Продукція із титану

Компанія Метотехніка пропонує високоякісну продукцію із металу титан. Він є одним з основних конструкційних матеріалів у областях, у яких важливе значення має мала маса матеріалів одночасно з їхньою високою механічною міцністю та корозійною стійкістю. Титанова дріт і нитка активно використовуються в медицині, а також як присадочний матеріал при зварюванні. Титанова стрічка - це заготівля для виробництва труб, а також, як фольга, конструкційний матеріал, і напівфабрикат для виготовлення медичних виробів. Пруток і коло з титану традиційно застосовується для вузлів, що зазнають значних механічних навантажень і, можливо, схильних до впливу агресивних середовищ. Титановий лист та плита – конструкційний матеріал для літальних апаратів, а труба – трубопроводів у хімічній промисловості.

Титановий прокат, що поставляється, відповідає вимогам стандартів і технічних умов (див. ГОСТи, ТУ). Продукція знаходиться на складі та готова до відвантаження.

1. професійну консультацію - всі співробітники компанії мають багаторічний досвід роботи та знання у сфері металургії;
2. швидке відвантаження продукції – більшість позицій знаходиться на нашому складі; при необхідності ми в найкоротші терміни виготовимо вироби на замовлення;
3. гарантію якості - ми здійснюємо вхідний та вихідний контроль продукції з титану;
4. комплект документів - разом із товаром поставляються всі необхідні документи.

телефони:
8 (800) 200-52-75
(499) 166-78-38
(499) 166-78-74
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Нітінол - нікелід титану - сплави з пам'яттю форми: властивості, виробництво, застосування

Бондарєв Андрій Борисович - Кандидат технічних наук, доцент, член-кореспондент Академії медико-технічних наук РФ, генеральний директор НіТіМет Компані.

Анотація: У статті розглядаються властивості, алгоритм виробництва та застосування сплавів системи нікель-титан, званих нітінол, нікелід титану, сплави з пам'яттю форми.

Ключові слова: Нітінол, нікелід титану, сплави з пам'яттю форми, властивості, виробництво, застосування.

Ефект пам'яті форми металевим сплавами було відкрито у СРСР залежно та умовами термічної обробки вченими Г.В. Курдюмовим та Л.Г. Хандросом і оформлений як наукове відкриття 17 березня 1949, підтверджене експериментально, і відноситься до бездифузійних типів фазових перетворень в металевих сплавах [1]. Відкритий ефект експериментально виявлено в сплавах на основі таких металів як золото, мідь, кобальт, залізо, нікель. Кількість сплавів з описаним ефектом, що використовуються у світовій практиці, перевищила понад 200.

Бездифузійні перетворення: мартенсит-аустеніт при нагріванні виробу зі сплаву з пам'яттю форми та зворотне перетворення аустеніт-мартенсит при охолодженні, - дозволяють зберегти властивості прямої та зворотної пам'яті форми практично нескінченну кількість разів. Вироби з описуваних сплавів можуть спрацьовувати і один раз, а при певному тренуванні здійснювати більше 500000 разів оборотні рухи від однієї заданої форми до іншої при багаторазових нагріваннях та охолодженнях.

Зафіксувавши спеціальною термічною обробкою необхідну кожному споживачеві форму виробу будь-якої конфігурації та охолодивши до температури на 25-30 градусів Цельсія нижче заданої температури аустенітного перетворення, можна деформувати охолоджений виріб практично як завгодно, але без механічного руйнування.Однак у будь-якому разі після вироблених деформацій та спотворення форми виробу, нагрівання його до температури кінця аустенітного перетворення завжди можна отримати форму, задану споживачем попередньо спеціальною термічною обробкою [2].

Обмежуючи зовнішній вплив на спеціальним чином оброблений елемент зі сплаву з пам'яттю форми лише нагріванням та охолодженням у температурному інтервалі кінця перетворень мартенсит-аустеніт та аустеніт-мартенсит, виріб буде мимовільно деформуватися при знакозмінних змінах температур. тобто. реалізовувати ефект оборотної пам'яті форми. Зусилля, що розвиваються виробами зі сплавів з пам'яттю форми роблять неконкурентоспроможними біметалічні вироби, перевершуючи в однакових умовах спрацьовування зусилля, що розвиваються, в сотні разів [3].

Унікальна властивість сплавів з пам'яттю форми - це здатність зберігати наделастичний або надпружний стан. Це означає, що стосовно, наприклад, до сплавів системи нікель-титан можна деформувати відповідний виріб до 6-7 відсотків, і після зняття деформаційного впливу на виріб він повернеться до своєї первісної форми. Залишкова деформація, що залишається в цьому випадку в розмірі 0.015-0.05%, знаходиться в області похибки вимірювання геометричних параметрів виробу і не може вважатися значущою. Кількість деформацій виробу у надпружному (наделастичному) стані, обмежених величиною 6-7 відсотків, наближається до 1000000 разів.

Найбільшого поширення та використання серед сплавів з пам'яттю форми отримали сплави на основі нікелю, леговані титаном.Можливість змінювати температуру аустеніного перетворення в широких межах від мінус 65 градусів до плюс 120 градусів Цельсія в подвійних сплавах нікелю з титаном, і розширення інтервалу температур до мінус 80 градусів Цельсія і до плюс 145 градусів Цельсія введенням додаткових лег титанового сплаву в дуже широкому інтервалі температур. Поєднання механічних властивостей на рівні високоміцних титанових сплавів і дисперсійно старіючих сталей із захисною плівкою на основі титану, високою демпфуючою здатністю і здатністю згадувати форму до мільйона разів робить сплави на основі нікель-титан унікальними матеріалами по комплексу властивостей, що не мають собірівних. .

Сплави з пам'яттю форми на основі системи нікель-титан визначають терміном нітінол, що застосовується з 1962 [4]. Вироби з нітинолу виготовляються у вигляді литих, кованих, катаних та волочених прутків, дроту, фольги, листів та труб [5]. Часто сплави на основі системи нікель-титан визначають також як нікелід титану.

Виробництво нітінолу (нікеліду титану) є таким же непростим та надзвичайно енергоємним процесом, як і виробництво напівфабрикатів із високолегованих титанових сплавів.

Плавлення сплавів, що містять значну кількість титану, а в тому числі і нітінолу, неможливе на повітрі або в середовищі інертного газу через дуже високу спорідненість титану до кисню не дозволяє плавити нітінол (нікелід титану) в повітряній атмосфері або атмосфері інертного газу високо парціальний тиск кисню, який негайно взаємодіє з титаном у сплаві.Тому необхідною умовою плавки та лиття нікель-титанових сплавів є їх плавка та лиття злитків у вакуумованому просторі печі з залишковим тиском не більше 0.0001 мм.рт.ст без доступу повітря. Типова піч для плавки сплавів з високим вмістом титану - це вакуумно-дугова піч з витрачається або невитратним електродом, вакуумна піч з індукційним нагріванням, що забезпечує гарнісажну плавку, електронно-променева печі, плазмово-дугова піч (5).

Найбільша частина вартість напівфабрикатів з нітинолу (нікеліду титану) утворюється на етапі виплавки зливка для подальшої деформації та виробництва напівфабрикатів. Причина високої вартості полягає в необхідності виплавляти зливки з точністю співвідношення нікелю і титану один до одного, що у ряді випадків досягає сотих часток відсотка. Складність так званого «попадання» до складу обумовлює значну кількість шлюбу при виплавці злитків і часто необхідність кількох переплавів матеріалу, що супроводжуються значними втратами придатного металу (5).

Наступні операції деформації злитків вимагають дотримання високої точності, до 2-3 градусів Цельсія, дотримання температурних параметрів нагрівання заготовок для подальшої деформації. Комплексна механо-термічна обробка сплавів систем нікель-титан вимагає використання спеціальних дорогих і складних по конструкції установок для охолодження напівфабрикатів у рамках як високотемпературної, так і низькотемпературної механо-термічної обробки виробів, що виробляються.

Висока в'язкість та налипання на інструмент матеріалу ускладнює та робить дорогою та тривалою механічну обробку виробів, що призводить до прискореного зносу ріжучого інструменту (5).

Обширною сферою застосування сплавів із пам'яттю форми на основі системи нікель-титан стали медицина, космос, видобувна промисловість, виробництво різноманітних температурних датчиків та приводів, робототехніка під час створення тепломеханічних пристроїв та розробки спеціальних технологій тощо.

Застосування нітінолу (нікеліду титану) сплавів з пам'яттю форми в техніці:

• теплові мартенситні двигуни та перетворювачі теплової енергії на механічну, різні конструкції з робочим тілом у вигляді металу з пам'яттю форми, енергетика;
• зварні роз'ємні та нероз'ємні термомеханічні з'єднання деталей і трубопроводів, що самоущільнюються, муфти, втулки з пам'яттю форми;
• вузли кріплення, захвати, термочутливі механічні приводи;
• пристрої для затягування та дотягування різних варіантів, іншого термомеханічного кріплення, одноразові штифти, шпонки, шплінти, пістони, пальці, шпильки та заклепки, у тому числі для авіаційної техніки;
• активні елементи, що трансформуються термочутливі силові виконавчі конструкції різної конфігурації, в тому числі висувні телескопічні штанги, самоспрацьовують і саморозпрямляються, шарнірно з'єднані, телескопічні та параболічні антени, ферми, наприклад, для космічної техніки, повітрозабірники зі змінною геометрією для літаків, шев сопла) із змінною геометрією для двигунів літаків та інші пристрої авіа- та космічного призначення;
• приводи та виконавчі елементи пристроїв та механізмів, що працюють в агресивних атмосферах або в умовах радіаційного впливу на організм людини (космічні випромінювання, ядерні енергетичні установки, прискорювачі, дослідницькі та промислові ядерні установки);
• виконавчі механізми приладів та апаратів, наприклад, жорстких дисків комп'ютерів, сопел струменевих принтерів, сепаратори паперу копірів; теплові насоси, нагнітачі, домкрати, преси, інші акумулятори та трансформатори зусиль;
• елементи робототехніки та маніпулятори роботів (механічні м'язи);
• пристрої для механічного з'єднання електричних проводів без паяння за допомогою муфти;
• системи контролю автоматичного регулювання температури та стабілізації температурного режиму, теплового захисту, у тому числі пожежні сигналізації, автоматики, терморегулятори теплообмінних пристроїв та термостатів, термочутливі датчики;
• вентилі пневмосистем, регулятори тиску та витрати газу, що нагнітається (у тому числі газових турбін і турбін реактивних двигунів) або рідини, автоматичні заслінки, клапани гідросистем;
• запобіжні термоклапани у системах вентиляції, теплові замки, приводи кондиціонерів, вентиляційних кватирок теплиць, автосушарок, теплообмінні елементи;
• термочутливі елементи електричних ланцюгів, термореле для захисту електроланцюгів, розчіплювачі струму при перевантаженні, теплові вимикачі струму, термовимикачі, перемикачі та переривники комутаційних систем, автономні теплові пускачі;
• спринклери в пристроях автоматичного пожежогасіння, протипожежні клапани,
• сповіщувачі та інші елементи пристроїв аварійної сигналізації;
• термокомпенсатори деформацій та натягу в елементах конструкцій;
• помпи, свічки запалювання, елементи підвіски, гальмівних систем та систем зчеплення, вихлопу, ремені безпеки, різні приводи для автотранспорту;
• конструкції з високою демпфуючою здатністю, у тому числі шаруваті композиційні, елементи протиударних та вібропоглинаючих систем на автотранспорті та у віброустановках, пригнічувачі шуму;
• компресорні каркаси для жіночих корсетів та іншої жіночої білизни;
• елементи взуття, що підтримують її форму;
• рукавички з нітиноловою ниткою та інші тканини;
• скульптури з елементами, що реагують зміну температури;
• еластичні вудилища і приманки, що обертаються, для риболовлі;
• рибальські повідці з нітинолового (нікеліду титану) дроту;
• предмети інтер'єру та ювелірні вироби;
• сорочки з рукавами, що самозакочуються в жарку погоду (прасуються і гарячою парою праски, і феном);
• вироби захисту якості продукції;
• покриті нітинолом леза ковзанів, ножі, ножиці та ін;
• двигуни з нітинолу можна вважати прообразом великих і економічних енергогенераторів майбутнього: для приведення їх у рух, не потрібні енергії-необхідний лише невеликий градієнт температури води (наприклад, у південних морях вистачить різниці температур між поверхневими і глибинними шарами води для роботи енергогенатора).

Застосування нітінолу (нікеліду титану) сплавів із пам'яттю форми в медицині.

Травмотологія та ортопедія:

• черепно-мозкова хірургія;
• відновна спиномозкова хірургія та лікування вроджених та посттравматичних патологій (сколіоз, кіфоз, спондилодез) хребта, лікування переломів тіл хребців;
• пластика дужок хребців, лікування рецидивів гриж дисків;
• корекція аномалій опорно-рухового апарату, остеопластика та кісткова хірургія;
• компресійний остеосинтез при суглобових переломах, перелому трубчастих кісток та оперативному лікуванні плечового пояса та стегнової кістки плеснових кісток та кісток кисті;
• відновлення дистального міжгомілкового синдесмозу;
• фіксація кісткових структур наделастичним імплантатами з пористого проникного нікеліду титану;
• кісткова онкологія та пластичне відшкодування дефектів кісткових тканин;
• хірургічне лікування хронічного остеомієліту;
• армування великих трубчастих кісток при системних захворюваннях скелета;
• лікування черезкісних розривів сухожиль і накладання анастомозів сухожиль, клишоногості, тунельного синдрому.

Серцево-судинна малоінвазивна хірургія.

Ангіопластика, звуження та розширення, кліпування судин, оперативне лікування хронічної венозної недостатності, екстравазальна корекція функції венозних клапанів, лікування варикозної хвороби, шовний матеріал для лігування кровоносних судин; I

• ендопротезування для відновлення просвіту звужених, стенозованих або повністю обтурованих ділянок судин, протиемболічні інтравенозні кава-фільтри, порожнисті сітчасті та комірчасті судинні самовідновлювальні стенти, моностенти;
• закриття дефектів перегородок передсердь, біопротезування клапанів серця, анулопластика серцевих клапанів.

Стоматологія та щелепно-лицьова хірургія.

Відновна ендоскопічна малоінвазивна щелепно-лицьова хірургія, лікування захворювань та пошкоджень лицевого черепа, остеосинтез при| переломах нижньої та верхньої щелепи, виличної кістки, після остеотомії щелеп;

• ендопротезування орбіти та скронево-щелепного суглоба;
• хірургія вроджених ущелин піднебіння з використанням сітчастих наделастичних імплантатів;
• гнійна хірургія навколощелепних флегмон;
• вестибулопластика порожнини рота;
• естетична корекція спинки та кінчика носа;
• ортодонтія (корекція та виправлення зубощелепних аномалій та прикусу);
• дентальна імплантологія;
• ендодонтія кореневих каналів

Хірургія шлунково-кишкового тракту, абдомінальна хірургія та колопроктологія.

Торакоабдомінальна та шлунково-кишкова хірургія;

• пластика при перфоративній виразці шлунка, хірургічна гастроентерологія;
• стентування шлунка для лікування ожиріння та булімії;
• накладання стравохідного, міжкишкових компресійних анастомозів, у тому числі товстокишкових, формування холецистоентеро-холедохоентероанастомозу, стентування стравоходу;
• пластика черевної стінки, обтуратори грижових воріт, герніопластика вентральних пахових гриж, грижі стравохідного отвору;
• пластика прямої кишки та сфінктера, збереження функції товстокишкового тримання;
• штучні сфінктери, повношарова біопсія прямої кишки; хірургічне лікування при випаданні кишки з ануса; компресійна гемороїдектомія;
• лікування полікістозу нирок з використанням гранул із пористого нікеліду титану.

Ендоскопічна та лапароскопічна хірургія.

Урологічна хірургія, лікування стриктур уретри, дилатація уретри, анастс-мози уретри, трансуретральне стентування;

• видалення каменів та конкрементів із сечо- та жовчовивідних шляхів, очищення останніх від біліарного мулу, піску та сладжу;
• дистанційна ударно-хвильова літотрипсія;
• ендобіліарна хірургія, різні патології біліопанкреатодуоденальної зони;
• холангіостомія, холецистостомія, дренування жовчних шляхів;
• стентування гепатобіліарної системи, лікування структур холедоходуоденоанастомозу;
• дренування лімфоцелі;
• резекція шлунка, холецистектомія, апендектомія, ваготомія, геміколектомія, фундаплікація (кліпування);
• пункційна біопсія;
• нейрохірургія (дренування лікворних кіст головного мозку);
• кардіохірургія (електроди для електрокардіостимуляції).

Офтальмологія та мікрохірургія ока.

• імплантація штучного кришталика;
• глаукомне дренування;
• формування кукси очного яблука, ендопротезування дефектів стінок очної ямки;
• хірургічне лікування відшарування сітківки з використанням циркляжної нитки з нітінолу; - Наскрізне кератопротезування при більмах рогівки.

Гінекологія, урогінекологія та сексологія.

• лікування передпухлинних захворювань шийки матки, маркування зони інтраопераційної променевої терапії онкологічних хворих на гранули з пористого нікеліду титану (нітінолу);
• дилатація цервікального каналу при штучному перериванні вагітності;
• оперативне лікування прямокишково-піхвових нориць внаслідок післяпологових розривів промежини;
• внутрішньоматкові контрацептиви, кліпування фалопієвих труб;
• консервативне лікування дисфункції сечового міхура та сфінктерного апарату уретри, нетримання сечі у чоловіків та жінок;
• кольпоррафія; реконструкція пузьфно-піхвової перегородки при пролапсі; - реконструкція ректовагінальної перегородки та реконструкція тазового дна після екстирпації матки;
• оборотна чоловіча контрацепція, протези статевих органів, інтракавернозні імплантати.

Загальна та клінічна хірургія.

• дилатація, обмежувачі просвіту та ендопротезування деформованих порожнистих органів у різних анатомічних зонах;
• пластика дефектів тканинних перегородок, закриття нориць, реконструкція дефектів м'якотканних структур, оперативне лікування цирозу печінки;
• компресійна шовна сполука тканин, зведення країв рани, лікування гнійних ран;
• компресійне перетискання тканин внутрішніх органів;
• обтурування кровотеч внутрішніх органів, у тому числі паренхіматозних при глибоких колото-різаних ранах;
• відновна збережена отоларингологія (ендопротезування при лікуванні стінки слухового проходу, ковадла та середнього вуха, барабанної перетинки та вушної раковини, абсцесу перегородки носа, травм навколоносових пазух пухлин трахеї, гортані);
• високочастотна відкрита та ендохірургія (коагуляція, розсічення та резекція порожнистих трубчастих органів, тканин та пухлин, папілотомія, ендоваскулярна електрокоагуляція);
• косметична хірургія молочних залоз.

Серед асортименту виробів медичної техніки із наделастичних сплавів з пам'яттю форми найбільшого поширення набули: фіксатори різної, міні-фіксатори, компресійні, дистракційні та універсальні, а також узгоджені з біоритмами кісткової регенерації; кліпси; затискачі; дужки, скоби; скріпки; петлі; перемички, пружини, спіралі, кільця, дуги та інші дротяні елементи, штифти, джгути, трубки реконструктивні, втулки цільні та перфоровані, стрічки, пластини (плоскі, циліндричної незамкнутої форми, коригувальні та ін.), каркаси,

функціональні ортопедичні пояси, сітки безвузлові та плетені, стенти судинні та позасудинне застосування графти та фільтри, ендопротези серцевих клапанів, шовний матеріал, хірургічні нитки; фольги, гранули, імлантани, ендопротези та дублікатори заміщаючі та відновлювальні експандери, різні трансформовані спеціальні пристрої (коректори, дилататори, компресійно-дистракційні апарати) іншої різної конфігурації та форми, вироби їх композиційного матеріалу «біокераміка-нікелідтитан нікеліду тина(нітінолу), у тому числі армовані або насичені біоактивними та антибактеріальними добавками,

хірургічні інструменти з наделастичних сплавів з пам'яттю форми змінюваної геометрією: скальпелі та долота, стоматологічні шпателі, диссектори, распатори, зонди, хірургічні ложки та ножі, затискачі, щипці, пінцети, голки, розширювачі, у тому числі ранорасшир органів, протези (сітчасті, кератопротези та ін.) та ендопротези, пристрої доставки, гнучкі напрямні катетери,

літоекстрактори, тромбоекстрактори, кошики-пастки, бужі, електроди спеціальної форми, пристосування для накладання швів, пульпоекстрактори, ендодонтичні К-файли, римери, обтуратори, брекети, кріогенні аплікатори, кріоскальпелі, кріопінцети, періст.

1. Відкриття № 239 від 8 березня 1948 р. Г. В. Курдюмов, Л. Г. Хандрос. "Явлення термопружної рівноваги при фазових перетвореннях мартенситного типу – ефект Курдюмова".
2. В. А. Лихачов та ін. Ефект пам'яті форми - Л., Видавництво ЛДУ, 1987, 216 с.
3. Ооцука До., Сімідзу До., Судзукі Ю. Сплави з ефектом пам'яті форми: Пер. з яп. / За ред. Х. Фунакубо. - М: Металургія, 1990, 224 с.
4. WIKI 2/ Нітінол#Історія[Електронний ресурс].- Режим доступу: https://wiki2.org/ru/Нітінол#Історія (дата звернення: 13.09.2019).
5. Група НіТіМет Компані. Сплави з пам'яттю форми (Нітінол Ni - Ti) [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://niti-met.ru/niti.php (дата звернення: 11.09.2019).