Titaanin luonne ja tarkoitus

Titaanin atomimassa on 47,90. Ulkoinen elektroninen rakenne - 3d4s. Sulamispiste 1667 astetta C. Kiehumispiste 3285 astetta. Tiheys (20 astetta C) 4,5 g/cm3. Titaanilla on aktiivisempia kemiallisia ominaisuuksia ja se voi tuottaa stabiileja yhdisteitä hapen, typen, rikin ja hiilen kanssa.
Titaanirautaa käytetään teräksen valmistuksessa ilmanpoistona, kaasunpoistona sekä hiilen ja rikin stabilointiaineena. Titaanin koksinpoistorauhoiteteräksen tuotanto voi vähentää harkon yläosan erottelua, parantaa teräksen laatua ja parantaa harkon tuotantonopeutta. Teräsnesteeseen liuennut titaani ja typpi voidaan yhdistää muodostamaan stabiili titaaninitridi, joka eliminoi typen negatiiviset vaikutukset teräksen ominaisuuksiin. Titaani ja rikki teräsnesteessä muodostavat titaanisulfidia, joka eliminoi rautasulfidin muodostumisen, mikä johtaa lämpöhaurastumiseen. Titaani ja hiili muodostavat erittäin vakaan titaanikarbidin, titaanikarbidihiukkaset voivat estää teräsrakeiden kasvua, jalostaa teräskudosta niin, että teräksen lujuus kasvaa. Titaanin ja hiilen välinen kemiallinen affiniteetti on suurempi kuin kromilla ja hiilellä, titaaniraudan lisääminen ruostumattomaan teräkseen hiilen kiinnittämiseksi voi eliminoida kromin ehtymisen ruostumattoman teräksen kiderajalla ja parantaa ruostumattoman teräksen korroosionkestävyyttä. Viime vuosina titaani on valmistanut erittäin lujaa niukkaseosteista terästä mikroseoselementtinä. Titaanin lisääminen valurautaan edistää hienokiteisen grafiitin muodostumista, ja sillä on myös rooli valukankaan kaasunpoistossa, lisääntymisessä, puhdistamisessa ja jalostuksessa, mikä parantaa valun kulutuskestävyyttä. Titaanin lisääminen lämmönkestävään valuraudaan voi parantaa valuraudan lämmönkestävyyttä. Lisäksi titaanikomposiittiseoksia käytetään lisäaineina superseosten ja alumiiniseosten valmistuksessa. Titaanirautaa pinnoituskomponenttina sisältävä elektrodi voi parantaa hitsauksen laatua.
Titaanirauta on erikoisseoksen laajempi käyttö, teräksen tuotantoprosessissa teräkseen lisättävänä seosaineena, sillä on rooli kankaan rakeiden jalostuksessa, kiinteiden rakoelementtien (C, N), teräksen lujuuden lisäämisessä ja niin edelleen. Ruostumatonta terästä ja lämmönkestävää terästä sulatettaessa titaani ja hiilisiirtymä syntetisoivat pysyviä yhdisteitä, jotka estävät kromikarbidin muodostumisen vähentäen siten kiteiden välistä korroosiota ja parantaen kromi---nikkeliruostumattoman teräksen hitsausominaisuuksia. Titaanin hapettumisenestotuotteet kelluvat helposti, ja rauhoittavan teräksen titaanin deoksidaatio voi vähentää harkon yläosan erottumista, mikä parantaa harkon laatua ja parantaa harkon tuotantonopeutta. Titaani sitoutuu teräsveteen liuenneen typen kanssa muodostaen stabiilia titaaninitridia, joka on teräsveteen liukenematon. Korkea titaani on myös välttämätön seosaine korkean lämpötilan rautapohjaisten metalliseosten ja korkealaatuisen ruostumattoman teräksen sulattamiseen. Teräksen laadun parantuessa ja valikoiman kasvaessa titaaniraudan laadulle ja laaduille asetettavat vaatimukset kasvavat. Kansainvälisillä markkinoilla on vahva kysyntä korkeatitaanista rautaa sisältävälle titaanipitoiselle raudalle, mutta Kiinan nykyiset rautaseostehtaat tuottavat yleensä vain tavallista keski- ja matalatitaanista rautaa. Vain harvat valmistajat valmistavat virallisesti W(Ti)= 65% ~ 75%, w(Al) 4% korkean titaaniraudan.