Химия и Химики № 6 2014. Как отличить титан от нержавеющей стали?

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Изделия из титана и нержавеющей стали похожи по внешнему виду. Не знаю, есть ли специалисты, которые взглянув на металл, могут уверенно сказать что это: титан или сталь. Могу лишь только констатировать, что даже те, кто работал слесарем, сварщиком или токарем, часто по внешнему виду не могут отличить титановую деталь от стальной.

Логичный критерий, как отличить титан от нержавеющей стали, - вес. Плотность титана - 4.5 г/см³, плотность железа - 7.9 г/см³, плотность разных марок стали зависит от состава, но все равно она гораздо выше, чем у титана.

Для предметов простой формы - куб, шар, цилиндр и т.д., "взвешивая" их в руке, вполне возможно определить, из чего они сделаны: из титана или стали, особенно, если есть с чем сравнивать. С предметами сложной формы и произвольного размера не все так однозначно. "Взвешивая" в руках такое изделие, не всегда можно уверенно сказать, из какого металла оно сделано. Ошибаются даже специалисты, которые часто имели дело с металлами. Кроме того, изделие не всегда можно взять в руки и взвесить.

Был случай, когда коллега принял трубу из дюралюминия за титановую. Ошибка обнаружилась только тогда, когда я поднес стружку из материала этой трубы к огню: она сразу же расплавилась, но металл не потек вниз, поскольку он был в оболочке из оксидной пленки. Так ведет себя алюминий (и его сплавы), но не титан. Коллега не поверил и поместил кусок стружки в щелочь - сразу же начал выделяться водород. Сомнения исчезли: перед нами дюралюминий.

Другой критерий - образование искр при контакте с вращающимся точильным (абразивным) кругом. Сплавы железа ведут себя по-разному. Чугун дает много красных искр, сталь с меньшим содержанием углерода дает меньше искр, причем более желтых. Нержавеющая сталь дает мало искр или не дает вовсе (в зависимости от марки стали, размеров и формы изделия). Именно поэтому на производствах, где существует повышенная опасность пожара или взрыва, используют инструменты из нержавеющей стали или бронзы, а инструменты из обычной - "черной" стали там запрещены, поскольку при работе они дают искры, которые могут натворить много бед.

Титан на вращающемся абразивном круге дает много ярких белых искр - этим он отличается от стали. Титан - металл активный: мелкие частички титана при нагреве на воздухе вспыхивают. С другой стороны, титан довольно твердый, поэтому его частички просто так не отделаются при трении об компактный металл - это требует значительных усилий и сопровождается разогревом. Частички загораются и дают искры.

Для сравнения. Алюминий - активный, но мягкий металл, поэтому при стачивании на абразивном круге он практически не дает искр - несмотря на то, что алюминиевая пудра на воздухе легко вспыхивает: при стачивании алюминия мелкие частицы образуются, но нагрев от трения недостаточен.

Ниже показано образование искр титановой пластинкой при контакте с вращающимся абразивным кругом. Для сравнения аналогичному испытанию подвергли гвоздь (черная сталь). Титановая пластинка дает яркие белые искры (много искр), гвоздь - небольшое количество желто-красных искр.

Смотреть Видео (45 Мб, .avi )

Комментарии

^К1 Заострённый титан пишет по стеклу, в отличие от нержавейки. Помню, аспиранты подписывали титановым карандашом всякую мелочь из посуды, чтобы никто из коллег не "позаимствовал".
Где-то на работе были маленькие грушевидные колбочки-приемники для перегонки с надписями "Каф. органики"

Зачищенный титан даёт жёлтое окрашивание с пергидролем, только не помню, в кислой среде или в щелочной быстрее.

Как правило, титан в водных растворах более стоек, чем нержавейка. Например, он держит царскую водку.

Но есть исключения:

- Растворы неорганических фторидов, в т.ч. комплексные.
- Перекиси.
- В щавелевой кислоте титан корродирует возможно быстрее нержавейки.

А к нагреву на воздухе титан менее стоек, чем нержавейка, поэтому из него не делают мангалы.

У титана очень низкая теплопроводность. Поэтому изделия из него обычно "тёплые" по сравнению с другими металлами. (Например, велосипедную раму из титана можно взять голой рукой в достаточно сильный мороз - и никакого "ожогового" обморожения не случится).

^К2 Титан определять на наждаке может только слесарь! Кроме титана, яркие белые искры даёт куча разных металлов, например: редкоземельные из них делают камушки для зажигалки. Только титан рисует по стеклу, отставляет серебристую черту. Им рисуют по фарфору и фаянсу!

^К2-1 Металлов, которые дают яркие белые искры на абразивном круге, не "куча". Те же РЗЭ встречаются в быту редко. Кремни для зажигалок мало кто будет стачивать на абразиве - они маленькие. Можно - большой кремень (для разведения огня), но это расточительство. Титан не оставляет серебристый след на стекле или фарфоре, а царапает их.

Насчет слесарей - некоторые из них черную сталь от нержавейки не отличают.

^К3 Владимир, титан таки оставляет серую черту на фарфоре, называется "натирание". Раньше даже были умельцы, писали на кружках типа "привет из Кисловодска" :). У меня несколько титановых ложек и вилок, вся посуда покрыта полосками... при этом не царапает. Титан не такой уж твёрдый, а фарфор делится на 2 типа- твёрдый (чаще всего) и мягкий (например, костяной). Это деление по отношению к хорошему закалённому ножу - твёрдый - им не царапается, можно резать на тарелке иногда. А нержавейка не пишет, при этом почти в 2 раза тяжелее и другого оттенка.