Titanium naadloze buizen

Titanium | Vergelijkingstabel titaniumlegering | Lichtgewicht titanium warmtewisselaars voor toepassingen in de lucht | Titaan en legeringen op basis van titaan | Specificaties titaniumlegeringen | Titaanlegeringen | Titanium Chemische Samenstelling | Corrosiebestendigheid | Vergelijking Titanium | ASTM B265 | ASTM B265 Chemische Samenstelling

Titanium is een chemisch element met het symbool Ti en atoomnummer 22. Het wordt ook wel het "ruimtevaartmetaal" genoemd, heeft een lage dichtheid en is sterk en glanzend, corrosiebestendig (inclusief zeewater, aqua regia en chloor) overgangsmetaal met een zilveren kleur.

Titanium werd in 1791 in Engeland ontdekt door William Gregor en door Martin Heinrich Klaproth genoemd naar de Titanen uit de Griekse mythologie. Het element komt voor in een aantal minerale afzettingen, voornamelijk rutiel en ilmeniet, die wijd verspreid zijn in de aardkorst en lithosfeer, en het wordt gevonden in bijna alle levende wezens, rotsen, waterlichamen en bodems. Het metaal wordt gewonnen uit de belangrijkste minerale ertsen via het Kroll-proces of het Hunter-proces. De meest voorkomende verbinding, titaniumdioxide, is een populaire fotokatalysator en wordt gebruikt bij de productie van witte pigmenten. Andere verbindingen zijn onder andere titaantetrachloride (TiCl4), een bestanddeel van rookgordijnen en katalysatoren, en titaantrichloride (TiCl3), dat wordt gebruikt als katalysator bij de productie van polypropyleen.)

Titanium kan worden gelegeerd met ijzer, aluminiumvanadium, molybdeen en andere elementen om sterke lichtgewicht legeringen te maken voor de ruimtevaart (straalmotoren, raketten en ruimtevaartuigen), defensie, industriële processen (chemicaliën en petrochemicaliën, ontziltingsinstallaties, pulp en papier), auto-industrie, agrovoeding, medische prothesen, orthopedische implantaten, tandheelkundige en endodontische instrumenten en vijlen, tandheelkundige implantaten, sportartikelen, juwelen, mobiele telefoons en andere toepassingen.

De twee nuttigste eigenschappen van deze metaalvorm zijn corrosiebestendigheid en de hoogste sterkte-gewichtsverhouding van alle metalen. In ongelegeerde toestand is titanium even sterk als sommige staalsoorten, maar 45% lichter. Er zijn twee allotrope vormen en vijf natuurlijk voorkomende isotopen van dit element, 46Ti tot en met 50Ti, waarbij 48Ti het meest voorkomt (73,8%). De eigenschappen van titaan zijn chemisch en fysisch vergelijkbaar met die van zirkonium, omdat ze allebei hetzelfde aantal valentie-elektronen hebben en in dezelfde groep van het periodiek systeem zitten.

Buizen Buizen Platen Staven Vierkante Buizen Berekenen van Gewicht
Berekening werkdruk pijp
Conversie Rekenmachine - Druk|Weeg|Temperatuur|Volume|Lengte
Conversietabel-Druk|Spanning|Massa|Lengte|Temperatuur|SI Prelxen
Metalen gewicht berekenen–Aluminium|Messing|BronsKoper|Magnesium KunststofNikkel|Roestvrij staal|Staal|Titanium|Zink
3.7235 | 3.7035 | 3.7025

Kenmerken

Fysische eigenschappen

Titanium is een metalen element dat bekend staat om zijn hoge sterkte-gewichtsverhouding. Het is een sterk metaal met een lage dichtheid dat vrij taai (vooral in een zuurstofvrije omgeving), glanzend en metaalwit van kleur is. Het relatief hoge smeltpunt (meer dan 1.650 °C of 3.000 °F) maakt het nuttig als vuurvast metaal. Het is paramagnetisch en heeft een vrij laag elektrisch en thermisch geleidingsvermogen. Commerciële (99,2% zuiver) kwaliteiten van titanium hebben ultieme treksterkte van ongeveer 63.000 psi (434 MPa), gelijk aan die van gewone, laagwaardige staallegeringen, maar zijn 45% lichter.Titanium is 60% dichter dan aluminium, maar meer dan twee keer zo sterk als de meest gebruikte 6061-T6 aluminiumlegering. Bepaalde titaanlegeringen (bijvoorbeeld Beta C) bereiken treksterkten van meer dan 200.000 psi (1.400 MPa). Titaan verliest echter aan sterkte bij verhitting boven 430 °C (806 °F).

Het is redelijk hard, hoewel niet zo hard als sommige soorten warmtebehandeld staal, niet magnetisch en een slechte geleider van warmte en elektriciteit. Bewerking vereist voorzorgsmaatregelen, omdat het materiaal zacht wordt en gaat gallen als er geen scherp gereedschap en de juiste koelmethoden worden gebruikt. Net als constructies van staal hebben titanium constructies een vermoeiingsgrens die een lange levensduur garandeert in sommige toepassingen.[10] De specifieke stijfheid van titaniumlegeringen is ook meestal niet zo goed als andere materialen zoals aluminiumlegeringen en koolstofvezel, dus wordt het minder gebruikt voor constructies die een hoge stijfheid vereisen.

Het metaal is een dimorfe allotroop waarvan de hexagonale alfavorm verandert in een lichaamsgecentreerde kubische (rooster) β-vorm bij 882 °C (1.620 °F). De soortelijke warmte van de alfavorm neemt dramatisch toe bij verhitting tot deze overgangstemperatuur, maar daalt daarna en blijft vrij constant voor de β-vorm ongeacht de temperatuur. Net als bij zirkonium en hafnium bestaat er nog een omega fase, die thermodynamisch stabiel is bij hoge druk, maar metastabiel is bij omgevingsdruk. Deze fase is meestal hexagonaal (ideaal) of trigonaal (vervormd) en kan worden gezien als het gevolg van een zacht longitudinaal akoestisch fionon van de β-fase dat instorting van (111) atoomvlakken veroorzaakt.

Chemische samenstelling

De meest bekende chemische eigenschap van titanium is de uitstekende weerstand tegen corrosie; het is bijna net zo bestendig als platina en bestand tegen aanvallen van verdund zwavelzuur en zoutzuur, evenals chloorgas, chlorideoplossingen en de meeste organische zuren. Het is echter wel oplosbaar in geconcentreerde zuren. Het volgende diagram van Pourbaix laat zien dat titanium thermodynamisch gezien eigenlijk een zeer reactief metaal is.

Het Pourbaix-diagram voor titanium in zuiver water, perchloorzuur of natriumhydroxide Het reageert echter langzaam met water en lucht, omdat het een passieve en beschermende oxidelaag vormt die het beschermt tegen verdere reacties. Wanneer het zich voor het eerst vormt, is deze beschermende laag slechts 1-2 nm dik, maar deze blijft langzaam groeien en bereikt een dikte van 25 nm in vier jaar. Wanneer het echter wordt blootgesteld aan hoge temperaturen in de lucht, reageert het gemakkelijk met zuurstof.

Dit gebeurt bij 1200 °C (2.190 °F) in lucht en bij 610 °C (1.130 °F) in zuivere zuurstof, waarbij titaniumdioxide wordt gevormd. Als gevolg hiervan kan het metaal niet in de open lucht worden gesmolten, omdat het verbrandt voordat het smeltpunt is bereikt. Smelten is alleen mogelijk in een inerte atmosfeer of in vacuüm. Bij 550 °C (1.022 °F) verbindt het zich met chloor. Het reageert ook met de andere halogenen en absorbeert waterstof.

Titanium is een van de weinige elementen die brandt in zuiver stikstofgas, waarbij het reageert bij 800 °C (1.470 °F) om titaniumnitride te vormen, dat verbrossing veroorzaakt. Experimenten hebben aangetoond dat natuurlijk titanium radioactief wordt nadat het is gebombardeerd met deuteronen, waarbij voornamelijk positronen en harde gammastralen worden uitgezonden.

Verbindingen

TiN gecoate boorDe +4 oxidatietoestand domineert de titaanchemie, maar verbindingen in de +3 oxidatietoestand komen ook veel voor. Door deze hoge oxidatietoestand hebben veel titaanverbindingen een hoge mate van covalente binding. Ster saffieren en robijnen hebben hun sterallures te danken aan de onzuiverheden van titaniumdioxide die erin aanwezig zijn. Titanaten zijn verbindingen gemaakt met titaniumdioxide. Bariumtitanaat heeft piëzo-elektrische eigenschappen, waardoor het kan worden gebruikt als een transducer in de interconversie van geluid en elektriciteit. Esters van titanium worden gevormd door de reactie van alcoholen en titaantetrachloride en worden gebruikt om stoffen waterdicht te maken.

Titaannitride (TiN), met een hardheid gelijkwaardig aan saffier en carborundum (9,0 op de schaal van Mohs), wordt vaak gebruikt om snijgereedschappen, zoals boren, te coaten. Het wordt ook gebruikt als goudkleurige decoratieve afwerking en als barrièremetaal in halfgeleiderfabricage.

Titaan tetrachloride (titaan(IV) chloride, TiCl4, soms ook "kietel" genoemd) is een kleurloze vloeistof die gebruikt wordt als tussenproduct bij de productie van titaandioxide voor verf. Het wordt veel gebruikt in de organische chemie als een Lewiszuur, bijvoorbeeld in de Mukaiyama aldolcondensatie. Titaan vormt ook een lager chloride, titaan(III)chloride (TiCl3), dat wordt gebruikt als reductiemiddel. Titaandichloride is een belangrijke katalysator voor koolstof-koolstofbrugvorming. Titaanisopropoxide wordt gebruikt voor Sharpless epoxidatie. Andere verbindingen zijn titaanbromide (gebruikt in metallurgie, superlegeringen en elektrische bedrading en coatings bij hoge temperatuur) en titaancarbide (gevonden in snijgereedschappen en coatings bij hoge temperatuur).

Voorval|

2003 productie van titaandioxide, in duizenden ton.Producent Productie
% van totaal
Australië 1291,0 30,6
Zuid-Afrika 850,0 20,1
Canada 767,0 18,2
Noorwegen 382,9 9,1
Oekraïne 357,0 8,5
Andere landen 573,1 13,6
Totaal wereld 4221,0 100,0

Door afronding is de som van de waarden niet 100%.Titanium is in de natuur altijd gebonden aan andere elementen. Het is het negende meest voorkomende element in de aardkorst (0,63% in massa) en het zevende meest voorkomende metaal. Het is aanwezig in de meeste stollingsgesteenten en in sedimenten die daarvan zijn afgeleid (en ook in levende wezens en natuurlijke waterlichamen). Van de 801 soorten stollingsgesteenten die door de United States Geological Survey zijn geanalyseerd, bevatten er 784 titaan. Het aandeel titaan in bodems is ongeveer 0,5 tot 1,5%.

Het is wijdverspreid en komt voornamelijk voor in de mineralen anataas, brookiet, ilmeniet, perovskiet, rutiel, titaniet (sphene) en in veel ijzerertsen. Van deze mineralen zijn alleen rutiel en ilmeniet van economisch belang, maar zelfs zij zijn moeilijk te vinden in hoge concentraties. Belangrijke titaanhoudende ilmenietafzettingen bestaan in West-Australië, Canada, China, India, Nieuw-Zeeland, Noorwegen en Oekraïne. Grote hoeveelheden rutiel worden ook gedolven in Noord-Amerika en Zuid-Afrika en dragen bij aan de jaarlijkse productie van 90.000 ton van het metaal en 4,3 miljoen ton titaniumdioxide. De totale titaanreserves worden geschat op meer dan 600 miljoen ton.

Titanium komt voor in meteorieten en is gedetecteerd in de zon en in sterren van het M-type; het koelste type ster met een oppervlaktetemperatuur van 3.200 °C (5.790 ° F). Rotsen die tijdens de Apollo 17-missie van de maan zijn teruggebracht, bestaan uit 12,1% TiO2. Het wordt ook gevonden in steenkoolas, planten en zelfs het menselijk lichaam.

Isotopen

Hoofdartikel: Isotopen van titanium
Natuurlijk voorkomend titanium bestaat uit 5 stabiele isotopen: 46Ti, 47Ti, 48Ti, 49Ti en 50Ti, waarbij 48Ti de meest voorkomende is (73,8% natuurlijke abundantie). Elf radio-isotopen zijn gekarakteriseerd, met als meest stabiele 44Ti met een halveringstijd van 63 jaar, 45Ti met een halveringstijd van 184,8 minuten, 51Ti met een halveringstijd van 5,76 minuten en 52Ti met een halveringstijd van 1,7 minuten. Alle overblijvende radioactieve isotopen hebben een halfwaardetijd van minder dan 33 seconden en de meerderheid daarvan heeft een halfwaardetijd van minder dan een halve seconde.
De isotopen van titaan variëren in atoomgewicht van 39,99 u (40Ti) tot 57,966 u (58Ti). De primaire vervalmodus vóór de meest voorkomende stabiele isotoop, 48Ti, is elektronenvangst en de primaire modus erna is bèta-emissie. De primaire vervalproducten vóór 48Ti zijn element 21 (scandium) isotopen en de primaire producten erna zijn element 23 (vanadium) isotopen.
.
Geschiedenis

Martin Heinrich Klaproth noemde titanium naar de Titanen uit de Griekse mythologie.Titanium werd ontdekt in een mineraal in Cornwall, Engeland, in 1791 door amateurgeoloog en pastoor William Gregor, toen pastoor van Creed parochie.[30] Hij herkende de aanwezigheid van een nieuw element in ilmeniet toen hij zwart zand vond bij een beek in de nabijgelegen parochie Manaccan en merkte dat het zand werd aangetrokken door een magneet. Analyse van het zand stelde de aanwezigheid van twee metaaloxiden vast; ijzeroxide (wat de aantrekkingskracht op de magneet verklaarde) en 45,25% van een wit metaaloxide dat hij niet kon identificeren. Gregor realiseerde zich dat het ongeïdentificeerde oxide een metaal bevatte dat niet overeenkwam met de eigenschappen van een bekend element en rapporteerde zijn bevindingen aan de Royal Geological Society of Cornwall en in het Duitse wetenschappelijke tijdschrift Crell's Annalen. Rond dezelfde tijd produceerde Franz-Joseph Müller von Reichenstein een vergelijkbare stof, maar kon deze niet identificeren. Het oxide werd in 1795 onafhankelijk herontdekt door de Duitse scheikundige Martin Heinrich Klaproth in rutiel uit Hongarije. Klaproth ontdekte dat het een nieuw element bevatte en noemde het naar de Titanen uit de Griekse mythologie. Nadat hij van Gregors eerdere ontdekking had gehoord, verkreeg hij een monster van manaccaniet en bevestigde dat het titanium bevatte.

De processen die nodig zijn om titanium uit de verschillende ertsen te extraheren zijn bewerkelijk en duur; het is niet mogelijk om op de normale manier te reduceren, door verhitting in aanwezigheid van koolstof, omdat dan titaancarbide ontstaat. Zuiver metallisch titanium (99,9%) werd voor het eerst bereid in 1910 door Matthew A. Hunter aan het Rensselaer Polytechnic Institute door TiCl4 te verhitten met natrium bij 700-800 °C in het Hunter-proces. Titaanmetaal werd niet buiten het laboratorium gebruikt tot 1932 toen William Justin Kroll bewees dat het kon worden geproduceerd door titaniumtetrachloride (TiCl4) te reduceren met calcium. Acht jaar later verfijnde hij dit proces door magnesium en zelfs natrium te gebruiken in wat bekend werd als het Kroll-proces. Hoewel er nog steeds onderzoek wordt gedaan naar efficiëntere en goedkopere processen (bijv. FFC Cambridge), wordt het Kroll-proces nog steeds gebruikt voor commerciële productie.
Titaan spons, gemaakt door het Kroll procesTitanium van zeer hoge zuiverheid werd in kleine hoeveelheden gemaakt toen Anton Eduard van Arkel en Jan Hendrik de Boer in 1925 het jodide, of kristalstaaf, proces ontdekten, door te reageren met jodium en de gevormde dampen boven een hete gloeidraad te ontbinden tot zuiver metaal.

In de jaren 1950 en 1960 pionierde de Sovjet-Unie met het gebruik van titanium in militaire en onderzeeboottoepassingen (Alfa-klasse en Mike-klasse) als onderdeel van programma's in verband met de Koude Oorlog. Vanaf het begin van de jaren 1950 werd titanium op grote schaal gebruikt voor de militaire luchtvaart, met name in straaljagers met hoge prestaties, te beginnen met vliegtuigen zoals de F100 Super Sabre en Lockheed A-12.

In de VS besefte het Ministerie van Defensie het strategische belang van het metaal en steunde het vroege pogingen tot commercialisering. Tijdens de hele periode van de Koude Oorlog werd titanium door de Amerikaanse overheid beschouwd als een Strategisch Materiaal en het Defense National Stockpile Center hield een grote voorraad titaniumspons aan, die uiteindelijk in 2005 werd uitgeput. Vandaag de dag is 's werelds grootste producent, het Russische VSMPO-Avisma, goed voor naar schatting 29% van het wereldwijde marktaandeel.

In 2006 kende het Amerikaanse Ministerie van Defensie $5,7 miljoen toe aan een consortium van twee bedrijven om een nieuw proces te ontwikkelen voor het maken van titaniummetaalpoeder. Onder hitte en druk kan het poeder worden gebruikt om sterke, lichtgewicht voorwerpen te maken, variërend van pantserbeplating tot onderdelen voor de luchtvaart-, transport- en chemische verwerkingsindustrie. Productie en fabricage.

Titanium (mineraal concentraat)De verwerking van titaniummetaal gebeurt in 4 grote stappen: reductie van titaniumerts tot "spons", een poreuze vorm; smelten van spons, of spons plus een hoofdlegering om een ingot te vormen; primaire fabricage, waarbij een ingot wordt omgezet in algemene walserijproducten zoals knuppel, staaf, plaat, plaat, strip en buis; en secundaire fabricage van afgewerkte vormen uit walserijproducten.

Omdat het metaal bij hoge temperaturen met zuurstof reageert, kan het niet worden geproduceerd door reductie van het titaandioxide. Titaanmetaal wordt daarom commercieel geproduceerd via het Kroll-proces, een complex en duur batchproces. (De relatief hoge marktwaarde van titanium is vooral te danken aan de verwerking, die ten koste gaat van een ander duur metaal, magnesium). In het Kroll-proces wordt het oxide eerst omgezet in chloride door middel van carbochlorering, waarbij chloorgas in aanwezigheid van koolstof over gloeiend heet rutiel of ilmeniet wordt geleid om TiCl4 te maken. Dit wordt gecondenseerd en gezuiverd door gefractioneerde destillatie en vervolgens gereduceerd met 800 °C gesmolten magnesium in een argonatmosfeer.

Een recenter ontwikkelde methode, het FFC Cambridge-proces, kan uiteindelijk het Kroll-proces vervangen. Deze methode gebruikt titaniumdioxidepoeder (een geraffineerde vorm van rutiel) als grondstof om het eindproduct te maken, dat ofwel een poeder ofwel een spons is. Als poeders met gemengde oxiden worden gebruikt, is het product een legering die tegen veel lagere kosten wordt gemaakt dan het conventionele smeltproces dat uit meerdere stappen bestaat. Het FFC Cambridge-proces kan van titanium een minder zeldzaam en duur materiaal maken voor de lucht- en ruimtevaartindustrie en de markt voor luxegoederen, en het kan worden toegepast in veel producten die momenteel worden gemaakt van aluminium en specialistische staalsoorten.

Veel voorkomende titaanlegeringen worden gemaakt door reductie. Zo worden cuprotitanium (rutiel waaraan koper is toegevoegd wordt gereduceerd), ferrocarbon titanium (ilmeniet gereduceerd met cokes in een elektrische oven) en manganotitanium (rutiel met mangaan of mangaanoxiden) gereduceerd.

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

Er zijn ongeveer 50 soorten titanium en titaniumlegeringen aangewezen en momenteel in gebruik, hoewel er slechts enkele tientallen in de handel verkrijgbaar zijn. ASTM International erkent 31 kwaliteiten van titaniummetaal en -legeringen, waarvan de kwaliteiten 1 tot en met 4 commercieel zuiver (ongelegeerd) zijn. Deze vier worden onderscheiden door hun verschillende mate van treksterkte als functie van het zuurstofgehalte, waarbij graad 1 de meest taaie is (laagste treksterkte bij een zuurstofgehalte van 0,18%) en graad 4 de minst taaie (hoogste treksterkte bij een zuurstofgehalte van 0,40%). De overige kwaliteiten zijn legeringen, elk ontworpen voor specifieke doeleinden, zoals ductiliteit, sterkte, hardheid, elektrische weerstand, kruipweerstand, weerstand tegen corrosie door specifieke media of een combinatie daarvan.

De kwaliteiten die onder ASTM en andere legeringen vallen, worden ook geproduceerd om te voldoen aan lucht- en ruimtevaart en militaire specificaties (SAE-AMS, MIL-T), ISO-normen en landspecifieke specificaties, evenals eigen specificaties van eindgebruikers voor lucht- en ruimtevaart, militaire, medische en industriële toepassingen.

In termen van fabricage, moet al het lassen van titanium gebeuren in een inerte atmosfeer van argon of helium om het te beschermen tegen verontreiniging met atmosferische gassen zoals zuurstof, stikstof of waterstof. Verontreiniging zal een verscheidenheid aan omstandigheden veroorzaken, zoals verbrossing, die de integriteit van de assemblagelassen zal verminderen en zal leiden tot verbindingsfalen. Commercieel zuiver vlakke producten (plaat, plaat) kunnen gemakkelijk worden gevormd, maar bij de verwerking moet rekening worden gehouden met het feit dat het metaal een "geheugen" heeft en de neiging heeft om terug te veren. Dit geldt vooral voor bepaalde legeringen met hoge sterkte. Het metaal kan bewerkt worden met dezelfde apparatuur en via dezelfde processen als roestvast staal.

Toepassingen

een titanium cilinder, "GRADE 2" kwaliteit, Titanium wordt gebruikt in staal als legeringselement (ferro-titanium) om de korrelgrootte te verkleinen en als desoxidatiemiddel, en in roestvrijstalen buizen om het koolstofgehalte te verlagen.Titanium wordt vaak gelegeerd met aluminium (om de korrelgrootte te verfijnen), vanadium, koper (om te harden), ijzer, mangaan, molybdeen en andere metalen.[49] Toepassingen voor titanium walserijproducten (plaat, staaf, draad, smeedwerk, gietwerk) zijn te vinden in de industrie, lucht- en ruimtevaart, recreatie en opkomende markten. Titaanpoeder wordt gebruikt in pyrotechniek als bron van helder brandende deeltjes.

Pigmenten, additieven en coatings

Titaandioxide is de meest gebruikte verbinding van titaan. Ongeveer 95% van het titaniumerts dat uit de aarde wordt gewonnen, is bestemd voor raffinage tot titaandioxide (TiO2), een intens wit permanent pigment dat wordt gebruikt in verf, papier, tandpasta en plastic. Het wordt ook gebruikt in cement, in edelstenen, als optische opaciteit in papier en als versterkingsmiddel in grafietcomposietvishengels en golfclubs.

TiO2-poeder is chemisch inert, bestand tegen zonlicht en is zeer ondoorzichtig: hierdoor kan het een zuivere en stralend witte kleur geven aan de bruine of grijze chemicaliën waaruit de meeste huishoudplastics bestaan. In de natuur komt deze verbinding voor in de mineralen anataas, brookiet en rutiel. Verf gemaakt met titaandioxide doet het goed bij hoge temperaturen, is enigszins zelfreinigend en is bestand tegen mariene omgevingen. Zuiver titaandioxide heeft een zeer hoge brekingsindex en een optische dispersie die hoger is dan die van diamant. Naast het feit dat titaniumdioxide een zeer belangrijk pigment is, wordt het ook gebruikt in zonnefilters omdat het de huid zelf kan beschermen.

Recentelijk is het gebruikt in luchtzuiveraars (als filtercoating) of in folie die wordt gebruikt om ramen van gebouwen te coaten. Wanneer deze folie wordt blootgesteld aan UV-licht (zonlicht of door de mens gemaakt) en vocht in de lucht, produceert het reactieve redoxsoorten zoals hydroxylradicalen die de lucht kunnen zuiveren of raamoppervlakken schoon kunnen houden.

Ruimtevaart en scheepvaart
Door de hoge verhouding treksterkte/dichtheid, hoge corrosiebestendigheid, weerstand tegen vermoeiing, hoge scheurvastheid en het vermogen om gematigd hoge temperaturen te weerstaan zonder te kruipen, worden titaanlegeringen gebruikt in vliegtuigen, pantserbepantsering, marineschepen, ruimtevaartuigen en raketten. Voor deze toepassingen wordt titanium, gelegeerd met aluminium, vanadium en andere elementen, gebruikt voor een verscheidenheid aan componenten, waaronder kritieke structurele onderdelen, brandwanden, landingsgestellen, uitlaatkanalen (helikopters) en hydraulische systemen. Ongeveer twee derde van al het titaniummetaal dat wordt geproduceerd, wordt gebruikt in vliegtuigmotoren en -frames. De SR-71 "Blackbird" was een van de eerste vliegtuigen die uitgebreid gebruik maakte van titanium in de structuur, wat de weg vrijmaakte voor het gebruik ervan in moderne militaire en commerciële vliegtuigen. Naar schatting wordt 59 ton (130.000 pond) gebruikt in de Boeing 777, 45 in de Boeing 747, 18 in de Boeing 737, 32 in de Airbus A340, 18 in de Airbus A330 en 12 in de Airbus A320. De Airbus A380 kan 146 ton gebruiken, waarvan ongeveer 26 ton in de motoren.[55] In motortoepassingen wordt titanium gebruikt voor rotors, compressorbladen, onderdelen van hydraulische systemen en motorgondels. De titanium 6AL-4V-legering is goed voor bijna 50% van alle legeringen die in vliegtuigtoepassingen worden gebruikt.

Vanwege de hoge corrosiebestendigheid tegen zeewater wordt titanium gebruikt voor het maken van schroefassen en tuigage en in de warmtewisselaars van ontziltingsinstallaties; in verwarmings- en koelers voor zoutwateraquaria, vislijnen en -leiders en voor duikmessen. Titanium wordt gebruikt om behuizingen en andere onderdelen te maken van bewakings- en controleapparatuur voor wetenschappelijk en militair gebruik. De voormalige Sovjet-Unie ontwikkelde technieken om onderzeeërs grotendeels van titanium te maken.

Industrieel
Gelaste titanium buizen en procesapparatuur (warmtewisselaars, tanks, procesvaten, kleppen) worden voornamelijk gebruikt in de chemische en petrochemische industrie voor hun corrosiebestendigheid. Specifieke legeringen worden gebruikt in downhole en nikkel hydrometallurgie toepassingen vanwege hun hoge sterkte titanium Beta C, corrosiebestendigheid of een combinatie van beide. De pulp- en papierindustrie gebruikt titanium in procesapparatuur die wordt blootgesteld aan corrosieve media zoals natriumhypochloriet of nat chloorgas (in de blekerij). Andere toepassingen zijn: ultrasoon lassen, golfsolderen en sputtertargets.
Titaan tetrachloride (TiCl4), een kleurloze vloeistof, is belangrijk als tussenproduct in het proces om TiO2 te maken en wordt ook gebruikt om de Ziegler-Natta katalysator te produceren, en wordt gebruikt om glas te iridiseren en omdat het sterk dampt in vochtige lucht wordt het ook gebruikt om rookgordijnen te maken.

Consument en architectuur
Titaanmetaal wordt gebruikt in toepassingen voor de auto-industrie, met name in de racewereld voor auto's en motorfietsen, waar gewichtsvermindering essentieel is met behoud van hoge sterkte en stijfheid. Het metaal is over het algemeen te duur om het geschikt te maken voor de consumentenmarkt, behalve voor producten in het hogere segment, vooral voor de race- en prestatiemarkt. Late Corvettes zijn verkrijgbaar met titanium uitlaten.
Titanium wordt gebruikt in veel sportartikelen: tennisrackets, golfclubs, lacrosse-sticks, cricket-, hockey-, lacrosse- en voetbalhelmroosters en fietsframes en onderdelen. Hoewel het geen gangbaar materiaal is voor de productie van fietsen, worden titanium fietsen gebruikt door raceteams en avontuurlijke fietsers. Titaniumlegeringen worden ook gebruikt in brilmonturen. Dit resulteert in een vrij duur, maar zeer duurzaam en duurzaam frame dat licht in gewicht is en geen huidallergieën veroorzaakt. Veel backpackers gebruiken titanium uitrusting, waaronder kookgerei, eetgerei, lantaarns en tentstokken. Hoewel ze iets duurder zijn dan traditionele stalen of aluminium alternatieven, kunnen deze titanium producten aanzienlijk lichter zijn zonder aan sterkte in te boeten. Titanium wordt ook graag gebruikt door hoefsmeden, omdat het lichter en duurzamer is dan staal wanneer het tot hoefijzers wordt gevormd.
Vanwege de duurzaamheid is titanium populairder geworden voor designer sieraden (met name titanium ringen). De inertheid maakt het een goede keuze voor mensen met allergieën of mensen die de sieraden dragen in omgevingen zoals zwembaden. De duurzaamheid, het lichte gewicht en de deuk- en corrosiebestendigheid van titanium maken het nuttig bij de productie van horlogekasten.[64] Sommige kunstenaars werken met titanium om kunstwerken te maken zoals sculpturen, decoratieve objecten en meubels.
Titanium is af en toe gebruikt in architecturale toepassingen: het 40 meter hoge monument voor Yuri Gagarin, de eerste man die een ruimtereis maakte, in Moskou, is gemaakt van titanium vanwege de aantrekkelijke kleur van het metaal en de associatie met raketten. Het Guggenheim Museum Bilbao en de Cerritos Millennium Library waren de eerste gebouwen in respectievelijk Europa en Noord-Amerika die bekleed werden met titanium panelen. Andere toepassingen van titanium in de bouw zijn onder andere het Frederic C. Hamilton Building in Denver, Colorado en het 107 meter hoge Monument voor de Veroveraars van de Ruimte in Moskou.
Dankzij de superieure sterkte en het lichte gewicht in vergelijking met andere metalen die traditioneel in vuurwapens worden gebruikt (staal, roestvrij staal en aluminium) en de vooruitgang in metaalbewerkingstechnieken, wordt titanium steeds vaker gebruikt bij de productie van vuurwapens. Tot de belangrijkste toepassingen behoren pistoolframes en revolvercilinders. Om dezelfde redenen wordt het ook gebruikt in de behuizing van laptops (bijvoorbeeld in de PowerBook-lijn van Apple).
Sommige duurdere categorieën gereedschap die gemaakt zijn om licht en corrosiebestendig te zijn, zoals schoppen en zaklampen, zijn ook gemaakt van titanium of titaniumlegeringen.

Medisch
Orthopedische implantaten
Omdat het biocompatibel is (niet giftig en wordt niet afgestoten door het lichaam), wordt titanium gebruikt in een hele reeks medische toepassingen, waaronder chirurgische instrumenten en implantaten, zoals heupkogels en -voeten (gewrichtsvervanging) die tot 20 jaar kunnen blijven zitten. Het titanium wordt vaak gelegeerd met ongeveer 4% aluminium of 6% Al en 4% vanadium.
Titanium heeft de inherente eigenschap om te osseo-integreren, waardoor het gebruikt kan worden in tandheelkundige implantaten die meer dan 30 jaar kunnen blijven zitten. Deze eigenschap is ook nuttig voor orthopedische implantaattoepassingen. Deze profiteren van de lagere elasticiteitsmodulus van titanium (Young's modulus) die beter overeenkomt met die van het bot dat dergelijke hulpmiddelen moeten herstellen. Als gevolg daarvan worden skeletbelastingen gelijkmatiger verdeeld tussen bot en implantaat, wat leidt tot een lagere incidentie van botdegradatie als gevolg van spanningsafscherming en periprothetische botbreuken die optreden aan de grenzen van orthopedische implantaten. De stijfheid van titaniumlegeringen is echter nog steeds meer dan twee keer zo hoog als die van bot, zodat het aangrenzende bot een sterk verminderde belasting draagt en kan degenereren. Omdat titanium niet-ferromagnetisch is, kunnen patiënten met titanium implantaten veilig worden onderzocht met magnetische resonantiebeeldvorming (handig voor langetermijnimplantaten). Om titanium voor te bereiden voor implantatie in het lichaam, wordt het onderworpen aan een plasmaboog op hoge temperatuur die de oppervlakteatomen verwijdert en vers titanium blootlegt dat onmiddellijk geoxideerd is.
Piercings
Titanium kan worden geanodiseerd om verschillende kleuren te produceren, waardoor de dikte van de oxidelaag aan het oppervlak varieert en er interferentieranden ontstaan. Titanium wordt ook gebruikt voor chirurgische instrumenten die gebruikt worden bij beeldgestuurde chirurgie, maar ook voor rolstoelen, krukken en andere producten waarbij een hoge sterkte en een laag gewicht wenselijk zijn.
Voorzorgsmaatregelen
Brandnetel bevat tot 80 delen per miljoen titanium. Titanium is zelfs in grote doses niet giftig en speelt geen natuurlijke rol in het menselijk lichaam. Naar schatting krijgen mensen elke dag 0,8 milligram titanium binnen, maar het meeste wordt niet geabsorbeerd.[29] Het heeft echter wel de neiging om te bioaccumuleren in weefsels die silicium bevatten. Een onbekend mechanisme in planten kan titanium gebruiken om de productie van koolhydraten te stimuleren en de groei te bevorderen. Dit kan verklaren waarom de meeste planten ongeveer 1 deel per miljoen (ppm) titanium bevatten, voedselplanten ongeveer 2 ppm en heermoes en brandnetel tot 80 ppm.
Als poeder of in de vorm van metaalkrullen vormt titaan een aanzienlijk brandgevaar en bij verhitting in de lucht een explosiegevaar. Blusmethoden op basis van water en kooldioxide zijn niet effectief bij brandend titanium; in plaats daarvan moeten droge poederblusmiddelen van klasse D worden gebruikt.
Wanneer titaan wordt gebruikt bij de productie of behandeling van chloor, moet ervoor worden gezorgd dat titaan alleen wordt gebruikt op plaatsen waar het niet wordt blootgesteld aan droog chloorgas, wat kan leiden tot brand tussen titaan en chloor. Er bestaat zelfs brandgevaar wanneer titaan wordt gebruikt in natte chloor als gevolg van mogelijke onverwachte uitdroging door extreme weersomstandigheden.
Titanium kan vlam vatten wanneer een vers, niet-geoxideerd oppervlak in contact komt met vloeibare zuurstof. Dergelijke oppervlakken kunnen ontstaan wanneer het geoxideerde oppervlak wordt geraakt door een hard voorwerp of wanneer een mechanische belasting een scheur veroorzaakt. Dit vormt een mogelijke beperking voor het gebruik in systemen met vloeibare zuurstof, zoals die in de ruimtevaartindustrie.