Svojstva i upotreba titanijumskog gvožđa

Atomska težina titanijuma je 47,90. Vanjska elektronska struktura je 3d4s. Tačka topljenja 1667 stepeni. Tačka ključanja 3285 stepeni. Gustina (20 stepeni) 4.5g/cm3. Titanijum ima relativno aktivna hemijska svojstva i može formirati stabilna jedinjenja sa kiseonikom, azotom, sumporom i ugljenikom.
Titanijum gvožđe se koristi kao deoksidizator, degazator i stabilizator ugljičnog sumpora u proizvodnji čelika. Proizvodnja mrtvog čelika pomoću deoksidacije titana može smanjiti segregaciju u gornjem dijelu čeličnog ingota, poboljšati kvalitet čelika i povećati prinos čeličnog ingota. Titanijum se može kombinovati sa azotom rastvorenim u rastopljenom čeliku da formira stabilan titanijum nitrid, koji može eliminisati štetne efekte azota na svojstva čelika. Titanijum reaguje sa sumporom u rastopljenom čeliku i formira titanijum sulfid, koji može eliminisati stvaranje željeznog sulfida koji uzrokuje termičku krhkost. Titan i ugljik stvaraju izuzetno stabilan titanijum karbid, a čestice titanijum karbida mogu spriječiti rast čeličnih zrnaca, poboljšati strukturu čelika i poboljšati čvrstoću čelika. Hemijski afinitet između titana i ugljika veći je od onog između hroma i ugljika. Dodavanje titanovog željeza nehrđajućem čeliku za fiksiranje ugljika može eliminirati smanjenje hroma 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 u liveno gvožđe pomaže u stvaranju finozrnastog grafita, a takođe igra ulogu u otplinjavanju, negovanju, prečišćavanju i rafiniranju strukture livenja, poboljšavajući otpornost odlivaka na habanje. Dodavanje titana livenom gvožđu otpornom na toplotu može poboljšati otpornost na toplotu komponenti od livenog gvožđa. Osim toga, kompozitne legure koje sadrže titan se koriste kao aditivi u proizvodnji superlegura i aluminijskih legura. Upotreba titanijumskog gvožđa kao komponente premaza u elektrodama za zavarivanje može poboljšati kvalitet zavarivanja.
Titanijum gvožđe je posebna legura sa širokim spektrom upotrebe. Dodaje se kao legirajući element u procesu proizvodnje čelika radi poboljšanja strukture zrna, fiksiranja međuprostornih elemenata (C, N) i poboljšanja čvrstoće čelika. Prilikom taljenja nehrđajućeg čelika i čelika otpornog na toplinu, titan i ugljik se kombinuju da formiraju stabilne spojeve, koji mogu spriječiti stvaranje krom karbida, čime se smanjuje intergranularna korozija i poboljšava performanse zavarivanja krom-nikl nehrđajućeg čelika. Produkt deoksidacije titanom lako se ispliva, a deoksidacija titanom može smanjiti segregaciju na gornjem dijelu čeličnog ingota, čime se poboljšava kvalitet čeličnog ingota i povećava prinos čeličnog ingota. Titanijum se kombinuje sa azotom rastvorenim u rastopljenom čeliku da bi se formirao stabilan i nerastvorljiv titanijum nitrid. Gvožđe sa visokim sadržajem titana je nezamjenjiv legirani materijal za topljenje visokotemperaturnih legura na bazi željeza i visokokvalitetnog nehrđajućeg čelika. Sa poboljšanjem kvaliteta čelika i povećanjem sorti, zahtevi za kvalitetom i raznovrsnošću titanijumskog gvožđa postaju sve veći i veći. Međunarodno tržište ima veliku potražnju za gvožđem sa visokim sadržajem titana i visokim sadržajem titana, ali trenutno kineske fabrike ferolegura uglavnom proizvode samo obično srednje i malo titanijumsko gvožđe. Za gvožđe sa visokim sadržajem titana sa w (Ti)=65%~75% i w (Al) manjim ili jednakim 4%, nekoliko proizvođača ga je zvanično proizvelo.