Tubi senza saldatura in titanio

Titanio | Tabella comparativa dei gradi delle leghe di titanio | Scambiatori di calore leggeri in titanio per applicazioni aeree | Titanio e leghe a base di titanio | Specifiche delle leghe di titanio | Leghe di titanio | Composizione chimica del titanio | Resistenza alla corrosione | Confronto Titanio | ASTM B265 | Composizione chimica ASTM B265

Titanio è un elemento chimico con il simbolo Ti e numero atomico 22. Talvolta chiamato "metallo dell'era spaziale", ha una bassa densità ed è un metallo forte e brillante, resistente alla corrosione (tra cui acqua di mare, acqua regia e cloro) metallo di transizione di colore argento.

Il titanio è stato scoperto in Inghilterra da William Gregor nel 1791 e chiamato da Martin Heinrich Klaproth con il nome dei Titani della mitologia greca. L'elemento è presente in una serie di depositi minerali, principalmente rutilo e ilmenite, ampiamente distribuiti nella crosta terrestre e nella litosfera, e si trova in quasi tutti gli esseri viventi, nelle rocce, nei corpi idrici e nei terreni. Il metallo viene estratto dai suoi principali minerali attraverso il processo Kroll o il processo Hunter. Il suo composto più comune, il biossido di titanio, è un popolare fotocatalizzatore ed è utilizzato nella produzione di pigmenti bianchi. Altri composti includono il tetracloruro di titanio (TiCl4), un componente delle cortine fumogene e dei catalizzatori, e il tricloruro di titanio (TiCl3), utilizzato come catalizzatore nella produzione di polipropilene.)

Il titanio può essere legato al ferro, alluminiovanadio, molibdeno, tra gli altri elementi, per produrre leghe leggere e resistenti per il settore aerospaziale (motori a reazione, missili e veicoli spaziali), militare, industriale (prodotti chimici e petrolchimici, impianti di desalinizzazione, pasta di legno e carta), automobilistico, agroalimentare, protesi mediche, impianti ortopedici, strumenti e lime dentali ed endodontiche, impianti dentali, articoli sportivi, gioielli, telefoni cellulari e altre applicazioni.

Le due proprietà più utili di questo metallo sono la resistenza alla corrosione e il più alto rapporto forza-peso di qualsiasi altro metallo. Allo stato non legato, il titanio è resistente come alcuni acciai, ma più leggero di 45%. Esistono due forme allotropiche e cinque isotopi di questo elemento presenti in natura, dal 46Ti al 50Ti, con il 48Ti che è il più abbondante (73,8%). Le proprietà del titanio sono chimicamente e fisicamente simili a quelle dello zirconio, perché entrambi hanno lo stesso numero di elettroni di valenza e si trovano nello stesso gruppo della tavola periodica.

Tubi Tubi Piastre Barre Tubi quadrati Calcolo del peso
Calcolo della pressione di esercizio dei tubi
Calcolatore di conversione Calcolo-Pressione|Peso|Temperatura|Volume|Lunghezza
Tabella di conversione Pressione|Sforzo|Massa|Lunghezza|Temperatura|Prelessi IS
Calcolatrice del peso dei metalli–Alluminio|Ottone|BronzoRame|Magnesio|PlasticaNichel|Acciaio inox|Acciaio|Titanio|Zinco
3.7235 | 3.7035 | 3.7025

Caratteristiche

Proprietà fisiche

Elemento metallico, il titanio è noto per il suo elevato rapporto resistenza/peso. È un metallo forte e a bassa densità, piuttosto duttile (soprattutto in un ambiente privo di ossigeno), lucido e di colore bianco metallico. Il punto di fusione relativamente alto (oltre 1.650 °C o 3.000 °F) lo rende utile come metallo refrattario. È paramagnetico e ha una conducibilità elettrica e termica piuttosto bassa. I gradi commerciali di titanio (puro al 99,2%) hanno una resistenza ultima resistenza alla trazione Il titanio è più denso dell'alluminio di 60%, ma più del doppio della lega di alluminio 6061-T6 più comunemente usata. Alcune leghe di titanio (ad esempio, Beta C) raggiungono una resistenza alla trazione di oltre 200.000 psi (1.400 MPa). Tuttavia, il titanio perde resistenza se riscaldato a temperature superiori a 430 °C (806 °F).

È abbastanza duro, anche se non quanto alcuni tipi di acciaio trattato termicamente, non è magnetico ed è uno scarso conduttore di calore ed elettricità. La lavorazione richiede precauzioni, in quanto il materiale si ammorbidisce e si incrina se non si utilizzano utensili affilati e metodi di raffreddamento adeguati. Come quelle in acciaio, le strutture in titanio hanno un limite di fatica che ne garantisce la longevità in alcune applicazioni.[10] Anche le rigidità specifiche delle leghe di titanio non sono generalmente all'altezza di altri materiali, come le leghe di alluminio e la fibra di carbonio, per cui vengono utilizzate meno per le strutture che richiedono un'elevata rigidità.

Il metallo è un allotropo dimorfico la cui forma esagonale alfa si trasforma in forma cubica (reticolare) centrata sul corpo a 882 °C (1.620 °F). Il calore specifico della forma alfa aumenta notevolmente quando viene riscaldato a questa temperatura di transizione, ma poi diminuisce e rimane abbastanza costante per la forma β indipendentemente dalla temperatura. Come per lo zirconio e l'afnio, esiste un'ulteriore fase omega, termodinamicamente stabile alle alte pressioni, ma metastabile a pressione ambiente. Questa fase è solitamente esagonale (ideale) o trigonale (distorta) e può essere vista come dovuta a un fonone acustico longitudinale morbido della fase β che causa il collasso dei piani (111) degli atomi.

Composizione chimica

La proprietà chimica più nota del titanio è la sua eccellente resistenza alla corrosione; è quasi altrettanto resistente del platino, in grado di resistere all'attacco dell'acido solforico e dell'acido cloridrico diluiti, nonché del cloro gassoso, delle soluzioni di cloruro e della maggior parte degli acidi organici. Tuttavia, è solubile negli acidi concentrati. Il seguente diagramma di Pourbaix mostra che il titanio è in realtà un metallo termodinamicamente molto reattivo.

Il diagramma di Pourbaix per il titanio in acqua pura, acido perclorico o idrossido di sodio Tuttavia, il titanio reagisce lentamente con l'acqua e l'aria, perché forma un rivestimento di ossido passivo e protettivo che lo protegge da ulteriori reazioni. Quando si forma per la prima volta, questo strato protettivo ha uno spessore di soli 1-2 nm, ma continua a crescere lentamente, raggiungendo uno spessore di 25 nm in quattro anni. Tuttavia, se esposto a temperature elevate nell'aria, reagisce prontamente con l'ossigeno.

Questo avviene a 1.200 °C (2.190 °F) in aria e a 610 °C (1.130 °F) in ossigeno puro, formando biossido di titanio. Di conseguenza, il metallo non può essere fuso all'aria aperta perché brucia prima di raggiungere il punto di fusione. La fusione è possibile solo in atmosfera inerte o nel vuoto. A 550 °C (1.022 °F) si combina con il cloro. Reagisce anche con gli altri alogeni e assorbe idrogeno.

Il titanio è uno dei pochi elementi che brucia in azoto puro, reagendo a 800 °C (1.470 °F) per formare nitruro di titanio, che causa infragilimento. Gli esperimenti hanno dimostrato che il titanio naturale diventa radioattivo dopo essere stato bombardato con deuteroni, emettendo principalmente positroni e raggi gamma duri.

Composti

Punta da trapano rivestita in TiNLo stato di ossidazione +4 domina la chimica del titanio, ma sono comuni anche i composti allo stato di ossidazione +3. A causa di questo elevato stato di ossidazione, molti composti del titanio presentano un elevato grado di legame covalente. Gli zaffiri e i rubini stellati traggono il loro asterismo dalle impurità di biossido di titanio in essi presenti. I titanati sono composti a base di biossido di titanio. Il titanato di bario ha proprietà piezoelettriche, che ne consentono l'uso come trasduttore nell'interconversione di suono ed elettricità. Gli esteri di titanio si formano dalla reazione di alcoli e tetracloruro di titanio e sono utilizzati per impermeabilizzare i tessuti.

Nitruro di titanio (TiN), avente una durezza equivalente allo zaffiro e al carborundum (9,0 sulla scala Mohs), è spesso utilizzato per rivestire utensili da taglio, come le punte da trapano. Trova anche impiego come finitura decorativa color oro e come metallo barriera nella fabbricazione di semiconduttori.

Il tetracloruro di titanio (cloruro di titanio(IV), TiCl4, talvolta chiamato "solletico") è un liquido incolore utilizzato come intermedio nella produzione di biossido di titanio per le vernici. Il titanio forma anche un cloruro inferiore, il cloruro di titanio(III) (TiCl3), utilizzato come agente riducente. Il dicloruro di titanocene è un importante catalizzatore per la formazione del legame carbonio-carbonio. L'isopropossido di titanio è utilizzato per l'epossidazione Sharpless. Altri composti includono il bromuro di titanio (utilizzato in metallurgia, nelle superleghe e nei cablaggi e rivestimenti elettrici ad alta temperatura) e il carburo di titanio (presente negli utensili da taglio e nei rivestimenti ad alta temperatura).

Occorrenza

Produzione 2003 di biossido di titanio, in migliaia di tonnellate.Produttore Produzione
% di totale
Australia 1291,0 30,6
Sudafrica 850,0 20,1
Canada 767,0 18,2
Norvegia 382,9 9,1
Ucraina 357,0 8,5
Altri paesi 573,1 13,6
Totale mondo 4221,0 100,0

A causa dell'arrotondamento, i valori non sono pari a 100%.Il titanio è sempre legato ad altri elementi in natura. È il nono elemento più abbondante nella crosta terrestre (0,63% in massa) e il settimo metallo più abbondante. È presente nella maggior parte delle rocce ignee e nei sedimenti da esse derivati (oltre che negli esseri viventi e nei corpi idrici naturali). Degli 801 tipi di rocce ignee analizzate dal Servizio Geologico degli Stati Uniti, 784 contenevano titanio. La sua percentuale nei terreni è di circa 0,5-1,5%.

È ampiamente distribuito e si trova principalmente nei minerali anatasio, brookite, ilmenite, perovskite, rutilo, titanite (sfene), nonché in molti minerali di ferro. Di questi minerali, solo il rutilo e l'ilmenite hanno una certa importanza economica, ma anche loro sono difficili da trovare in alte concentrazioni. Giacimenti significativi di ilmenite titanio esistono in Australia occidentale, Canada, Cina, India, Nuova Zelanda, Norvegia e Ucraina. Grandi quantità di rutilo vengono estratte anche in Nord America e in Sudafrica e contribuiscono alla produzione annuale di 90.000 tonnellate del metallo e di 4,3 milioni di tonnellate di biossido di titanio. Si stima che le riserve totali di titanio superino i 600 milioni di tonnellate.

Il titanio è contenuto nei meteoriti ed è stato rilevato nel Sole e nelle stelle di tipo M, il tipo di stella più freddo con una temperatura superficiale di 3.200 °C (5.790 °F). Le rocce riportate dalla Luna durante la missione Apollo 17 sono composte da 12,1% TiO2. Si trova anche nelle ceneri di carbone, nelle piante e persino nel corpo umano.

Isotopi

Articolo principale: Isotopi del titanio
Il titanio presente in natura è composto da 5 isotopi stabili: 46Ti, 47Ti, 48Ti, 49Ti e 50Ti, con il 48Ti che è il più abbondante (abbondanza naturale 73,8%). Sono stati caratterizzati undici radioisotopi: i più stabili sono il 44Ti con un tempo di dimezzamento di 63 anni, il 45Ti con un tempo di dimezzamento di 184,8 minuti, il 51Ti con un tempo di dimezzamento di 5,76 minuti e il 52Ti con un tempo di dimezzamento di 1,7 minuti. Tutti i restanti isotopi radioattivi hanno emivite inferiori a 33 secondi e la maggior parte di essi ha emivite inferiori a mezzo secondo.
Gli isotopi del titanio hanno un peso atomico compreso tra 39,99 u (40Ti) e 57,966 u (58Ti). La modalità di decadimento primaria prima dell'isotopo stabile più abbondante, 48Ti, è la cattura di elettroni e la modalità primaria dopo è l'emissione beta. I prodotti primari di decadimento prima del 48Ti sono isotopi dell'elemento 21 (scandio) e i prodotti primari dopo sono isotopi dell'elemento 23 (vanadio).
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La storia

Martin Heinrich Klaproth diede al titanio il nome dei Titani della mitologia greca.Il titanio fu scoperto incluso in un minerale in Cornovaglia, Inghilterra, nel 1791 dal geologo dilettante e parroco William Gregor, allora vicario della parrocchia di Creed.[30] Egli riconobbe la presenza di un nuovo elemento nell'ilmenite quando trovò della sabbia nera vicino a un ruscello nella vicina parrocchia di Manaccan e notò che la sabbia era attratta da un magnete. L'analisi della sabbia determinò la presenza di due ossidi metallici: l'ossido di ferro (che spiegava l'attrazione per il magnete) e 45,25% di un ossido metallico bianco che non riuscì a identificare. Gregor, rendendosi conto che l'ossido non identificato conteneva un metallo che non corrispondeva alle proprietà di nessun elemento conosciuto, riferì le sue scoperte alla Royal Geological Society of Cornwall e sulla rivista scientifica tedesca Crell's Annalen. Nello stesso periodo, Franz-Joseph Müller von Reichenstein produsse una sostanza simile, ma non riuscì a identificarla. L'ossido fu riscoperto indipendentemente nel 1795 dal chimico tedesco Martin Heinrich Klaproth nel rutilo proveniente dall'Ungheria. Klaproth scoprì che conteneva un nuovo elemento e gli diede il nome dei Titani della mitologia greca. Dopo aver saputo della precedente scoperta di Gregor, egli ottenne un campione di manaccanite e confermò che conteneva titanio.

I processi necessari per estrarre il titanio dai suoi vari minerali sono laboriosi e costosi; non è possibile ridurlo nel modo normale, riscaldandolo in presenza di carbonio, perché ciò produce carburo di titanio. Il titanio metallico puro (99,9%) è stato preparato per la prima volta nel 1910 da Matthew A. Hunter al Rensselaer Polytechnic Institute riscaldando TiCl4 con sodio a 700-800 °C nel processo Hunter. Il titanio metallico non fu utilizzato al di fuori del laboratorio fino al 1932, quando William Justin Kroll dimostrò che poteva essere prodotto riducendo il tetracloruro di titanio (TiCl4) con il calcio. Otto anni dopo perfezionò questo processo utilizzando il magnesio e persino il sodio in quello che divenne noto come processo Kroll. Sebbene la ricerca continui a studiare processi più efficienti e meno costosi (ad esempio, FFC Cambridge), il processo Kroll è ancora utilizzato per la produzione commerciale.
Spugna di titanio, ottenuta con il processo Kroll Il titanio di altissima purezza è stato prodotto in piccole quantità quando Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer hanno scoperto il processo dello ioduro, o barra di cristallo, nel 1925, facendo reagire lo iodio e decomponendo i vapori formati su un filamento caldo fino a ottenere il metallo puro.

Negli anni '50 e '60 l'Unione Sovietica è stata pioniera nell'uso del titanio in applicazioni militari e sottomarine (Classe Alfa e Classe Mike) nell'ambito dei programmi legati alla Guerra Fredda. A partire dai primi anni Cinquanta, il titanio iniziò a essere ampiamente utilizzato per l'aviazione militare, in particolare per i jet ad alte prestazioni, a partire da velivoli come l'F100 Super Sabre e il Lockheed A-12.

Negli Stati Uniti, il Dipartimento della Difesa si rese conto dell'importanza strategica del metallo e sostenne i primi sforzi di commercializzazione. Per tutto il periodo della Guerra Fredda, il titanio è stato considerato un materiale strategico dal governo statunitense e il Defense National Stockpile Center ha mantenuto un'ampia scorta di spugna di titanio, che è stata infine esaurita nel 2005. Oggi, si stima che il maggior produttore mondiale, VSMPO-Avisma, con sede in Russia, rappresenti circa 29% della quota di mercato mondiale.

Nel 2006, l'Agenzia per la Difesa degli Stati Uniti ha assegnato $5,7 milioni di euro a un consorzio di due aziende per sviluppare un nuovo processo di produzione di polvere metallica di titanio. Sottoposta a calore e pressione, la polvere può essere utilizzata per creare oggetti resistenti e leggeri, dai rivestimenti per armature ai componenti per l'industria aerospaziale, dei trasporti e della lavorazione chimica. Produzione e fabbricazione.

Titanio (concentrato minerale) La lavorazione del titanio metallico avviene in 4 fasi principali: riduzione del minerale di titanio in "spugna", una forma porosa; fusione della spugna, o della spugna più una lega principale per formare un lingotto; fabbricazione primaria, in cui il lingotto viene convertito in prodotti generici come billette, barre, lamiere, nastri e tubi; fabbricazione secondaria di forme finite da prodotti di laminazione.

Poiché il metallo reagisce con l'ossigeno ad alte temperature, non può essere prodotto per riduzione del suo biossido. Il titanio metallico viene quindi prodotto commercialmente attraverso il processo Kroll, un processo discontinuo complesso e costoso. (Il valore di mercato relativamente alto del titanio è dovuto principalmente alla sua lavorazione, che sacrifica un altro metallo costoso, il magnesio). Nel processo di Kroll, l'ossido viene prima convertito in cloruro attraverso la carboclorurazione, in cui il cloro gassoso viene fatto passare sul rutilo o sull'ilmenite arroventati in presenza di carbonio per ottenere TiCl4. Questo viene condensato e purificato per distillazione frazionata e poi ridotto con magnesio fuso a 800 °C in atmosfera di argon.

Un metodo sviluppato di recente, il processo FFC di Cambridge, potrebbe sostituire il processo Kroll. Questo metodo utilizza la polvere di biossido di titanio (che è una forma raffinata di rutilo) come materia prima per ottenere il prodotto finale, che può essere una polvere o una spugna. Se si utilizzano polveri di ossidi misti, il prodotto è una lega fabbricata a un costo molto inferiore rispetto al processo convenzionale di fusione in più fasi. Il processo FFC di Cambridge potrebbe rendere il titanio un materiale meno raro e costoso per l'industria aerospaziale e il mercato dei beni di lusso e potrebbe essere utilizzato in molti prodotti attualmente fabbricati con alluminio e acciai speciali.

Le comuni leghe di titanio si ottengono per riduzione. Ad esempio, vengono ridotti il cuprotitanio (rutilo con aggiunta di rame), il titanio ferrocarburico (ilmenite ridotta con coke in un forno elettrico) e il manganotitanio (rutilo con manganese o ossidi di manganese).

2 FeTiO3 + 7 Cl2 + 6 C → 2 TiCl4 + 2 FeCl3 + 6 CO (900 °C)
TiCl4 + 2 Mg → 2 MgCl2 + Ti (1100 °C)

Circa 50 gradi di titanio e leghe di titanio sono designati e attualmente utilizzati, anche se solo un paio di dozzine sono facilmente disponibili in commercio. L'ASTM International riconosce 31 gradi di titanio metallico e leghe, di cui i gradi da 1 a 4 sono commercialmente puri (non legati). Questi quattro gradi si distinguono per i diversi gradi di resistenza alla trazione, in funzione del contenuto di ossigeno: il grado 1 è il più duttile (resistenza alla trazione più bassa con un contenuto di ossigeno di 0,18%) e il grado 4 il meno duttile (resistenza alla trazione più alta con un contenuto di ossigeno di 0,40%). I restanti gradi sono leghe, ciascuna progettata per scopi specifici, quali duttilità, resistenza, durezza, resistività elettrica, resistenza al creep, resistenza alla corrosione da mezzi specifici o una combinazione di questi.

I gradi coperti da ASTM e altre leghe sono prodotti anche per soddisfare le specifiche aerospaziali e militari (SAE-AMS, MIL-T), gli standard ISO e le specifiche nazionali, nonché le specifiche proprietarie degli utenti finali per applicazioni aerospaziali, militari, mediche e industriali.

In termini di fabbricazione, tutte le saldature del titanio devono essere eseguite in un'atmosfera inerte di argon o elio, al fine di proteggerlo dalla contaminazione con gas atmosferici come ossigeno, azoto o idrogeno. La contaminazione causerà una serie di condizioni, come l'infragilimento, che ridurrà l'integrità delle saldature di assemblaggio e porterà al fallimento del giunto. I prodotti piani commercialmente puri (lamiere e lastre) possono essere formati facilmente, ma la lavorazione deve tenere conto del fatto che il metallo ha una "memoria" e tende a tornare indietro. Ciò è particolarmente vero per alcune leghe ad alta resistenza. Il metallo può essere lavorato con le stesse attrezzature e con gli stessi processi dell'acciaio inossidabile.

Applicazioni

Il titanio è utilizzato nell'acciaio come elemento di lega (ferro-titanio) per ridurre la dimensione dei grani e come disossidante, e nei tubi di acciaio inossidabile per ridurre il contenuto di carbonio.Il titanio è spesso legato all'alluminio (per affinare la granulometria), al vanadio, al rame (per indurire), al ferro, al manganese, al molibdeno e ad altri metalli.[49] Le applicazioni per i prodotti in titanio (lamiere, lastre, barre, fili, fucinati, getti) si trovano nei mercati industriali, aerospaziali, ricreativi ed emergenti. Il titanio in polvere è utilizzato in pirotecnica come fonte di particelle luminose.

Pigmenti, additivi e rivestimenti

Il biossido di titanio è il composto di titanio più comunemente utilizzato Circa 95% del minerale di titanio estratto dalla Terra è destinato alla raffinazione in biossido di titanio (TiO2), un pigmento permanente di colore bianco intenso utilizzato in vernici, carta, dentifricio e plastica. Viene utilizzato anche nel cemento, nelle pietre preziose, come opacizzante ottico nella carta e come agente rinforzante nelle canne da pesca e nelle mazze da golf in grafite.

La polvere di TiO2 è chimicamente inerte, resiste allo sbiadimento alla luce del sole ed è molto opaca: ciò le consente di conferire un colore bianco puro e brillante alle sostanze chimiche marroni o grigie che costituiscono la maggior parte delle plastiche domestiche. In natura, questo composto si trova nei minerali anatasio, brookite e rutilo La vernice realizzata con il biossido di titanio resiste bene alle temperature più rigide, è in qualche modo autopulente e resiste agli ambienti marini. Il biossido di titanio puro ha un indice di rifrazione molto elevato e una dispersione ottica superiore a quella del diamante. Oltre a essere un pigmento molto importante, il biossido di titanio è utilizzato anche nelle creme solari per la sua capacità di proteggere la pelle da solo.

Recentemente è stato utilizzato nei depuratori d'aria (come rivestimento filtrante) o nelle pellicole utilizzate per rivestire le finestre degli edifici che, esposte alla luce UV (solare o artificiale) e all'umidità dell'aria, producono specie reattive come i radicali idrossilici che possono purificare l'aria o mantenere pulite le superfici delle finestre.

Aerospaziale e navale
Grazie all'elevato rapporto tra resistenza alla trazione e densità, all'alta resistenza alla corrosione, alla resistenza alla fatica, all'alta resistenza alle cricche e alla capacità di resistere a temperature moderatamente elevate senza strisciare, le leghe di titanio sono utilizzate per aerei, blindature, navi militari, veicoli spaziali e missili. Per queste applicazioni, il titanio in lega con alluminio, vanadio e altri elementi viene utilizzato per una varietà di componenti, tra cui parti strutturali critiche, pareti tagliafuoco, carrelli di atterraggio, condotti di scarico (elicotteri) e sistemi idraulici. Di fatto, circa due terzi di tutto il metallo di titanio prodotto è utilizzato nei motori e nei telai degli aerei. L'SR-71 "Blackbird" è stato uno dei primi velivoli a fare largo uso di titanio nella sua struttura, aprendo la strada al suo utilizzo nei moderni aerei militari e commerciali. Si stima che 59 tonnellate metriche (130.000 libbre) siano utilizzate nel Boeing 777, 45 nel Boeing 747, 18 nel Boeing 737, 32 nell'Airbus A340, 18 nell'Airbus A330 e 12 nell'Airbus A320. L'Airbus A380 può utilizzare 146 tonnellate metriche, di cui circa 26 tonnellate nei motori.[55] Nelle applicazioni dei motori, il titanio è utilizzato per i rotori, le pale dei compressori, i componenti del sistema idraulico e le gondole. La lega di titanio 6AL-4V rappresenta quasi il 50% di tutte le leghe utilizzate nelle applicazioni aeronautiche.

Grazie alla sua elevata resistenza alla corrosione dell'acqua di mare, il titanio viene utilizzato per la produzione di alberi delle eliche e sartiame, per gli scambiatori di calore degli impianti di desalinizzazione, per i riscaldatori e i refrigeratori degli acquari d'acqua salata, per le lenze e le guide da pesca e per i coltelli da sub. Il titanio viene utilizzato per produrre gli alloggiamenti e altri componenti dei dispositivi di sorveglianza e monitoraggio oceanici per uso scientifico e militare. L'ex Unione Sovietica ha sviluppato tecniche per realizzare sottomarini in gran parte in titanio.

Industriale
I tubi in titanio saldati e le apparecchiature di processo (scambiatori di calore, serbatoi, recipienti di processo, valvole) sono utilizzati nell'industria chimica e petrolchimica principalmente per la resistenza alla corrosione. Leghe specifiche sono impiegate nelle applicazioni di idrometallurgia del nichel e del sottosuolo, grazie all'elevata resistenza del titanio Beta C, alla resistenza alla corrosione o alla combinazione di entrambi. L'industria della cellulosa e della carta utilizza il titanio nelle apparecchiature di processo esposte a mezzi corrosivi come l'ipoclorito di sodio o il cloro gassoso umido (nella sbiancatura). Altre applicazioni includono: ultrasuoni saldatura, saldatura a onda e sputtering.
Il tetracloruro di titanio (TiCl4), un liquido incolore, è importante come intermedio nel processo di produzione del TiO2 e viene utilizzato anche per produrre il catalizzatore di Ziegler-Natta; viene utilizzato per iridizzare il vetro e, poiché emette forti fumi nell'aria umida, viene anche utilizzato per produrre cortine fumogene.

Consumatori e architettura
Il titanio metallico è utilizzato nelle applicazioni automobilistiche, in particolare nelle corse automobilistiche e motociclistiche, dove la riduzione del peso è fondamentale pur mantenendo un'elevata resistenza e rigidità. Il metallo è generalmente troppo costoso per renderlo commerciabile sul mercato generale dei consumatori, a parte i prodotti di fascia alta, in particolare per il mercato delle corse e delle prestazioni. Le Corvette di ultima generazione sono state dotate di scarichi in titanio.
Il titanio è utilizzato in molti articoli sportivi: racchette da tennis, mazze da golf, aste di bastoni da lacrosse; griglie per caschi da cricket, hockey, lacrosse e calcio; telai e componenti di biciclette. Sebbene non sia un materiale mainstream per la produzione di biciclette, le bici in titanio sono state utilizzate da squadre di corsa e ciclisti d'avventura. Le leghe di titanio vengono utilizzate anche per le montature degli occhiali, ottenendo così una montatura piuttosto costosa, ma molto resistente e duratura, leggera e che non provoca allergie cutanee. Molti backpacker utilizzano attrezzature in titanio, tra cui pentole, utensili per mangiare, lanterne e picchetti per le tende. Anche se leggermente più costosi delle alternative tradizionali in acciaio o alluminio, questi prodotti in titanio possono essere significativamente più leggeri senza compromettere la resistenza. Il titanio è anche preferito dai maniscalchi, poiché è più leggero e più resistente dell'acciaio quando viene formato in ferri di cavallo.
Grazie alla sua durata, il titanio è diventato più popolare per i gioielli di design (in particolare per gli anelli in titanio). La sua inerzia lo rende una buona scelta per chi soffre di allergie o per chi indosserà i gioielli in ambienti come le piscine. La durata, la leggerezza, la resistenza alle ammaccature e alla corrosione del titanio lo rendono utile nella produzione di casse per orologi.[64] Alcuni artisti lavorano con il titanio per produrre opere d'arte come sculture, oggetti decorativi e mobili.
Il titanio è stato occasionalmente utilizzato in applicazioni architettoniche: il monumento commemorativo di 40 metri di Yuri Gagarin, il primo uomo a viaggiare nello spazio, a Mosca, è realizzato in titanio per il colore attraente del metallo e l'associazione con la missilistica. Il Guggenheim Museum di Bilbao e la Cerritos Millennium Library sono stati i primi edifici, rispettivamente in Europa e in Nord America, a essere rivestiti con pannelli di titanio. Tra le altre costruzioni in cui è stato utilizzato il rivestimento in titanio si ricordano il Frederic C. Hamilton Building di Denver, in Colorado, e il Monumento ai Conquistatori dello Spazio di Mosca, lungo 107 m (350 piedi).
Grazie alla sua superiore resistenza e leggerezza rispetto agli altri metalli tradizionalmente utilizzati nelle armi da fuoco (acciaio, acciaio inossidabile e alluminio) e ai progressi nelle tecniche di lavorazione dei metalli, l'uso del titanio si è diffuso nella produzione di armi da fuoco. I principali impieghi includono i telai delle pistole e i cilindri dei revolver. Per questi stessi motivi, viene utilizzato anche per la scocca dei computer portatili (ad esempio, nella linea PowerBook di Apple).
Anche alcune categorie di utensili di fascia alta, realizzati per essere leggeri e resistenti alla corrosione, come le pale e le torce, sono realizzate in titanio o in leghe di titanio.

Medico
Impianti ortopedici
Grazie alla sua biocompatibilità (non è tossico e non viene rigettato dall'organismo), il titanio viene utilizzato in una vasta gamma di applicazioni mediche, tra cui strumenti chirurgici e impianti, come le sfere e le cavità dell'anca (protesi articolari), che possono rimanere al loro posto fino a 20 anni. Il titanio è spesso legato con circa 4% di alluminio o 6% di Al e 4% di vanadio.
Il titanio ha la proprietà intrinseca di osteointegrarsi, consentendo l'utilizzo di impianti dentali che possono rimanere in sede per oltre 30 anni. Questa proprietà è utile anche per le applicazioni di impianti ortopedici, che beneficiano del modulo di elasticità più basso del titanio (modulo di Young), che si avvicina maggiormente a quello dell'osso che tali dispositivi sono destinati a riparare. Di conseguenza, i carichi scheletrici sono ripartiti in modo più uniforme tra l'osso e l'impianto, con una minore incidenza di degrado osseo dovuto alla schermatura delle sollecitazioni e alle fratture ossee periprotesiche che si verificano ai confini degli impianti ortopedici. Tuttavia, la rigidità delle leghe di titanio è ancora più del doppio di quella dell'osso, per cui l'osso adiacente sopporta un carico notevolmente ridotto e può deteriorarsi. Poiché il titanio non è ferromagnetico, i pazienti con impianti in titanio possono essere esaminati in modo sicuro con la risonanza magnetica (conveniente per gli impianti a lungo termine). La preparazione del titanio per l'impianto nel corpo prevede che venga sottoposto a un arco di plasma ad alta temperatura che rimuove gli atomi superficiali, esponendo il titanio fresco che viene immediatamente ossidato.
Piercing
La sua inerzia e la capacità di essere colorato in modo attraente lo rendono un metallo popolare per l'uso nel body piercing. Il titanio può essere anodizzato per produrre vari colori, che variano lo spessore dello strato di ossido superficiale e causano frange di interferenza. Il titanio è utilizzato anche per gli strumenti chirurgici utilizzati nella chirurgia a guida d'immagine, nonché per sedie a rotelle, stampelle e qualsiasi altro prodotto in cui siano desiderabili un'elevata resistenza e un peso ridotto.
Precauzioni
L'ortica contiene fino a 80 parti per milione di titanio. Il titanio non è tossico nemmeno in dosi elevate e non svolge alcun ruolo naturale all'interno del corpo umano. Si stima che circa 0,8 milligrammi di titanio vengano ingeriti dagli esseri umani ogni giorno, ma la maggior parte passa senza essere assorbita.[29] Tuttavia, ha la tendenza a bioaccumularsi nei tessuti che contengono silice. Un meccanismo sconosciuto nelle piante potrebbe utilizzare il titanio per stimolare la produzione di carboidrati e incoraggiare la crescita. Questo può spiegare perché la maggior parte delle piante contiene circa 1 parte per milione (ppm) di titanio, le piante alimentari hanno circa 2 ppm e l'equiseto e l'ortica ne contengono fino a 80 ppm.
Come polvere o sotto forma di trucioli metallici, il titanio metallico presenta un notevole rischio di incendio e, se riscaldato in aria, un rischio di esplosione. I metodi di estinzione degli incendi basati sull'acqua e sul biossido di carbonio sono inefficaci per il titanio in fiamme; è necessario invece utilizzare agenti antincendio a polvere secca di Classe D.
Quando viene utilizzato nella produzione o nella manipolazione del cloro, è necessario prestare attenzione a utilizzare il titanio solo in luoghi in cui non sia esposto al gas di cloro secco, che può provocare un incendio di titanio e cloro. Il rischio di incendio esiste anche quando il titanio viene utilizzato nel cloro umido, a causa di una possibile essiccazione imprevista provocata da condizioni meteorologiche estreme.
Il titanio può prendere fuoco quando una superficie fresca e non ossidata entra in contatto con l'ossigeno liquido. Tali superfici possono comparire quando la superficie ossidata viene colpita da un oggetto duro o quando una sollecitazione meccanica provoca la comparsa di una crepa. Ciò rappresenta una possibile limitazione per l'uso nei sistemi a ossigeno liquido, come quelli dell'industria aerospaziale.