Експертиза титану

2 Практична частина

2.1 Стандарти титану

Плита з титанового сплаву марки OT4-1 товщиною 32 мм, шириною 1500 мм і довжиною 4600 мм повинна відповідати вимогам ГОСТ 23755-79.

Плити повинні виготовлятися відповідно до вимог цього стандарту за технологічним регламентом, затвердженим у встановленому порядку, з титану марок ВТ1-00, ВТ1-0 і титанових сплавів марок ОТ4-0, OT4-1, ОТ4, ВТ5-1, ВТ6, ВТ14, ВТ20, ПТ-ЗВ і відповідати вимогам ГОСТ 19807-74 за хімічним складом.

Хімічний склад листів з титану марок ВТ1-00, ВТ1-0 і титанових сплавів марок от4-1, від 4-0, от4, ВТ5-1, ВТ6, ВТ6С, ВТ14, ВТ20 повинен відповідати вимогам ГОСТ 19807 або ОСТ1 90013.

Прутки виготовляють з титану марок ВТ1-00, ВТ1-0 і титанових сплавів марок от4-0, від 4-1, от4, ВТ5, ВТ5-1, ВТ6, ВТЗ-1, ВТ9, ВТ 14, ВТ20, ВТ22 з хімічним складом по ГОСТ 19807-74, з титану марки ВТ1-2 і титанових сплавів марок ВТ6С, ВТ8, АТЗ з хімічним складом по нормативно-технічної документації.

Труби повинні виготовлятися відповідно до вимог ГОСТ 24890-81з титану марок ВТ1-00, ВТ1-0 і титанового сплаву марки от4-0 з хімічним складом по ГОСТ 19807-74.

Цей стандарт встановлює марки титану і титанових сплавів деформівних, призначених для виготовлення напівфабрикатів (листів, стрічок, фольги, смуг, плит, прутків, профілів, труб, поковок та штампованих заготовок) методом деформації, а також злитків. Вимоги цього стандарту є обов'язковими.

2.2 Актуальність дослідження титану

Актуальність дослідження та експертизи алюмінію полягає в встановленні вартості товару, який виготовленний з даного матеріалу. Для цього проводиться цінова та товарознавча експертиза.

Цінова експертиза проводиться з метою визначення споживчої вартості товарів. Її головними завданнями є:

-         визначення належності та споживчої якості, представленого на дослідження товару;

-         визначення товарних властивостей відповідно до нормативних документів;

-         визначення оптової ціни наданого на дослідження товару;

Товарознавча експертиза проводиться з метою визначення вартості товару на підставі його якісних показників, основних властивостей, факторів, виду товару, його призначення, найважливіших споживчих характеристик, стану, наявності дефектів, марки і сорту.

Головними завданнями товарознавчої експертизи є:

-         визначення митного найменування товару згідно УК ДЗЕД;

-         визначення якості показників товару, що впливає на його вартість;

-         визначення оптової вартості товару;

2.3 Товарна та цінова експертиза титану

Ціна - ось що сьогодні гальмує виробництво і споживання титану. У земній корі його багато - 0,63%. Дорога ціна - наслідок надзвичайної складності витягування титану з руд. Незважаючи що титан дорогий, заміна їм більш дешевих матеріалів у багатьох випадках виявляється економічно вигідною.

З метою зниження собівартості титану в усьому світі безперервно ведуть численні дослідницькі роботи, спрямовані на вдосконалення існуючої технології виробництва титану, а також на розробку способів прямого вилучення металу з руд. Щорічно видаються десятки патентів на нові методи отримання металевого титану, на модифікацію вже відомих технологічних операцій. Однак ці нові методи не в змозі конкурувати з відомими промисловими способами, а пропоноване вдосконалення останніх не настільки істотно, щоб відчутно знизити вартість титану.

Зменшення вартості на вилучення титану з руд дозволяє знижувати ціни на титанові напівфабрикати: на листи, труби, прудко, гнуті профілі тощо Останнє зниження цін на напівфабрикати було в 1975 році, в результаті чого ці вироби стали коштувати в середньому на 25 відсотків дешевше.

І все ж вартість титану знижується не так швидко, як хотілося б, і у цього є об'єктивні, поки ще непереборні причини. Але, може бути, і при існуючому рівні цін є яка-небудь можливість здешевити обладнання.

Не у всіх випадках так вже необхідно, щоб апаратура була виготовлена ​​повністю з титану. Нерідко досить і того, що стійкий проти корозії метал буде захищати тільки внутрішню її поверхню, тільки ті місця, які стикаються з агресивним середовищем. Основна ж маса конструкції може бути виготовлена ​​зі звичайної сталі, міцність якої достатня, щоб витримувати великі тиски. Таким чином досягається оптимальний варіант використання титану, який незначно здорожує вартість обладнання.

              Але зварювання титану з іншими металами, повторюємо, практично неможлива. Існує кілька методів. Коли обладнання не призначено для роботи при високих температурах і не піддається впливу вакууму, поверхня його футерують (тобто викладають) тонким шаром титану. Але футероване устаткування не можна застосовувати при температурах вище 100 градусів, тому що при нагріванні сталь розширюється значно більшою мірою, ніж титан, що і призводить до пошкодження футерованої конструкції. Крім того, наявність зазору між футеровкоюі кожухом не дозволяє застосовувати таке обладнання в процесах, пов'язаних із впливом вакууму.

              У цьому випадку для виготовлення обладнання використовують двошаровий метал титан - сталь, де шар титану становить від однієї двадцятої до однієї п'ятої частини від всієї товщини металу. І тут шар титану забезпечує корозійну стійкість, а більш дешевий матеріал - задані механічні характеристики. Титан і сталь з'єднують один з одним за допомогою вибухової хвилі або методом прокатки у вакуумі. У результаті матеріали пов'язані між собою не просто механічно, а фізично, що призводить до поліпшення теплопередачі і дозволяє устаткуванню з двошарового металу витримувати повторюють нагріви до 500 і більше градусів і загартування у воді.

              Інший шлях зниження вартості титанових виробів - виготовлення їх методом фасонного лиття. Заміна поковок фасонними виливками знижує витрату металу в три рази, зменшує трудомісткість механічної обробки. Методом лиття виготовляють запірну арматуру, частини насосів, приладів, деталі, які використовують у машинобудуванні.

              У промисловості при виробництві та обробки титану утворюється велика кількість відходів, що складаються з титанової губки, стружки, обрізків, шматків, брухту. Основна маса цих відходів не використовується, а накопичується на підприємствах, де відходи різних сплавів перемішуються один з одним і забруднюються. Фахівці вже давно замислюються над тим, як використовувати цей метал.

              Найбільш доцільно переробляти відходи титану у вторинні сплави. Ці сплави дещо поступаються основним по однорідності, міцності та іншими механічними характеристиками. Забрудненість домішками призводить до того, що їх стійкість проти корозії нижче, ніж у серійних сплавів, і тим не менш вторинні титанові сплави в достатній мірі міцні і корозійностійкі. Їх можна з успіхом і великою користю застосовувати в хімічній, нафтопереробній, легкої, харчової промисловості.

              Зараз ведуться дослідно-промислові розробки вторинних сплавів і виробів з них, одержуваних методом лиття. Вторинні титанові сплави у багатьох агресивних середовищах по своїй корозійної стійкості незначно поступаються первинним сплавів, а в деяких середовищах навіть перевершують їх. Що ж до їх вартості, то при широкому виробництві вони будуть дешевші первинних на 25-30 відсотків.

2.4 Дефекти титану

  Дефекти в кристалах — порушення періодичності кристалічної структури в реальних монокристалах. У структурах кристалів, що ідеалізуються, атоми займають строго певні положення, утворюючи правильні тривимірні грати (кристалічні решітки). У реальних кристалах (природних і штучно вирощених) спостерігаються зазвичай різні відступи від правильного розташування атомів або іонів (або їх груп). Такі порушення можуть бути або атомарного масштабу, або макроскопічних розмірів, помітні навіть неозброєним оком.

Дефекти металів, недосконалість будови металів і сплавів. Дефекти металів погіршують їх фізико-механічні властивості (наприклад, електропровідність, магнітну проникність, міцність, щільність, пластичність). Розрізняють дефекти металів тонкої структури (атомарного масштабу), наприклад, вакансії і ін., грубіші — субмікроскопічні тріщини, що утворюються по межах блоків кристала і на його поверхні. Ще грубіші дефекти металів — мікро- і макроскопічні дефекти, що є порушеннями суцільності або однорідності, утворюються в металі внаслідок недосконалості технології і низької технологічності багатокомпонентних сплавів, що вимагають особливо точного дотримання режимів на кожному етапі їх виготовлення і обробки.

  Дефекти, що зустрічаються в металевих виробах і напівфабрикатах, розрізняються за розмірами і розташуванням, а також за своєю природою і походженням. Вони утворюються при плавленні металу і отриманні виливки (неметалічні і шлакові вкраплення, усадочні раковини, рихлість, газова пористість, плівки і  т.д.), при обробці тиском , в результаті термічної, хіміко-термічної, електрохімічної і механічної обробки (тріщини, зневуглецювання і  т.д.), в процесі з'єднання металів — при зварці, паянні, клепанні і  т.д. (непроварення, непропай, тріщини, корозія і  т.д.). Крім того, дефекти в напівфабрикатах і готових виробах можуть виникати при їх зберіганні, транспортуванні і експлуатації (корозійні дефекти і ін.).

За характером дефекти можуть бути: місцевими (різні порушення щільності — пори, раковини, тріщини, розшарування, флокени, та ін.); розподіленими в обмежених зонах (ликваційні скупчення, зони неповного гартування, зони корозійного ураження, місцеве наклепування); розподіленими за всім обсягом виробу або по його поверхні (невідповідність хімічного складу, структури, якості механічної обробки).

   Місцеві дефекти, локалізовані в обмеженому об'ємі, можуть бути точковими, лінійними, площинними і об'ємними. По розташуванню вони розділяються на зовнішні (поверхневі і підповерхневі) і внутрішні (глибинні).Дефектами в прикладному, технічному розумінні слід рахувати такі відхилення від нормальної, передбаченої стандартами якості, які погіршують робочі характеристики металу або виробу і призводять до зниження сортності або бракування виробів. Проте не кожний дефект металу вважається дефектом виробу; відхилення від нормальної якості металу, які не істотні для роботи даного виробу, не повинні вважатися для нього дефектами. Відхилення від нормальної якості, що є дефектами для виробів, що працюють в одних умовах (наприклад, при втомному навантаженні), можуть не мати значення при інших умовах роботи (наприклад, при статичному вантаженні). Якість металу і раціонально виготовленого з нього виробу може бути підвищена при повному виключенні найбільш небезпечних дефектів (тріщин, раковин, розшарувань, флокенів і ін.) і зниженні до деякого мінімуму інших дефектів, що являють меншу небезпеку в конкретних умовах експлуатації даного виробу. Висока якість металу і виробів, що виготовляються з нього, може забезпечуватися двома шляхами: вдосконаленням технології з метою виключення можливості появи дефектів і вдосконаленням методів контролю якості металу з метою виявлення дефектів і відбракування дефектних заготовок, напівфабрикатів і виробів. Контроль якості металу здійснюється методами хімічного, спектрального, рентгеноструктурного і металографічного аналізу, що дозволяють виявити відхилення від заданого складу і структури. Ці методи, як правило, вимагають зняття спеціальних проб металу, які приводять до пошкодження або руйнування контрольованих виробів і тому використовуються виключно для вибіркового контролю їх якості. Надійніший контроль дефектів металу, що є порушенням його суцільності або однорідності, здійснюється за допомогою фізичних методів контролю, який не руйнує заснованих на дослідженні змін фізичних характеристик металу. При остаточному рішенні питання про відповідність якості заготовки або виробу заданому необхідно враховувати не лише кількість, розміри, розташування і характер виявлених дефектів, але і конкретні умови вантаження виробу і окремих його зон в експлуатації.

Заключення

              Значення металів в людському суспільстві все більше зростає. Переворот у техніці відбувається з інтенсивним розвитком алюмінієвої і магнієвої промисловості. В останні десятиліття людство отримало в своє розпорядження групи рідкісних металів. І ось вже в наші дні, в останні роки на авансцену історії «піднімається» новий промисловий метал - титан.

              Титан з більшим правом, ніж алюміній, можна назвати металом нашого століття, точніше - другої його половини, тому що цей новий конструкційний матеріал вперше стали виробляти і використовувати тільки в п'ятдесяті роки.               Втім, титан так і називають: «метал 20 століття». І як багато значень у слова «титан», так багато епітетів і найменувань у самого металу. «Вічний», «парадоксальний», «метал надзвукових швидкостей,« метал майбутнього » -ось тільки деякі з них.

              Титан називають металом майбутнього. Це, звичайно, правильно. У майбутньому з'являться нові галузі застосування чудового матеріалу, люди створять сплави з ще більш дивними властивостями. Але ж майбутнє починається сьогодні, майбутнє і сьогодення не окремими непрохідною кордоном.

              Титан вже давно став матеріалом сучасності - цінним, важливим і необхідним. Більше того, широке, повсюдне його застосування як раз дозволить швидше наблизити щось світле і прекрасне майбутнє, про яке ми всі мріємо.

Список використаних джерел

              1. Титановые сплавы. Плавка и литье титановых сплавов /

[под ред. Н. Ф. Аношкина, С. Г. Глазунова, Е. И. Моро-

зова и др.]. – М. : Металлургия, 1978. – 382 с.

              2. Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов /

[под ред. Н. Ф. Аношкина, Г. А. Бочвара, В. А. Ливано-

ва и др.]. – М. : Металлургия, 1980. – 452 с.

20