Titaani rakendused
Titaani kasutamise kõrgest maksumusest tuleneva koormuse vähendamiseks on välja töötatud titaani töötlemise jääktehnoloogia, teiselt poolt on välja töötatud lähivõrgu moodustumine, superplastiline vormimine, täppisvalu ja pulbri metallurgia ning kuum isostaatiline rõhk ja difusiooniühendus. Näiteks pulbri valmistamisel, moodustamisel, paagutamisel või kuuma isostaatilisel rõhu konsolideerimisel töödeldud pulbermetallurgiatooted on peaaegu netovormivad osad, mille materjali kasutusmäär on kuni 80%, mis mitte ainult ei vähenda materjali tarbimist, vaid vähendab ka lõikamiskogust. Näiteks suure õhukese seinaga täppisvalu tehnoloogia rakendamine titaani sulamis muudab titaanist valandite omadused titaani sepistele lähedaseks ja maksumus väheneb umbes 50%.
Titaani ja titaanisulami peamised tarbimisvaldkonnad on kõigepealt lennundustööstus. 1980. aastatel moodustas Ameerika lennundustööstuses kasutatav titaan 74,8% titaani kogutarbimisest. Venemaad, Suurbritanniat ja teisi titaanist materjale kasutati peamiselt lennundustööstuses ning 90% Jaapani titaanist kasutati tsiviiltööstuses. Viimastel aastatel on titaani laialdaselt kasutatud mittekostetööstuses ja lennunduses on endiselt "peamine positsioon". Alates 1952. aastast kasutati titaani mootorikabiini ja tuleseinana Douglas dc-7-l, paljud õhusõidukid on valmistatud titaani sulamist. Titaanist osad mängivad võtmerolli Boeing 757, ülehelikiirusega SR-71 blackbird, F-22 reaktiivlennuk, kosmosesatelliidid ja raketid. Näiteks õhusõiduki ventilaatori ketas ja mootoritera on valmistatud titaanist valanditest ja sepistest.
Titaani teine rakendusväli on seotud selle korrosioonikindluse kasutamisega. Kõige olulisem kogus on kloorleeliste tootmiseks kasutatav elektroodimaterjal. Titaan anoodi kasutusiga on 10 korda suurem kui grafiit anoodil, mis muudab võimsuse kasvu peaaegu 1 korda ja energiasääst on 15%. Naatriumhüdroksiidi aastane toodang on 10000 tonni ja vaja on umbes 5 tonni titaani.
Titaan on olnud hiilgav navigatsioonitööstuse laevaehituses. Endise Nõukogude Liidu toodetud 6-7 3000 tonni tuumaallveelaevade titaanitarbimine on 560 tonni (alfa-klassi allveelaevade titaanitarbimine on üle 908 tonni). Viimastel aastatel on titaan näidanud üles suurt võimu avamere nafta ja gaasi uurimisel ja arendamisel. Alles aastatel 1997–1999 investeeris Euroopa Põhjamere nafta- ja gaasiarendusse 15 miljardit dollarit, mida kasutati 21 peatatud tootmislaeva ja 64 platvormi ehitamiseks. Uue platvormi eluohutussüsteem vajab 50-500 tonni titaani, kiilukujulised stressiliigendid vajavad 50-100 tonni titaani, sissetõmmatavad liftid vajavad 400-1200 tonni titaani ja fikseeritud tõstjad vajavad 1400-4200 tonni titaani.
Energiatööstuses on titaan tuntud kui elektritootmisseadme kondensaator ja soojusvaheti, nagu Taizhou elektrijaam, Shanghai Jinshani soojuselektrijaam ja Zhenhai elektrijaam, millel kõigil on titaanist torukondensaator, titaani tarbimisega umbes 700 tonni. Kõiki titaanist kondenseerijaid kasutatakse Qinshani ja Dayawani tuumaelektrijaamades. Viimastel aastatel on titaani laialdaselt kasutatud ka geotermiliste kaevude geotermilises arengus, mis näitab täielikult oma korrosioonikindlust. Geotermilise soolvee kõrgetemperatuurilises söövitavas keskkonnas tuleb nende lühikese eluea tõttu asendada muud materjalid titaaniga. Titaani eeliseks on see, et see võib parandada soojuse tootmise tootlikkust ja geotermiliste kaevude eluiga. Alates 1990. aastatest hakkasid Ameerika Ühendriigid lõuna-Californias Salton Sea piirkonnas tabama geotermilist kaevu temperatuuriga kuni 300 °C, kuni on kasutatud 227 tonni kuumvaltsitud õmblusteta toru ti-6al-4v-0,1ru sulamist. Hinnanguliselt ulatub geotermilises arengus kasutatava titaani kogus kogu maailmas järgmise kümne aasta jooksul 2400 tonnini. Kui titaani kasutatakse Tiibeti Yangbajingi elektrijaamas, paraneb selle välimus oluliselt.
Avamere nafta- ja gaasipuurimise ning geotermilise arengu peamised sulamid on ti-6al-4veli, Ti-3Al-2,5V, ti-6al-4v-0,1ru, ti-3al-2,5v-0,1ru ja molübdeen, mis sisaldab ti-38644 (ti-3al-8v-6cr-4zr-4mo). Merekinnitused on valmistatud ti-5111 (ti-5al-1sn-1zr-1v-0.8mo) sulamist. Meretehnika vajaduste rahuldamiseks oleme välja töötanud sulamid nagu Ti75, Ti31 ja ti631.
Statistika kohaselt on 200000 kW soojuselektrijaama titaanitarbimine 90 tonni ja tuumaelektrijaama oma 80-100 tonni. On näha, et energias ja korrosioonis kasutatava titaani kogust ei saa ignoreerida.
Golf, biomaterjalid ja autotootmine on kolm paljutõotavat titaani uut rakendust.
Spordi ja vaba aja veetmise valdkonnas on golfivarustuse tarbimise suurenemine üsna dramaatiline. Titaan ei ole sellele väljale sisenenud 1993. aastal ja 1997. aastal kasutatud titaani kogus suurenes 4000 tonnini. Põhjuseks on see, et titaani kasutatakse palliklubina, millel on kõrge tugevus, kerge tekstuur ja keskmine tõus 20-30 meetrit (1 hoov = 0,9144 meetrit) või 15% löögikaugusest. Titaaniklubide välimus lisas 1998. aastal Ameerika Ühendriikides 448 uut staadionit. Mängijate arv on 25 miljonit (ligi pool maailma). 1994. aastal müüdi ainult 500 klubi, 1995. aastal kuni 190000 ja 1997. aastal 1,72 miljonit. Titaanil on suurepärane koht vaba aja veetmiseks, nagu suusad, kelk, jääkirves, jääküünis ja muud ronimisvõimalused.
Titaanil on suurepärane biosobivus, madal paisumistegur, kõrge vastupidavus ja mittemagnetism ning see on suurepärane luu tugimaterjal. Implanteeritud puusaliigese kaal on umbes pool roostevabast terasest ja luukudet saab kasvamisel otse titaanimplantaadile kinni pidada. Titaani sulamit kasutatakse ka põlveliigese ja hambaproteeside rekonstrueerimisel. Statistika kohaselt on meditsiinilisel istutamisel kasutatava titaani kogus igal aastal vahemikus 600-1000 tonni. Lisaks ti-6al-4velile (ülimadala kliirensiga hapnik) töötati välja titaanisulamid, nagu alumiiniumivabad (neeru- ja kopsutoksilisuseta), näiteks titaanisulam (ti-2,75nb-15,2mo-0,34fe-0,18si -0,250) ja kokku 21s (ti-2,9nb-14-9mo-0,09fe-2,9al-0,22si-0,140), Ti-6Al-7Nb.
Odava titaani tootmine ja titaanipulbri töötlemise tehnoloogia arendamine on võimaldanud laiendada titaani kasutamist autotööstusele. Titaanist valmistatud vedrud on hakanud olema Vormel 1 võidusõidul, võidusõidumootorratastel ja kõige arenenumatel Ferrari autodel
