Rozpoznání titanu od oceli

Jak rozpoznat titan od oceli?

Velké množství firem deklaruje, že jejich výrobky jsou titanové. Jak ale poznat že vás prodejce neošidil a zakoupená věc je opravdu vyrobená z titanu? Existuje několik přímých metod, jak titan poznat, a spousta metod nepřímých, kdy lze odhadnout materiál podle technologie, kterou byl předmět očividně vyroben. Nejčastěji dochází k záměně s nerezovými ocelemi.

Přímé metody rozpoznání titanu

První metoda je zřejmá, vychází totiž z často zmiňované nízké hustoty titanu. Stačí využít Archimedova zákona. Na váze zvážíme předmět, poté na váhu postavíme nádobu s vodou dostatečně velkou, aby se do ní celým svým objemem vešel zkoumaný předmět. Váhu vynulujeme. Zkoumaný předmět zavěsíme na tenkou nit a ponoříme do vody tak, aby se nedotýkal stěn ani dna nádoby a byl ponořený celým svým objemem. Odečteme hmotnost, která se rovná objemu předmětu (protože hustota vody ρ=1000 kgm-3). Nyní stačí podělit  hmotnost předmětu jeho objemem a dostaneme hustotu předmětu. Čistý titan (grade 1 – 4) má hustotu přibližně ρ=4500 kgm-3. Slitina titanu grade 5 má hustotu trochu nižší vlivem obsahu hliníku ρ=4450 kgm-3. V případě intermetalik titanu s niklem (nitinol) nebo hliníkem (aluminid titanu) se hustota liší od čistého titanu podstatněji, nicméně tyto materiály už za titan považovat nelze, nehledě na malou pravděpodobnost setkání s takto speciálními materiály. 

Druhá přímá metoda je podstatně jednodušší. Titan lze rozpoznat i podle jisker při broušení. Barva jisker ocelí (včetně nerezi) je oranžovo-žlutá, na rozdíl od titanu, jehož jiskry vydávají intenzivní bílou barvu. Platí pro všechny slitiny titanu.

Třetí metoda je založena na oxidaci povrchové vrstvy všech titanových slitin. Na výběr jsou dvě možnosti jak oxidaci provést. První možností je zvýšená teplota za přístupu vzduchu. Ideální je provést oxidaci v peci za teplot kolem 500-600°C (modrá až fialová barva). Odstín je velmi jasný (zvlášť na vyleštěném povrchu) a sytý. Nouzově lze použít zapalovač, který ale součást mírně začerní sazemi. V případě pochybností lze provést stejný postup i u ocelového vzorku a porovnat výsledky. Titan má vždy sytější barvy a širší barevné spektrum než oceli.

Druhou možností je provést anodickou oxidaci pomocí stejnosměrného proudu.

Nepřímé metody rozpoznání titanu

Nepřímé metody poskytují vodítko, jehož pomocí lze materiál většinou dobře odhadnout, ale vyžadují podrobnou znalost vlastností materiálů a výrobních technologií. V tomto článku bude popsán jen zlomek z nich, ale postačující pro rozpoznání titanu na většině běžných výrobků.

Pomocí svarů

• Běžnými svařovacími metodami nelze k titanu přivařit ocel, takže jestli je k výrobku přivařen očividně ocelový díl, zbytek výrobku je také ocelový.
• Pro svařování titanu je běžně používaná metoda TIG, pro kterou je charakteristická velmi dobrá ochrana svarové lázně. V případě, že je svar nesprávně provedený a kořen svaru není chráněn proti oxidaci, zabarví se do bíla a nedojde ke "slití" kořene. V případě svařování nerezi je sice potřeba kořen svaru chránit také, ale v případě špatné ochrany se zbarví do černa.
• Titanové svary provedené metodou TIG jsou vždy pokryty jemnými šupinkami

Charakteristické šupinky na titanovém svaru

• Přestože lze za určitých okolností titan svařovat i metodami MMA a MIG, v praxi se tyto metody používají velmi omezeně. Pokud je tedy svařenec zhotoven těmito metodami, pravděpodobně o titan nepůjde.

Pomocí ohybů

Čistý titan (grade 1) je nejvíce tažný ze všech slitin titanu. Přesto nedosahuje ani zdaleka tažnosti běžných nerezí, jako je třeba ANSI 304 (1.4301). Tažnost se nejvíce projeví na ohýbání trubek. V případě, že se na výrobku (např. výfuku) objeví ohyb trubky o velkém průměru (víc než 70 mm) a s malým rádiusem ohybu (1-1,5D), pravděpodobně o titan nepůjde. Kolena titanových výfuků o malých rádiusech ohybu nebo o velkých průměrech trubky se proto provádějí nejčastěji svařením velkého počtu rovných segmentů.

Segmentově provedený ohyb titanové trubky

Pomocí výrobní technologie

Vzhledem k vysoké reaktivitě se vzduchem lze titanové slitiny kovat a odlévat pouze pod vakuem nebo ochrannou atmosférou. Spolu s ostatními obtížemi to velmi prodražuje výrobu, proto se složité díly běžně vyrábí obráběním i ve větších sériích. Pokud je tedy zkoumaný předmět výkovek nebo odlitek, pravděpodobně není vyroben z titanu.