Губчатый титан ТГ-100: характеристики, фракции и применение
Губчатый титан ТГ-100 — металлургическое сырьё, получаемое магнийтермическим восстановлением тетрахлорида титана по ГОСТ 17746-96. Марка относится к низшим сортам губки с содержанием титана не менее 99,3 % и регламентированным остатком примесей: железо, кремний, углерод, хлор, азот, кислород. Материал поставляется в виде пористой губки с размером кусков от 5 до 250 мм, разделённой на фракции. Основное назначение — шихтовая заготовка для вакуумно-дугового, электронно-лучевого и плазменного переплава с целью получения слитков технического титана.
Технические параметры и примесный состав
Химический состав ТГ-100 нормируется по массовой доле примесей. Кислород — 0,10–0,20 %, азот — до 0,04 %, железо — до 0,15 %, кремний — до 0,04 %, углерод — до 0,03 %, хлор — до 0,10 %. Суммарное содержание примесей определяет твёрдость по Бринеллю: для ТГ-100 она составляет 100–140 HB в зависимости от партии. Насыпная плотность губки — 1,2–1,8 г/см, что учитывается при загрузке шихты в расходуемый электрод.
Пористость кусков достигает 40–60 %, поэтому материал склонён к влагопоглощению и требует хранения в закрытой таре. Перед шихтовкой губку сушат при 150–200 C для удаления сорбированной влаги, снижающей качество переплава.
Фракционный состав
ГОСТ 17746-96 предусматривает поставку ТГ-100 в нескольких классах крупности. Выбор фракции определяется типом плавильного агрегата и способом формирования электрода.
- Фракция 5–20 мм — для прессования расходуемых электродов и плазменного напыления.
- Фракция 20–70 мм — для вакуумно-дугового переплава (ВДП) в кристаллизатор.
- Фракция 70–150 мм — для электронно-лучевой плавки (ЭЛП) с горизонтальной загрузкой.
- Фракция 150–250 мм — для гарниссажной плавки и получения крупных слитков.
- Смешанная фракция — для шихты в индукционных печах с холодным тиглем.
Применение в металлургии и смежных отраслях
Основной потребитель ТГ-100 — титановые заводы, выпускающие слитки марок ВТ1-00, ВТ1-0, Grade 1 и Grade 2. Из переплавленного металла прокатывают листы, прутки, трубы и профили для авиастроения, химического аппаратостроения, судостроения и энергетики. Губка также используется в порошковой металлургии для получения титановых порошков методом гидрирования-дегидрирования, в производстве губчатых фильтров и в качестве восстановителя в металлотермических процессах.
В сварочном производстве из ТГ-100 изготавливают прутки-расходники для сварки титановых конструкций в среде аргона. В химической промышленности переплавленный металл идёт на теплообменники, реакторы и трубопроводы, контактирующие с агрессивными средами.
Ключевые параметры поставки
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ti | 99,3 % | Титриметрия | Чистота слитка | ГОСТ 17746-96 |
| Кислород | 0,10–0,20 % | Восстановительная плавка | Твёрдость, пластичность | ГОСТ 17746-96 |
| Железо | 0,15 % | Спектральный анализ | Коррозионная стойкость | ГОСТ 17746-96 |
| Твёрдость | 100–140 HB | По Бринеллю | Обрабатываемость | ТУ завода |
| Насыпная плотность | 1,2–1,8 г/см | Мерный цилиндр | Загрузка шихты | ГОСТ 19440 |
| Крупность кусков | 5–250 мм | Ситовой анализ | Тип переплава | ГОСТ 17746-96 |
Условия хранения и подготовки к переплаву
Губчатый титан ТГ-100 хранят в герметичной таре или контейнерах в сухих отапливаемых складах при относительной влажности не выше 60 %. Контакт с влагой приводит к наводороживанию и росту содержания водорода выше 0,01 %, что вызывает поры и трещины в слитке. Перед загрузкой в электрод губку просеивают, удаляют мелочь и посторонние включения, а также магнитные частицы. Прессование электродов ведут на гидравлических прессах усилием 2000–6000 тс с последующим спеканием в вакууме или сваркой в среде аргона.
Вопросы и ответы
Чем ТГ-100 отличается от ТГ-90 и ТГ-110?
Марки различаются допустимым содержанием примесей: ТГ-90 содержит больше железа и кислорода, ТГ-110 — меньше. ТГ-100 занимает среднее положение по чистоте и твёрдости.
Можно ли использовать ТГ-100 без переплава?
Нет. Губка применяется как шихтовая заготовка; для получения конструкционного металла требуется вакуумно-дуговой, электронно-лучевой или плазменный переплав.
Какая фракция подходит для ВДП?
Для вакуумно-дугового переплава используют фракцию 20–70 мм, обеспечивающую стабильное формирование расходуемого электрода и равномерное проплавление.
Как хранить губчатый титан ТГ-100?
В герметичной таре в сухом отапливаемом помещении при влажности до 60 %. Перед шихтовкой обязательна сушка при 150–200 C.
