Титан — металл серебристого цвета с голубоватым отливом; имеет невысокую плотность 4,507 г/см3, плавится при температуре 1660 °С, кипит при 3260 С. Титан имеет две аллотропические модификации: до 882 °С существует титан, имеющий гексагональную решетку с параметрами, и при более высоких температурах — с кубической объемно-центрированной решеткой.
Механические свойства титана изменяются от содержания в нем примесей. Чистый титан ковок, имеет невысокую твердость (НВ 70);
технический металл хрупок и тверд {НВ 180—280).
Вредные примеси титана — азот и кислород резко снижают его пластичность, а углерод при содержании более 0,15 % снижает ковкость, затрудняет обработку титана резанием и резко ухудшает свариваемость. Водород в большой степени повышает чувствительность титана к надрезу, поэтому этот эффект называют водородной хрупкостью.
На поверхности титана образуется стойкая окисная пленка, вследствие чего титан обладает высокой сопротивляемостью коррозии в некоторых кислотах, морской и пресной воде. На воздухе титан устойчив
и мало изменяет свои механические свойства при нагреве до 400 °С. При более высоком нагреве он начинает поглощать кислород, ухудшаются его механические свойства, а выше 540 °С —становится хрупким. При нагреве выше 800 °С титан энергично поглощает кислород, азот и водород, что используется в металлургии при производстве легированной стали.
Титан образует ряд окислов. Из них наиболее изучены TiO2, Ti2O3. Двуокись титана TiO2—амфотерный порошок белого цвета, практически не растворимый в воде и разбавленных кислотах. Двуокись титана является основным продуктом переработки титанового сырья.
За последние десятилетия после промышленного освоения ковкого титана его стали широко использовать как прочный, относительно легкий коррозионно-стойкий и жаропрочный конструкционный материал в самолетостроении, ракетостроении, при производс1ве реактивных двигателей. Он получил признание и в судостроении благодаря его устойчивости против воздействия морской воды.
По распространенности в земной коре титан занимает десятое место среди других элементов (0,61 % по массе). Известно примерно 60 минералов титана, из них наибольшее промышленное значение имеют ильменит, рутил, сфен.
Ильменит FeO-TiO2 впервые был найден на Урале в Ильменских горах, откуда и получил свое название. Это блестящий минерал буро-черного цвета, измельчающийся при выветривании и поэтому часто встречающийся в россыпях. Важным источником ильменита служат титаномагнетитовые железные руды—смеси ильменита с магнетитом Fe204 и частично с гематитом Fe2O3. В этих рудах содержание двуокиси титана достигает иногда 20 %. Титаномагнетитовые руды можно подвергать гравитационному и магнитному обогащению, в результате чего удается получать концентрат, содержащий более 40 % TiO2, -50 % окислов железа и 8 % других окислов.
Рутил TiO2 прозрачен, обладает алмазно-металлическим блеском, бывает окрашен в различные цвета (красно-коричневый, желтый, синий, черный). Крупные месторождения рутила встречаются редко.
Сфен (титанит) CaO-TiO2-SiO2—титаносиликат кальция встречается вместе с другими полезными минералами — апатитом и нефелином и при условии комплексной переработки может быть перспективным сырьем, хотя он и более беден, чем ранее рассмотренные минералы.
|