Сравнение титана и стали

Сегодня часы выполняют роль незаменимого аксессуара каждого современного человека, с помощью которого можно выгодно подчеркнуть свой высокий статус, а также выделиться из серой массы. Поэтому весьма важно подходить к выбору наилучшего варианта. Особой популярностью характеризуются часы из титана и стали через отличные эксплуатационные характеристики.

Стальные часы

Часы из нержавеющей стали – наиболее распространенные. Массовое и сравнительно недорогое производство этого материала позволяет предлагать часы в широком ценовом диапазоне. Инертность стали защищает корпус и детали механизма часов от окисления и «старения». Сталь отличается повышенной вязкостью, которая дает устойчивость к внешним повреждениям: при ударе стальные часы не раскалываются и не трескаются. Формул стальных сплавов довольно много, лучшая в плане прочности сталь, используемая для изготовления корпуса часов, – низкоуглеродистая 316L.

  • ударопрочность;
  • неприхотливость в эксплуатации;
  • соотношение качества и цены;
  • устойчивость к износу;
  • при появлении царапин возможность легко восстановить внешний вид при помощи полировки.

Титановые часы

Титан в часовом производстве

Трудоемкость процесса добычи, переработки титановой руды. Дороговизна производства черновых заготовок – технология предполагает плавление титана при высоких температурах и литье в вакууме. Сложности механической обработки изделия, ввиду высокой прочности титана. Все это существенно сказывается на стоимости конечного изделия, и до конца 20-го века считалось не рентабельным использование титана в изготовлении часов.

Но как случалось не раз «ход делу» задали военные. В конце 80-хпрошлого века, для войск немецкого бундесвера, фирмой IWC были выпущены часы в титановом корпусе – Ocean Bund.

Данные модели и сейчас пользуются широким спросом у коллекционеров, особенно вариант «Водолаз – сапер» (нем. Minentaucher). Разрабатывались они для подводных минеров, поэтому наряду с требованиями по точности, противоударности, водозащите, предполагалось, что часы должны быть легкими,стойкими к морской воде, не восприимчивыми к воздествию магнитных полей. Этим требованиям идеально соответствовал титан. Стоит отметить, еще в 1978 благодаря марке IWC появились титановые часы Porsche Design Compass Watch созданные совместно с внуком знаменитого Порше – дизайнером Фердинандом Александром. С 1982 начали

выпускаться первые серийные титановые часы Ocean 2000 от IWC. Предназначались дайверам, имели водозащиту 2000 метров и так же разрабатывались совместно с Порше.

Впоследствии, титан уверенно закрепился как один из материалов для изготовления корпусов и браслетов часов, и стал использоваться многими производителями. В часпроме титан пользуется популярностью еще и потому, что абсолютно не вызывает аллергии.

Вследствие низкой теплопроводности (в 13 раз ниже теплопроводности аллюминия) титановые часы теплые и не вызывают у владельца дискомфорта даже в холодное время года. Из титановых сплавов сначала делали только некоторые детали часового механизма, позже – браслеты и корпус. Такие сплавы отличаются абсолютной инертностью, т.е. они не взаимодействуют с другими веществами, не ржавеют и не меняют цвет. Более того, титановые сплавы не реагируют на магнитное воздействие, что обеспечивает более точный ход, необходимый для профессиональных хронографов. Также титан считается самым безопасным металлом, сплавы с ним в отличие от нержавеющей стали не вызывают аллергических реакций.

  • в сплавах титан в 5 раз прочнее стали;
  • выдерживает давление в 1000 Мпа;
  • малый вес;
  • 100% устойчивость к коррозии;
  • на титане менее заметны царапины, хотя появляются они легче, чем на стали;
  • гипоаллергенность;
  • более точный ход.
  • пластичность;
  • высокая стоимость;
  • опасность «срастания» крышки с корпусом из-за склонности к диффузии, то есть крышку необходимо периодически открывать;
  • сложный уход.

Титановые соединения и часы

Рассматривая титан в производстве часов, стоит упомянуть и о соединениях — карбид и нитрид титана.

Карбид титана используется в качестве напыления часов. Данное покрытие имеет благородный черный цвет и достаточно устойчиво к истиранию. Напыление нитридом по цвету схоже с золотом. Может использоваться самостоятельно, и в качестве промежуточного слоя между основой корпуса и наносимой на него позолотой. Это удешевляет производство, ввиду того, что подобное покрытие дешевле золота. При истирании же верхнего слоя, изъян на корпусе менее заметен. Если н.титана наносится на корпус из латуни (металл относительно мягкий) — это дополнительно делает покрытие более износостойким.

Сравнение материалов

Титановые часы являются незаменимым устройством для всех любителей активного образа жизни, так как их технические характеристики позволяют использовать их в самых неблагоприятных средах. Их основным качеством можно назвать исключительную прочность. Титановый сплав по своей структуре достаточно пластичен, что позволяет не бояться чрезмерных повреждений связанных с сильными ударами корпуса о твердую поверхность.

Титан в отличие от стали изначально обладает гипоаллергенными свойствами и не требует, каких либо мер по предотвращению соприкосновения поверхности часов с кожей.

Еще одно свойство титана – низкая теплопроводность. На практике это означает, что, нагревшись от руки со временем, наручные титановые часы будут сохранять комфортную для человека температуру. И это несмотря на любые перепады температуры на улице. Можно купить титановые часы и не беспокоиться за свои ощущения ни летом, ни зимой во время путешествий по самым экзотическим местам. Они не подведут.

Читайте также:  Как обжать витую пару без инструмента

Ну и, наконец, еще одно немаловажное свойство титановых часов – легкость. Титановые часы зачастую выглядят практически как стальные. Но при этом их вес отличается на порядок. При длительном использовании это может оказаться важным и очень удобным качеством.

Советы пользователей сети

Ego

Стоит ли переплачивать за титан? Плюсы титана – он легче стали, не обладает аллергическим действием и, действительно, на нем менее заметны царапины (за исключением полированных поверхностей). А решение принимать Вам! 😀

Граф

Сейчас ищу часы. Иногда встречаются модели с одинаковыми механизмами и дизайном, но одна – в стали, а другая – титановая. Последняя обычно процентов на 20 дороже. Я вот и думаю, стоит ли переплачивать за титан? Обычный титан легко царапается (легче чем обычная сталь). Поэтому для титана часто применяют всяческие хитрые покрытия, которые, однако, со временем могут вполне стереться. В целом, по ощущениям, когда я держу в руке часы из титана, то впечатление такое, что часы сделаны из пластмассы.

Аноним

глядя на свои стальные часы довольно сложно будет выдавить из себя, что сталь царапается меньше всего — в смысле это сложно назвать словом меньше… точнее сказать все остальное царапается еще больше.

SergB

И титановые и стальные часы, которые прошли через мои руки, царапались примерно одинаково, то для себя давно уже решил – никаких полированных до блеска поверхностей в часах на каждый день и для отдыха. только матовые. На самом деле «матовость» (по крайней мере, стандартная) царапается даже лучше, чем

«полированность». Кстати, на некоторых ножах делают покрытие stonewash, специально «царапая» их таким образом, что потом другие царапины не особо и заметны.

Мария

Примерно одну ценовую нишу со стальными часами занимают часы с корпусами из титана. Этот металл назван «крылатым», т. к. он активно применяется в авиации и ракетостроении благодаря малому весу и высокой прочности. Сам титан достаточно хрупок, и для изготовления часов используют сплавы титана, которые более пластичны. Титан, как и сталь, не требует покрытий, он гипоаллергенен, не вызывает кожных заболеваний. Часы из титана имеют два преимущества перед стальными: они очень легкие и как бы «теплые» на ощупь. Последнее ощущение возникает из-за того, что титан обладает низкой теплопроводностью. Большинство часов из титана имеют специфический матовый серый цвет, но некоторые производители делают корпуса из полированного титана, и тогда получается интересное сочетание: часы внешне выглядят как стальные, но почти ничего не весят. Едва ли не единственный недостаток часов из титана в том, что на них легко появляются небольшие поверхностные царапины. Помимо малого веса и низкой теплопроводности титан обладает и еще одним интересным свойством: если сжать между собой два куска титана, то они могут «свариться». Поэтому часы с титановым корпусом и титановой задней крышкой необходимо иногда открывать, иначе крышка может «прирасти» к корпусу.

Выводы

Стальные часы

Особой популярностью и востребованностью пользуются стальные часы через доступную цену. Это можно объяснить низкой себестоимостью материала, а также оборудование для производства часов. Поэтому на рынке представлен широкий ассортимент различных вариантов стальных часов, что относятся к бюджетному варианту.

Среди преимуществ стальных часов можно выделить:

  • Устойчивость к механическому воздействию.
  • Простота и легкость при эксплуатации.
  • Низкая цена соответствует хорошему качеству часов.
  • Длительный эксплуатационный срок.
  • Способом полировки можно легко восстановить мелкие недостатки на металлическом корпусе.

Кроме преимуществ стальные часы также имеют недостатки, среди которых можно выделить:

  • Большой вес.
  • Бюджетный вариант часов, что не способен подчеркнуть высокий статус в обществе.

Титановые часы

Во многих промышленных сферах используют титан через свои отличные эксплуатационные характеристики. Сегодня также с этого прочного и надежного материала изготавливают мужские наручные часы.

Среди преимуществ титановых часов можно выделить:

  • В первую очередь стоит выделить обеспечения точного хода часов через уникальную способность титана реагировать на магнитное поле.
  • Кроме того, титан считается экологически чистым и безопасным для организма человека. Материал не вызывает аллергических реакций и других раздражений на коже.
  • Также стоит выделить невероятную прочность титана. Это позволяет создавать ударопрочные часы, что не боятся механического воздействия.
  • Кроме того, титан также выдерживает высокое давление и характеризуется малым весом по сравнению со сталью.
  • Также титан характеризуется отличной устойчивостью к негативному воздействию факторов внешней среды. Иными словами корпус таких часов не боится влаги. Высокая цена титановых часов и потребность в особом уходе является главным недостатком титановых часов.

Видео

Точная идентификация металлов с определением их химического состава при наличии примесей может быть выполнена только в лабораторных условиях или с использованием специального оборудования. Отличить титан от нержавеющей стали аустенитного класса или алюминия довольно сложно. Особенно если у вас имеется один образец и сравнивать не с чем. Все три металла являются парамагнетиками и не реагируют на магнит, имеют серебристый цвет и похожий удельный вес. Но есть несколько проверенных простых способов отличить титан от легированной стали и алюминия.

Самый доступный и простой

Этот метод основан на способности титана оставлять характерные темные следы на поверхности стекла и кафельной плитки. При этом металл не царапает стекло, а именно рисует на его поверхности. Смыть такой след можно только раствором плавиковой кислоты (HF). А нержавеющая сталь может поцарапать стекло, но темного следа не оставит. Алюминий вообще не способен нанести никаких повреждений.

Читайте также:  Ковка узоры металлические фото

Использование абразивных материалов

Во время обработки металла на точильном станке или при резком продольном трении по абразивной поверхности точильного камня контакт титана сопровождается россыпью искр ярко-белого цвета. При отсутствии абразива можно использовать мелкий напильник или даже простой бетон, хотя эффект будет меньшим.

Искры от нержавеющей стали имеют желтый и красный оттенок. Их вылетает намного меньше, а на бетоне и напильнике не будет совсем. Некоторые сорта нержавеющих сталей были разработаны, как пожаробезопасные. Искрообразование во время обработки таких металлов не возможно технологически. При трении алюминия по образивной поверхности искры не выделяются, но могут оставаться характерные серебристые следы на поверхности.

Такой тест на возможность образования искр наиболее популярный и простой, поскольку цвет действительно отличается очень сильно, а их полное отсутствие сразу говорит о том, что этот металл не титан.

Проверка на гальваническую реакцию

Для проведения этого теста потребуется источник постоянного тока с напряжением около 12 В. Это может быть автомобильный аккумулятор или преобразующий трансформатор. Соедините через провод плюс батареи с исследуемым образцом, а минус с металлическим стержнем, на конце которого намотана вата, марля или кусок хлопчатобумажной ткани. Намочите вату слабым раствором соляной кислоты или обычной кока-колой.

Если это титан, то при прикосновении к металлу его поверхность будет окрашиваться в результате образования оксидной пленки. Цветовой оттенок зависит от величины напряжения, концентрации кислоты в растворе и времени воздействия. Нержавеющие сплавы и алюминий данной реакции не подвержены.

Сравнение удельного веса

Всем известно, что алюминий это самый легкий из этих трех металлов, а сталь самая тяжелая. Но как определить, если у вас один образец и сравнивать не с чем? Это можно сделать путем измерений и вычисления плотности или удельного веса материала, который примерно составляет:

  • 2,7 г/см3 для алюминия;
  • 4,5 г/см3 у титана;
  • 7,8 г/см3 у нержавейки.

Этот способ определения требует наличия точных весов и емкости для погружения образца в воду.

После взвешивания металла необходимо определить его объем. Проще всего воспользоваться для этого, известным со школы законом Архимеда, погрузив образец в жидкость. Изменение уровня воды покажет искомую величину.

Это более сложный и длительный вариант определения и поэтому используют его очень редко. Но он тоже дает результаты и должен рассматриваться.

О других свойствах титана

В отдельных случаях определение металла можно произвести простыми и весьма оригинальными способами:

  • титановая стружка довольно легко воспламеняется и горит;
  • этот металл хороший теплоизолятор и при нагреве одного края образца остальная часть будет холодной;
  • низкая теплопроводность дает ощущение теплого предмета в руках в отличие от холодной стали и алюминия.

И последнее, ударьте по образцу молотком, в результате на стали следов не останется, на титане образуется небольшая вмятина, а алюминий пострадает больше всего.

Многих интересует немного загадочный и не до конца изученный титан — металл, свойства которого отличаются некоторой двоякостью. Металл и самый прочный, и самый хрупкий.

Его открыли двое ученых с разницей в 6 лет — англичанин У. Грегор и немец М. Клапрот. Название титана связывают, с одной стороны, с мифическими титанами, сверхъестественными и бесстрашными, с другой стороны, с Титанией — королевой фей.
Это один из самых распространенных в природе материалов, но процесс получения чистого металла отличается особой сложностью.

Свойства титана

22 химический элемент таблицы Д. Менделеева Titanium (Ti) относится к 4 группе 4 периода.

Цвет титана серебристо-белый с выраженным блеском. Его блики переливаются всеми цветами радуги.

Это один из тугоплавких металлов. Он плавится при температуре +1660 °С (±20°). Титан отличается парамагнитностью: он не намагничивается в магнитном поле и не выталкивается из него.
Металл характеризуется низкой плотностью и высокой прочностью. Но особенность этого материала заключается в том, что даже минимальные примеси других химических элементов кардинально изменяют его свойства. При наличии ничтожной доли других металлов титан теряет свою жаропрочность, а минимум неметаллических веществ в его составе делают сплав хрупким.
Эта особенность обуславливает наличие 2 видов материала: чистого и технического.

  1. Титан чистого вида используют там, где требуется очень легкое вещество, выдерживающее большие нагрузки и сверхвысокие температурные диапазоны.
  2. Технический материал применяется там, где ценятся такие параметры, как легкость, прочность и устойчивость к коррозии.

Вещество обладает свойством анизотропности. Это означает, что металл может изменять свои физические характеристики, исходя из приложенных усилий. На эту особенность следует обращать внимание, планируя применение материала.

Проведенные исследования свойств титана в нормальных условиях подтверждают его инертность. Вещество не реагирует на элементы, находящиеся в окружающей атмосфере.
Изменение параметров начинается при повышении температуры до +400°С и выше. Титан вступает в реакцию с кислородом, может воспламеняться в азоте, впитывает газы.
Эти свойства затрудняют получение чистого вещества и его сплавов. Производство титана основано на применении дорогостоящей вакуумной аппаратуры.

Титан и конкуренция с другими металлами

Этот металл постоянно сравнивают с алюминием и сплавами железа. Многие химические свойства титаназначительно лучше, чем у конкурентов:

  1. По механической прочности титан превосходит железо в 2 раза, а алюминий в 6 раз. Прочность его увеличивается при снижении температуры, чего не отмечается у конкурентов.
    Антикоррозионные характеристики титана значительно превышают показатели других металлов.
  2. При температурах окружающей среды металл абсолютно инертен. Но при повышении температуры свыше +200°С вещество начинает поглощать водород, изменяя свои характеристики.
  3. При более высоких температурах титан вступает в реакции с другими химическими элементами. Он обладает высокой удельной прочностью, что в 2 раза превосходит свойства лучших сплавов железа.
  4. Антикоррозионные свойства титана значительно превышают показатели алюминия и нержавеющей стали.
  5. Вещество плохо проводит электричество. Титан имеет удельное электросопротивление в 5 раз выше, чем у железа, в 20 раз, чем у алюминия, и в 10 раз выше, чем у магния.
  6. Титан характеризуется низкой теплопроводностью, это обусловлено низким коэффициентом температурного расширения. Она меньше в 3 раза, чем у железа, и в 12, чем у алюминия.
Читайте также:  Паспорт станка 1м63 скачать бесплатно

Какими способами получают титан?

Материал занимает 10 место по распространению в природе. Существует около 70 минералов, содержащих титан в виде титановой кислоты или его двуокиси. Наиболее распространенные из них и содержащие высокий процент производных металла:

Основные залежи титановых руд находятся в США, Великобритании, Японии, большие месторождения их открыты в России, Украине, Канаде, Франции, Испании, Бельгии.

Получение металла из них стоит очень дорого. Ученые разработали 4 способа производства титана, каждый из которых рабочий и эффективно используется в промышленности:

  1. Магниетермический способ. Добытое сырье, содержащее титановые примеси, перерабатывают и получают диоксид титана. Это вещество подвергается хлорированию в шахтных или солевых хлораторах при повышенном температурном режиме. Процесс очень медленный, ведется в присутствии углеродного катализатора. При этом твердый диоксид переводится в газообразное вещество — тетрахлорид титана. Полученный материал восстанавливается магнием или натрием. Сплав, образовавшийся при реакции, подвергают нагреванию в вакуумной установке до сверхвысоких температур. В результате реакции происходит испарение магния и его соединений с хлором. В конце процесса получают губкоподобный материал. Его плавят и получают титан высокого качества.
  2. Гидридно-кальциевый способ. Руду подвергают химической реакции и получают гидрид титана. Следующий этап — разделение вещества на составляющие. Титан и водород выделяют в процессе нагревания в вакуумных установках. По окончании процесса получают оксид кальция, который отмывают слабыми кислотами. Первые два способа относятся к промышленному производству. Они позволяют получать в кратчайшие сроки чистый титан с относительно небольшими издержками.
  3. Электролизный метод. Титановые соединения подвергают воздействию током большой силы. В зависимости от исходного сырья, соединения разделяются на составляющие: хлор, кислород и титан.
  4. Йодидный способ или рафинирование. Полученный из минералов диоксид титана обдают парами йода. В результате реакции образуется йодид титана, который нагревают до высокой температуры — +1300…+1400°С и воздействуют на него электрическим током. При этом из исходного материала выделяются составляющие: йод и титан. Металл, полученный данным способом, не имеет примесей и добавок.

Области применения

Применение титана зависит от степени его очистки от примесей. Наличие даже небольшого количества других химических элементов в составе сплава титана кардинально меняет его физико-механические характеристики.

Титан с некоторым количеством примесей называется техническим. Он имеет высокие показатели коррозийной стойкости, это легкий и очень прочный материал. От этих и других показателей зависит его применение.

  • В химической промышленности из титана и его сплавов изготавливают теплообменники, различного диаметра трубы, арматуру, корпуса и детали для насосов различного назначения. Вещество незаменимо в местах, где требуются высокая прочность и стойкость к кислотам.
  • На транспорте титан используют для изготовления деталей и агрегатов велосипедов, автомобилей, железнодорожных вагонов и составов. Применение материала уменьшает вес подвижных составов и автомобилей, придает легкость и прочность велосипедным деталям.
  • Большое значение титан имеет в военно-морском ведомстве. Из него изготавливают детали и элементы корпусов для подводных лодок, пропеллеры для лодок и вертолетов.
  • В строительной промышленности применяется сплав цинк-титан. Он используется как отделочный материал для фасадов и кровель. Этот очень прочный сплав имеет важное свойство: из него можно изготавливать архитектурные детали самой фантастической конфигурации. Он может принимать любую форму.
  • В последнее десятилетие титан широко применяют в нефтедобывающей отрасли. Сплавы его применяют при изготовлении оборудования для сверхглубокого бурения. Материал используется для изготовления оборудования для добычи нефти и газа на морских шельфах.

Чистый титан имеет свои области применения. Он нужен там, где необходима стойкость к высоким температурам и при этом должна сохраняться прочность металла.

Его применяют в:

  • авиастроении и космической отрасли для изготовления деталей обшивки, корпусов, элементов крепления, шасси;
  • медицине для протезирования и изготовления сердечных клапанов и других аппаратов;
  • технике для работы в криогенной области (здесь используют свойство титана — при снижении температуры усиливается прочность металла и не утрачивается его пластичность).

В процентном соотношении использование титана для производства различных материалов выглядит так:

  • на изготовление краски используется 60 %;
  • пластик потребляет 20 %;
  • в производстве бумаги используют 13 %;
  • машиностроение потребляет 7 % получаемого титана и его сплавов.

Сырье и процесс получения титана дорогостоящие, затраты на его производство компенсируются и окупаются сроком службы изделий из этого вещества, его способностью не менять свой внешний вид за весь период эксплуатации.