-фазы и имеет гексагональную кристаллическую решетку. При более высоких температурах титан переходит в бета-фазу, имеющую решетку объемноцентрированного куба. В соответствии с этим промышленные сплавы делятся на: альфа сплавы (условное обозначение ТА), бета сплавы (TB) и альфа - бета сплавы (ТС).
Источник фото: https://moscow.promportal.su/goods/36917933/polosa-titanovaya-10h700-mm-ot4-gost-22178-76.htm
Альфа сплавы титана наиболее твердые, самые дорогие и используются для создания прочных конструкций, например для изготовления рам велосипедов. Для альфа-фазы алюминий является единственной легирующей добавкой, которая, увеличивая прочность сплава, не снижает резко его пластичность. Другие стабилизаторы — кислород, азот и углерод — даже в небольших количествах приводят к резкому повышению прочности и снижению пластичности титана. Сплавы титана с алюминием содержат до 7% алюминия и производятся при температурах до 850°.
Источник фото: https://velojournal.net/dorogo-i-nadezhno-podborka-titanovykh-graviynykh-velosipedov
Существуют и сплавы на основе бета-титана. Однако они обладают низкой термостабильностью, не подходят для использования при высоких температурах и редко применяется в промышленности.
Наиболее распространенными являются альфа-бета сплавы титана. Самым популярным из них считается сплав Ti6AL4V, используемый в промышленности для изготовления различных рам, труб и крепежных деталей. Он формируется в виде альфа-фазы с кристаллической структурой плотно упакованных равных сфер и бета-фазы с кубической кристаллической структурой. В его состав входят - 6 % алюминия, 4% - ванадия и 90% титана. Алюминий в этом сплаве отвечает за стабилизацию альфа-фазы, а ванадий — бета-фазы. Твердость Ti6AL4V составляет порядка 47 единиц по шкале Роквелла. Сплав имеет плотность 4500 кг/м³ и прочность на разрыв более 900 МПа.
В ножевой индустрии титан может подвергаться самой разнообразной обработке, которая способствует как увеличению его функциональных качеств, так и эстетической красоты. В честности титан поддается различным видам пескоструйной обработки, галтовки, травления, полировки. В настоящее время на рукоятках ножей чаще всего используют галтовку (стоунвош) или травление в самые разнообразные цвета. Рукоятка из титанового сплава позволяет использовать любые виды замков, но в первую очередь фрейм-лок, на который в обязательном порядке монтируется проставка из закаленной стали (т.н. «сухарь»). Он предотвращает залипание замка и дает возможность пользоваться ножом долгие годы.
Источник фото: https://www.nozhikov.ru/product/skladnoy-nozh-0095-titan
Еще одним вариантом применения титана в ножевой индустрии стала разработка американскими специалистами так называемого «титанового дамаска», выпускаемого под маркой Timascus. Материал состоит из нескольких видов титановых сплавов по аналогии создания дамасской стали. В частности, для его изготовления применяются сплавы CP-Ti и Ti6Al4V. Соединение материалов происходит путем сварки в вакууме с использованием плавиковой и азотной кислот. Полученный материал обладает уникальным рисунком и устойчивостью к коррозии. Он позволяет изготавливать больстеры, навершия и другие элементы рукоятей на ножах с фиксированным клинком, и целые плашки рукоятей для складных ножей.
Источник фото: https://www.nozhikov.ru/product/skladnoy-nozh-ckf-terra-damasskaya-stal-rukoyat-timaskus
Титановые сплавы за последнее столетие стали символами развития металлургических технологий и внесли свой уникальный вклад в самые разные отрасли. Для ножевой индустрии титан стал символом надежности, легкости и премиального качества любого изделия.
