Svojstva i upotreba titanovog željeza

Atomska težina titana je 47,90. Vanjska elektronička struktura je 3d4s. Talište 1667 stupnjeva. Vrelište 3285 stupnjeva. Gustoća (20 stupnjeva) 4,5 g/cm3. Titan ima relativno aktivna kemijska svojstva i može tvoriti stabilne spojeve s kisikom, dušikom, sumporom i ugljikom.
Titanijevo željezo se koristi kao deoksidizator, degazator i stabilizator sumpornog ugljika u proizvodnji čelika. Proizvodnja mrtvog čelika pomoću deoksidacije titana može smanjiti segregaciju u gornjem dijelu čeličnog ingota, poboljšati kvalitetu čelika i povećati iskorištenje čeličnog ingota. Titan se može spojiti s dušikom otopljenim u rastaljenom čeliku kako bi se stvorio stabilni titanijev nitrid, koji može eliminirati štetne učinke dušika na svojstva čelika. Titan reagira sa sumporom u rastaljenom čeliku stvarajući titanijev sulfid, koji može eliminirati stvaranje željeznog sulfida koji uzrokuje toplinsku krtost. Titan i ugljik stvaraju izuzetno stabilan titan karbid, a čestice titan karbida mogu spriječiti rast čeličnih zrna, pročistiti strukturu čelika i poboljšati čvrstoću čelika. Kemijski afinitet između titana i ugljika veći je od onog između kroma i ugljika. Dodavanje titanovog željeza nehrđajućem čeliku za fiksiranje ugljika može eliminirati gubitak kroma na granicama zrna nehrđajućeg čelika i poboljšati njegovu otpornost na koroziju. Posljednjih godina titan se koristi kao mikrolegirajući element za proizvodnju niskolegiranog čelika visoke čvrstoće. Dodavanje titana lijevanom željezu pomaže u stvaranju fino zrnatog grafita, a također igra ulogu u otplinjavanju, njegovanju, pročišćavanju i rafiniranju strukture odljevka, poboljšavajući otpornost odljevaka na trošenje. Dodavanje titana lijevanom željezu otpornom na toplinu može poboljšati otpornost komponenti od lijevanog željeza na toplinu. Osim toga, kompozitne legure koje sadrže titan koriste se kao aditivi u proizvodnji superlegura i aluminijskih legura. Upotreba titanovog željeza kao komponente premaza u elektrodama za zavarivanje može poboljšati kvalitetu zavarivanja.
Željezo od titana posebna je legura sa širokim rasponom upotrebe. Dodaje se kao legirajući element u procesu proizvodnje čelika za pročišćavanje strukture zrna, fiksiranje međuprostornih elemenata (C, N) i poboljšanje čvrstoće čelika. Prilikom taljenja nehrđajućeg čelika i čelika otpornog na toplinu, titan i ugljik se spajaju kako bi formirali stabilne spojeve, koji mogu spriječiti stvaranje krom karbida, čime se smanjuje interkristalna korozija i poboljšava učinkovitost zavarivanja krom nikal nehrđajućeg čelika. Produkt dezoksidacije s titanom lako je isplivati, a dezoksidacija s titanom može smanjiti segregaciju na gornjem dijelu čeličnog ingota, čime se poboljšava kvaliteta čeličnog ingota i povećava iskorištenje čeličnog ingota. Titan se spaja s dušikom otopljenim u rastaljenom čeliku i tvori stabilan i netopljiv titanijev nitrid. Željezo s visokim sadržajem titana nezamjenjiv je legirani materijal za taljenje visokotemperaturnih legura na bazi željeza i visokokvalitetnog nehrđajućeg čelika. S poboljšanjem kvalitete čelika i povećanjem sorti, zahtjevi za kvalitetom i raznolikošću titanskog željeza postaju sve veći. Međunarodno tržište ima veliku potražnju za željezom s visokim sadržajem titana i visokim udjelom titana, ali trenutačno kineske tvornice ferolegura uglavnom proizvode samo obično željezo sa srednjim i niskim sadržajem titana. Za željezo s visokim udjelom titana s w (Ti)=65%~75% i w (Al) manjim ili jednakim 4%, malo ga je proizvođača službeno proizvelo.