Titanyum Dikişsiz Boru

Titanyum | Titanyum Alaşım Sınıfı Karşılaştırma Tablosu | Havadaki Uygulamalar için Hafif Titanyum Isı Eşanjörleri | Titanyum ve Titanyum Bazlı Alaşımlar | Titanyum Alaşımları Özellikleri | Titanyum Alaşımları | Titanyum Kimyasal Bileşimi | Korozyon Direnci | Karşılaştırma Titanyum | ASTM B265 | ASTM B265 Kimyasal Bileşim

Titanyum Ti sembolüne ve 22 atom numarasına sahip kimyasal bir elementtir. Bazen "uzay çağı metali" olarak da adlandırılır, düşük yoğunluğa sahiptir ve güçlü, parlak bir metaldir, korozyona dayanıklı (dahil olmak üzere deniz suyu, aqua regia ve klor) gümüş renkli geçiş metali.

Titanyum, 1791 yılında William Gregor tarafından İngiltere'de keşfedilmiş ve Martin Heinrich Klaproth tarafından Yunan mitolojisindeki Titanlar için adlandırılmıştır. Element, başta rutil ve ilmenit olmak üzere, yerkabuğu ve litosferde yaygın olarak bulunan bir dizi mineral yatağında oluşur ve neredeyse tüm canlılarda, kayalarda, su kütlelerinde ve toprakta bulunur. Metal, ana mineral cevherlerinden Kroll işlemi veya Hunter işlemi yoluyla çıkarılır. En yaygın bileşiği olan titanyum dioksit, popüler bir fotokatalizördür ve beyaz pigmentlerin üretiminde kullanılır. Diğer bileşikler arasında duman perdelerinin ve katalizörlerin bir bileşeni olan titanyum tetraklorür (TiCl4) ve polipropilen üretiminde katalizör olarak kullanılan titanyum triklorür (TiCl3) bulunur.)

Titanyum demir ile alaşım haline getirilebilir, alüminyumvanadyum, molibden, diğer elementlerin yanı sıra, havacılık (jet motorları, füzeler ve uzay araçları), askeri, endüstriyel proses (kimyasallar ve petro-kimyasallar, tuzdan arındırma tesisleri, kağıt hamuru ve kağıt), otomotiv, tarımsal gıda, tıbbi protezler, ortopedik implantlar, diş ve endodontik aletler ve eğeler, diş implantları, spor malzemeleri, mücevherat, cep telefonları ve diğer uygulamalar için güçlü hafif alaşımlar üretmek.

Metal formunun en kullanışlı iki özelliği korozyon direnci ve herhangi bir metalin en yüksek mukavemet/ağırlık oranıdır. Alaşımsız haliyle titanyum bazı çelikler kadar güçlüdür, ancak 45% daha hafiftir. Bu elementin iki allotropik formu ve doğal olarak oluşan beş izotopu vardır, 46Ti ila 50Ti, 48Ti en bol olanıdır (73.8%). Titanyumun özellikleri kimyasal ve fiziksel olarak zirkonyuma benzer, çünkü her ikisi de aynı sayıda değerlik elektronuna sahiptir ve periyodik tabloda aynı grupta yer alır.

Borular Borular Plakalar Çubuklar Kare Borular Ağırlık Hesaplama
Boru Çalışma Basıncı Hesaplama
Dönüşüm Hesaplayıcı Hesaplama-Basınç|Ağırlık|Sıcaklık|Hacim|Uzunluk
Dönüşüm Tablosu-Basınç|Stres|Kütle|Uzunluk|Sıcaklık|SI Prelxes
Metal Ağırlık Hesaplayıcı–Alüminyum|Pirinç|BronzBakır|Magnezyum|PlastikNikel|Paslanmaz Çelik|Çelik|Titanyum|Çinko
3.7235 | 3.7035 | 3.7025

Özellikler

Fiziksel özellikler

Metalik bir element olan titanyum, yüksek mukavemet/ağırlık oranıyla tanınır. Oldukça sünek (özellikle oksijensiz ortamda), parlak ve metalik-beyaz renkli, düşük yoğunluklu güçlü bir metaldir. Nispeten yüksek erime noktası (1.650 °C veya 3.000 °F'den fazla) onu refrakter bir metal olarak kullanışlı hale getirir. Paramanyetiktir ve oldukça düşük elektrik ve ısı iletkenliğine sahiptir. Ticari (99.2% saf) titanyum sınıfları nihai Çekme Dayanımı Titanyum, alüminyumdan 60% daha yoğundur, ancak en yaygın kullanılan 6061-T6 alüminyum alaşımından iki kat daha güçlüdür. Bazı titanyum alaşımları (örneğin Beta C) 200.000 psi'nin (1.400 MPa) üzerinde gerilme mukavemetine ulaşır. Ancak titanyum 430 °C'nin (806 °F) üzerinde ısıtıldığında gücünü kaybeder.

Bazı ısıl işlem görmüş çelik kaliteleri kadar sert olmasa da oldukça serttir, manyetik değildir ve zayıf bir ısı ve elektrik iletkenidir. Keskin aletler ve uygun soğutma yöntemleri kullanılmazsa malzeme yumuşayacağından ve safra yapacağından işleme önlemleri gerektirir. Çelikten yapılanlar gibi, titanyum yapılar da bazı uygulamalarda uzun ömürlülüğü garanti eden bir yorulma sınırına sahiptir.[10] Titanyum alaşımlarının spesifik sertlikleri de genellikle alüminyum alaşımları ve karbon fiber gibi diğer malzemeler kadar iyi değildir, bu nedenle yüksek sertlik gerektiren yapılar için daha az kullanılır.

Metal, altıgen alfa formu 882 °C'de (1.620 °F) gövde merkezli kübik (kafes) β formuna dönüşen dimorfik bir allotroptur. Alfa formunun özgül ısısı, bu geçiş sıcaklığına kadar ısıtıldığında dramatik bir şekilde artar, ancak daha sonra düşer ve sıcaklıktan bağımsız olarak β formu için oldukça sabit kalır. Zirkonyum ve hafniyuma benzer şekilde, yüksek basınçlarda termodinamik olarak kararlı olan, ancak ortam basınçlarında metastabil olan ek bir omega fazı mevcuttur. Bu faz genellikle hekzagonal (ideal) veya trigonaldir (çarpık) ve β fazının yumuşak boylamsal akustik fononunun (111) atom düzlemlerinin çökmesine neden olmasından kaynaklandığı düşünülebilir.

Kimyasal Bileşim

Titanyumun en çok dikkat çeken kimyasal özelliği korozyona karşı mükemmel direncidir; neredeyse platin kadar dirençlidir, seyreltik sülfürik asit ve hidroklorik asidin yanı sıra klor gazı, klorür çözeltileri ve çoğu organik asitin saldırısına dayanabilir. Bununla birlikte, konsantre asitlerde çözünür. Aşağıdaki Pourbaix diyagramı titanyumun aslında termodinamik olarak çok reaktif bir metal olduğunu göstermektedir.

Saf su, perklorik asit veya sodyum hidroksit içinde titanyum için Pourbaix diyagramı Bununla birlikte, su ve hava ile reaksiyona girmesi yavaştır, çünkü onu daha fazla reaksiyondan koruyan pasif ve koruyucu bir oksit kaplama oluşturur. ilk oluştuğunda, bu koruyucu tabaka sadece 1-2 nm kalınlığındadır, ancak yavaşça büyümeye devam eder; dört yıl içinde 25 nm kalınlığa ulaşır. Ancak havada yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında, oksijenle kolayca reaksiyona girer.

Bu, havada 1.200 °C'de (2.190 °F) ve saf oksijende 610 °C'de (1.130 °F) meydana gelir ve titanyum dioksit oluşturur. Sonuç olarak, metal erime noktasına ulaşılmadan önce yandığı için açık havada eritilemez. Erime sadece inert bir atmosferde veya vakumda mümkündür. 550 °C'de (1,022 °F) klor ile birleşir. Ayrıca diğer halojenlerle reaksiyona girer ve hidrojeni absorbe eder.

Titanyum, saf nitrojen gazında yanarak 800 °C'de (1.470 °F) reaksiyona giren ve titanyum nitrür oluşturarak gevrekleşmeye neden olan birkaç elementten biridir. Deneyler, doğal titanyumun döteronlarla bombardıman edildikten sonra radyoaktif hale geldiğini ve çoğunlukla pozitronlar ve sert gama ışınları yaydığını göstermiştir.

Bileşikler

TiN kaplı matkap ucu +4 oksidasyon durumu titanyum kimyasına hakimdir, ancak +3 oksidasyon durumundaki bileşikler de yaygındır. Bu yüksek oksidasyon durumu nedeniyle, birçok titanyum bileşiği yüksek derecede kovalent bağa sahiptir. Yıldız safirleri ve yakutlar asterizmlerini içlerinde bulunan titanyum dioksit safsızlıklarından alırlar. Titanatlar titanyum dioksit ile yapılan bileşiklerdir. Baryum titanat piezoelektrik özelliklere sahiptir, böylece ses ve elektriğin birbirine dönüşümünde bir dönüştürücü olarak kullanılmasını mümkün kılar. Titanyum esterleri, alkoller ve titanyum tetraklorürün reaksiyonu ile oluşur ve kumaşları su geçirmez hale getirmek için kullanılır.

Titanyum nitrür (TiN), bir sertlik Safir ve karborunduma eşdeğer (Mohs Ölçeğinde 9.0), genellikle matkap uçları gibi kesme aletlerini kaplamak için kullanılır. Ayrıca altın renkli dekoratif kaplama olarak ve yarı iletken imalatında bariyer metali olarak da kullanılır.

Titanyum tetraklorür (titanyum (IV) klorür, TiCl4, bazen "tickle" olarak adlandırılır), boya için titanyum dioksit üretiminde ara madde olarak kullanılan renksiz bir sıvıdır. Organik kimyada Lewis asidi olarak, örneğin Mukaiyama aldol kondensasyonunda yaygın olarak kullanılır Titanyum ayrıca indirgeyici ajan olarak kullanılan daha düşük bir klorür olan titanyum (III) klorür (TiCl3) oluşturur. Titanosen diklorür, karbon-karbon bağı oluşumu için önemli bir katalizördür. Titanyum izopropoksit, Sharpless epoksidasyonu için kullanılır. Diğer bileşikler arasında titanyum bromür (metalürji, süper alaşımlar ve yüksek sıcaklıkta elektrik kabloları ve kaplamalarda kullanılır) ve titanyum karbür (yüksek sıcaklıkta kesme aletleri ve kaplamalarda bulunur) bulunur.

Oluşum|

2003 yılı titanyum dioksit üretimi, bin ton olarak Üretici Üretim
Toplamın %'si
Avustralya 1291,0 30,6
Güney Afrika 850,0 20,1
Kanada 767,0 18,2
Norveç 382,9 9,1
Ukrayna 357,0 8,5
Diğer ülkeler 573,1 13,6
Toplam dünya 4221,0 100,0

Yuvarlama nedeniyle değerler 100%'ye eşit değildir Titanyum doğada her zaman diğer elementlere bağlanır. Yerkabuğunda en bol bulunan dokuzuncu element (kütlece 0,63%) ve en bol bulunan yedinci metaldir. Çoğu magmatik kayaçta ve bunlardan türeyen tortularda (canlılarda ve doğal su kütlelerinde olduğu gibi) bulunur. Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırmaları tarafından analiz edilen 801 magmatik kayaç türünden 784'ü titanyum içermektedir. Topraktaki oranı yaklaşık 0,5 ila 1,5%'dir.

Yaygın olarak dağılır ve öncelikle anataz, brookit, ilmenit, perovskit, rutil, titanit (sfen) minerallerinde ve birçok demir cevherinde bulunur. Bu minerallerden sadece rutil ve ilmenit herhangi bir ekonomik öneme sahiptir, ancak yüksek konsantrasyonlarda bulunmaları bile zordur. Batı Avustralya, Kanada, Çin, Hindistan, Yeni Zelanda, Norveç ve Ukrayna'da önemli titanyum içeren ilmenit yatakları bulunmaktadır. Kuzey Amerika ve Güney Afrika'da da büyük miktarlarda rutil çıkarılmakta ve yıllık 90.000 ton metal ve 4,3 milyon ton titanyum dioksit üretimine katkıda bulunmaktadır. Toplam titanyum rezervlerinin 600 milyon tonu aştığı tahmin edilmektedir.

Titanyum meteoritlerde bulunur ve güneşte ve M tipi yıldızlarda tespit edilmiştir; yüzey sıcaklığı 3.200 °C (5.790 °F) olan en soğuk yıldız türüdür. Apollo 17 görevi sırasında Ay'dan getirilen kayalar 12.1% TiO2'den oluşmaktadır. Ayrıca kömür külünde, bitkilerde ve hatta insan vücudunda da bulunur.

İzotoplar

Ana madde: Titanyum izotopları
Doğal olarak oluşan titanyum 5 kararlı izotoptan oluşur: 46Ti, 47Ti, 48Ti, 49Ti ve 50Ti, 48Ti en bol olanıdır (73.8% doğal bolluk). On bir radyoizotop karakterize edilmiş olup, en kararlı olanları 63 yıllık yarı ömre sahip 44Ti, 184,8 dakikalık yarı ömre sahip 45Ti, 5,76 dakikalık yarı ömre sahip 51Ti ve 1,7 dakikalık yarı ömre sahip 52Ti'dir. Geri kalan tüm radyoaktif izotopların yarı ömürleri 33 saniyeden azdır ve bunların çoğunluğunun yarı ömrü yarım saniyeden azdır.
Titanyum izotoplarının atom ağırlığı 39.99 u (40Ti) ile 57.966 u (58Ti) arasında değişir. En bol bulunan kararlı izotop olan 48Ti'den önceki birincil bozunma modu elektron yakalama, sonraki birincil mod ise beta emisyonudur. 48Ti'den önceki birincil bozunma ürünleri element 21 (skandiyum) izotopları ve sonraki birincil ürünler element 23 (vanadyum) izotoplarıdır
.
Tarih

Martin Heinrich Klaproth titanyumu Yunan mitolojisindeki Titanlara ithafen adlandırmıştır. 1791 yılında İngiltere'nin Cornwall kentinde bir mineralin içinde bulunan titanyum, amatör jeolog ve o zamanlar Creed mahallesinin papazı olan William Gregor tarafından keşfedilmiştir.[30] Gregor, yakındaki Manaccan mahallesinde bir dere kenarında siyah kum bulduğunda ve kumun bir mıknatıs tarafından çekildiğini fark ettiğinde ilmenitte yeni bir elementin varlığını fark etmiştir. Kumun analizi iki metal oksidin varlığını belirledi; demir oksit (mıknatısın çekimini açıklıyor) ve tanımlayamadığı beyaz bir metalik oksidin 45.25%'si. Tanımlanamayan oksidin bilinen hiçbir elementin özelliklerine uymayan bir metal içerdiğini fark eden Gregor, bulgularını Cornwall Kraliyet Jeoloji Derneği'ne ve Alman bilim dergisi Crell's Annalen'e bildirdi. Aynı tarihlerde Franz-Joseph Müller von Reichenstein da benzer bir madde üretmiş ancak tanımlayamamıştır. Oksit, 1795 yılında Alman kimyager Martin Heinrich Klaproth tarafından Macaristan'dan rutil içinde bağımsız olarak yeniden keşfedildi. Klaproth bu maddenin yeni bir element içerdiğini buldu ve Yunan mitolojisindeki Titanlar'ın adını verdi. Gregor'un daha önceki keşfini duyduktan sonra, bir manakanit örneği elde etti ve titanyum içerdiğini doğruladı.

Titanyumu çeşitli cevherlerinden çıkarmak için gereken işlemler zahmetli ve maliyetlidir; karbon varlığında ısıtarak normal şekilde indirgemek mümkün değildir, çünkü bu titanyum karbür üretir. Saf metalik titanyum (99.9%) ilk olarak 1910 yılında Matthew A. Hunter tarafından Rensselaer Politeknik Enstitüsü'nde Hunter prosesinde TiCl4'ün 700-800 °C'de sodyum ile ısıtılmasıyla hazırlanmıştır. Titanyum metali, William Justin Kroll'un titanyum tetraklorürü (TiCl4) kalsiyum ile indirgeyerek üretilebileceğini kanıtladığı 1932 yılına kadar laboratuvar dışında kullanılmadı. Sekiz yıl sonra Kroll süreci olarak bilinen süreçte magnezyum ve hatta sodyum kullanarak bu süreci geliştirdi. Araştırmalar daha verimli ve daha ucuz süreçler (örneğin FFC Cambridge) üzerinde devam etse de, Kroll süreci ticari üretim için hala kullanılmaktadır.
Anton Eduard van Arkel ve Jan Hendrik de Boer 1925 yılında iyodür veya kristal çubuk prosesini keşfettiğinde, iyot ile reaksiyona girerek ve oluşan buharları sıcak bir filament üzerinde saf metale ayrıştırarak çok yüksek saflıkta titanyum küçük miktarlarda üretildi.

1950'lerde ve 1960'larda Sovyetler Birliği, Soğuk Savaş ile ilgili programların bir parçası olarak askeri ve denizaltı uygulamalarında (Alfa Sınıfı ve Mike Sınıfı) titanyum kullanımına öncülük etti. 1950'lerin başından itibaren titanyum, F100 Super Sabre ve Lockheed A-12 gibi uçaklardan başlayarak, özellikle yüksek performanslı jetlerde askeri havacılık amacıyla yaygın olarak kullanılmaya başlandı.

ABD'de Savunma Bakanlığı metalin stratejik öneminin farkına varmış ve ilk ticarileştirme çabalarını desteklemiştir. Soğuk Savaş dönemi boyunca titanyum ABD hükümeti tarafından Stratejik Malzeme olarak kabul edildi ve Savunma Ulusal Stok Merkezi tarafından büyük bir titanyum sünger stoku tutuldu ve bu stok nihayet 2005 yılında tükendi. Bugün, dünyanın en büyük üreticisi olan Rusya merkezli VSMPO-Avisma'nın dünya pazar payının yaklaşık 29%'sini oluşturduğu tahmin edilmektedir.

2006 yılında ABD Savunma Ajansı, titanyum metal tozu yapımına yönelik yeni bir süreç geliştirmek üzere iki şirketten oluşan bir konsorsiyuma $5.7 milyon dolar verdi. Isı ve basınç altında toz, zırh kaplamasından havacılık, ulaşım ve kimyasal işleme endüstrileri için bileşenlere kadar değişen güçlü, hafif ürünler oluşturmak için kullanılabilir. Üretim ve imalat.

Titanyum (mineral konsantresi) Titanyum metalinin işlenmesi 4 ana adımda gerçekleşir: titanyum cevherinin gözenekli bir form olan "süngere" indirgenmesi; bir külçe oluşturmak için sünger veya sünger artı bir ana alaşımın eritilmesi; bir külçenin kütük, çubuk, levha, tabaka, şerit ve tüp gibi genel değirmen ürünlerine dönüştürüldüğü birincil imalat; ve değirmen ürünlerinden bitmiş şekillerin ikincil imalatı.

Metal yüksek sıcaklıklarda oksijenle reaksiyona girdiği için dioksitinin indirgenmesiyle üretilemez. Bu nedenle titanyum metali ticari olarak karmaşık ve pahalı bir kesikli işlem olan Kroll işlemi ile üretilir. (Titanyumun nispeten yüksek piyasa değeri, esas olarak başka bir pahalı metal olan magnezyumu feda eden işleminden kaynaklanmaktadır). Kroll prosesinde, oksit ilk olarak karboklorinasyon yoluyla klorüre dönüştürülür, böylece klor gazı TiCl4 yapmak için karbon varlığında kırmızı-sıcak rutil veya ilmenit üzerinden geçirilir. Bu, fraksiyonel damıtma ile yoğunlaştırılır ve saflaştırılır ve ardından argon atmosferinde 800 °C erimiş magnezyum ile indirgenir.

Daha yakın zamanda geliştirilen bir yöntem olan FFC Cambridge süreci sonunda Kroll sürecinin yerini alabilir. Bu yöntem, toz veya sünger olan son ürünü yapmak için hammadde olarak titanyum dioksit tozu (rutilin rafine edilmiş bir formu olan) kullanır. Karışık oksit tozları kullanılırsa, ürün geleneksel çok adımlı eritme işleminden çok daha düşük maliyetle üretilen bir alaşımdır. FFC Cambridge süreci, titanyumu havacılık ve uzay endüstrisi ve lüks mallar pazarı için daha az nadir ve pahalı bir malzeme haline getirebilir ve şu anda alüminyum ve özel çelik kaliteleri kullanılarak üretilen birçok üründe görülebilir.

Yaygın titanyum alaşımları indirgeme yoluyla yapılır. Örneğin, kuprotitanyum (bakır eklenmiş rutil indirgenir), ferrokarbon titanyum (elektrikli bir fırında kok ile indirgenmiş ilmenit) ve manganotitanyum (manganez veya manganez oksitlerle rutil) indirgenir.

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

Titanyum ve titanyum alaşımlarının yaklaşık 50 derecesi belirlenmiştir ve şu anda kullanılmaktadır, ancak yalnızca birkaç düzine ticari olarak kolayca temin edilebilir. ASTM International, 1 ila 4. sınıfları ticari olarak saf (alaşımsız) olan 31 sınıf titanyum metali ve alaşımını tanımaktadır. Bu dört sınıf, oksijen içeriğinin bir fonksiyonu olarak değişen gerilme mukavemeti dereceleri ile ayırt edilir; 1. Sınıf en sünek (0.18% oksijen içeriği ile en düşük gerilme mukavemeti) ve 4. Sınıf en az (0.40% oksijen içeriği ile en yüksek gerilme mukavemeti). Geri kalan kaliteler, her biri süneklik, mukavemet, sertlik, elektrik direnci, sürünme direnci, belirli ortamlardan kaynaklanan korozyona karşı direnç veya bunların bir kombinasyonu gibi belirli amaçlar için tasarlanmış alaşımlardır.

ASTM ve diğer alaşımlar kapsamındaki kaliteler ayrıca Havacılık ve Askeri spesifikasyonları (SAE-AMS, MIL-T), ISO standartlarını ve ülkeye özgü spesifikasyonların yanı sıra havacılık, askeri, tıbbi ve endüstriyel uygulamalar için özel son kullanıcı spesifikasyonlarını karşılamak üzere üretilmektedir.

Fabrikasyon açısından, titanyumun tüm kaynağı, oksijen, nitrojen veya hidrojen gibi atmosferik gazlarla kirlenmesini önlemek için inert bir argon veya helyum atmosferinde yapılmalıdır. Kirlenme, montaj kaynaklarının bütünlüğünü azaltacak ve eklem arızasına yol açacak olan gevrekleşme gibi çeşitli koşullara neden olacaktır. Ticari olarak saf yassı ürün (levha, plaka) kolayca şekillendirilebilir, ancak işleme metalin bir "hafızaya" sahip olduğu ve geri yaylanma eğiliminde olduğu gerçeğini dikkate almalıdır. Bu durum özellikle bazı yüksek mukavemetli alaşımlar için geçerlidir. Metal, paslanmaz çelikle aynı ekipman kullanılarak ve aynı işlemlerle işlenebilir.

Uygulamalar

Titanyum silindir, "GRADE 2" kalite, Titanyum çelikte alaşım elementi (ferro-titanyum) olarak tane boyutunu küçültmek ve oksijen giderici olarak ve paslanmaz çelik boruda karbon içeriğini azaltmak için kullanılır.Titanyum genellikle alüminyum (tane boyutunu iyileştirmek için), vanadyum, bakır (sertleştirmek için), demir, manganez, molibden ve diğer metallerle alaşımlanır.[49] Titanyum değirmen ürünleri (levha, plaka, çubuk, tel, dövme, döküm) için uygulamalar endüstriyel, havacılık, eğlence ve gelişmekte olan pazarlarda bulunabilir. Toz titanyum piroteknikte parlak yanan parçacıkların kaynağı olarak kullanılır.

Pigmentler, katkı maddeleri ve kaplamalar

Titanyum dioksit, titanyumun en yaygın kullanılan bileşiğidirDünyadan çıkarılan titanyum cevherinin yaklaşık 95%'si, boyalarda, kağıtta, diş macununda ve plastiklerde kullanılan yoğun beyaz kalıcı bir pigment olan titanyum dioksite (TiO2) dönüştürülmek üzere rafine edilir. Ayrıca çimentoda, değerli taşlarda, kağıtta optik opaklaştırıcı olarak ve grafit kompozit oltalarda ve golf sopalarında güçlendirici bir madde olarak kullanılır.

TiO2 tozu kimyasal olarak inerttir, güneş ışığında solmaya karşı dirençlidir ve çok opaktır: bu, ev plastiklerinin çoğunu oluşturan kahverengi veya gri kimyasallara saf ve parlak beyaz bir renk vermesini sağlar Doğada, bu bileşik anataz, brookit ve rutil minerallerinde bulunur Titanyum dioksit ile yapılan boya şiddetli sıcaklıklarda iyi sonuç verir, bir şekilde kendi kendini temizler ve deniz ortamlarına dayanır. Saf titanyum dioksit çok yüksek bir kırılma indisine ve elmastan daha yüksek bir optik dağılıma sahiptir. Titanyum dioksit çok önemli bir pigment olmasının yanı sıra, kendi başına cildi koruma özelliği nedeniyle güneş kremlerinde de kullanılır.

Son zamanlarda, hava temizleyicilerde (filtre kaplaması olarak) veya UV ışığına (güneş veya insan yapımı) ve havadaki neme maruz kaldığında havayı temizleyebilen veya pencere yüzeylerini temiz tutabilen hidroksil radikalleri gibi reaktif redoks türleri üreten binaların pencerelerini kaplamak için kullanılan filmlerde kullanılmaktadır.

Havacılık ve denizcilik
Yüksek çekme mukavemetinin yoğunluğa oranı, yüksek korozyon direnci, yorulma direnci, yüksek çatlak direnci ve sürünme olmadan orta derecede yüksek sıcaklıklara dayanma kabiliyeti nedeniyle titanyum alaşımları uçaklarda, zırh kaplamalarında, donanma gemilerinde, uzay araçlarında ve füzelerde kullanılır. Bu uygulamalar için alüminyum, vanadyum ve diğer elementlerle alaşımlı titanyum, kritik yapısal parçalar, yangın duvarları, iniş takımları, egzoz kanalları (helikopterler) ve hidrolik sistemler dahil olmak üzere çeşitli bileşenler için kullanılır. Aslında, üretilen tüm titanyum metalinin yaklaşık üçte ikisi uçak motorlarında ve şasilerinde kullanılmaktadır. SR-71 "Blackbird", modern askeri ve ticari uçaklarda kullanımının önünü açarak, yapısında titanyumu yoğun olarak kullanan ilk uçaklardan biriydi. Boeing 777'de tahmini olarak 59 metrik ton (130.000 pound), Boeing 747'de 45, Boeing 737'de 18, Airbus A340'ta 32, Airbus A330'da 18 ve Airbus A320'de 12 titanyum kullanılmıştır. Airbus A380, yaklaşık 26 tonu motorlarda olmak üzere 146 metrik ton kullanabilir.[55] Motor uygulamalarında titanyum rotorlar, kompresör kanatları, hidrolik sistem bileşenleri ve nasellerde kullanılır. Titanyum 6AL-4V alaşımı, uçak uygulamalarında kullanılan tüm alaşımların neredeyse 50%'sini oluşturur.

Deniz suyuna karşı yüksek korozyon direnci nedeniyle titanyum, pervane şaftları ve donanımlarının yapımında ve tuzdan arındırma tesislerinin ısı eşanjörlerinde; tuzlu su akvaryumları için ısıtıcı-soğutucularda, olta ve liderlerde ve dalgıç bıçaklarında kullanılır. Titanyum, bilimsel ve askeri kullanım için okyanusta konuşlandırılmış gözetleme ve izleme cihazlarının muhafazalarını ve diğer bileşenlerini üretmek için kullanılır. Eski Sovyetler Birliği, denizaltıları büyük ölçüde titanyumdan yapmak için teknikler geliştirmiştir.

Endüstriyel
Kaynaklı titanyum boru ve proses ekipmanları (ısı eşanjörleri, tanklar, proses kapları, vanalar) kimya ve petrokimya endüstrilerinde öncelikle korozyon direnci için kullanılır. Belirli alaşımlar, yüksek mukavemetli titanyum Beta C, korozyon direnci veya her ikisinin kombinasyonu nedeniyle kuyu içi ve nikel hidrometalurji uygulamalarında kullanılır. Kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi, sodyum hipoklorit veya ıslak klor gazı (çamaşırhanede) gibi aşındırıcı ortamlara maruz kalan proses ekipmanlarında titanyum kullanır. Diğer uygulamalar şunlardır: ultrasonik kaynak, dalga lehimleme ve püskürtme hedefleri.
Renksiz bir sıvı olan titanyum tetraklorür (TiCl4), TiO2 yapım sürecinde bir ara madde olarak önemlidir ve ayrıca Ziegler-Natta katalizörünü üretmek için kullanılır ve camı iridize etmek için kullanılır ve nemli havada güçlü bir şekilde duman çıkardığı için duman perdeleri yapmak için de kullanılır.

Tüketici ve mimari
Titanyum metali otomotiv uygulamalarında, özellikle de yüksek mukavemet ve sertliği korurken ağırlık azaltmanın kritik olduğu otomobil veya motosiklet yarışlarında kullanılır. Metal, özellikle yarış/performans pazarına yönelik üst düzey ürünler dışında genel tüketici pazarına pazarlanamayacak kadar pahalıdır. Son model Corvette'lerde titanyum egzozlar mevcuttur.
Guggenheim Bilbao Müzesi titanyum panellerle kaplanmıştır Titanyum birçok spor malzemesinde kullanılmaktadır: tenis raketleri, golf sopaları, lakros sopası şaftları; kriket, hokey, lakros ve futbol kask ızgaraları; ve bisiklet kadroları ve bileşenleri. Bisiklet üretimi için ana akım bir malzeme olmamasına rağmen, titanyum bisikletler yarış takımları ve macera bisikletçileri tarafından kullanılmıştır. Titanyum alaşımları aynı zamanda gözlük çerçevelerinde de kullanılır ve bu da oldukça pahalı, ancak son derece dayanıklı ve uzun ömürlü, hafif ve cilt alerjisine neden olmayan bir çerçeve ile sonuçlanır. Birçok sırt çantalı gezgin, pişirme kapları, yemek kapları, fenerler ve çadır kazıkları dahil olmak üzere titanyum ekipman kullanır. Geleneksel çelik veya alüminyum alternatiflerinden biraz daha pahalı olmasına rağmen, bu titanyum ürünler mukavemetten ödün vermeden önemli ölçüde daha hafif olabilir. Titanyum aynı zamanda nalbantlar tarafından da tercih edilmektedir, çünkü at nalı haline getirildiğinde çelikten daha hafif ve daha dayanıklıdır.
Dayanıklılığı nedeniyle titanyum, tasarımcı takıları (özellikle titanyum yüzükler) için daha popüler hale gelmiştir. İnert olması, alerjisi olanlar veya yüzme havuzları gibi ortamlarda takı takacaklar için iyi bir seçim olmasını sağlar. Titanyumun dayanıklılığı, hafifliği, göçük ve korozyon direnci onu saat kasası üretiminde kullanışlı kılmaktadır.[64] Bazı sanatçılar heykel, dekoratif obje ve mobilya gibi sanat eserleri üretmek için titanyum ile çalışmaktadır.
Titanyum zaman zaman mimari uygulamalarda da kullanılmıştır: uzaya çıkan ilk insan olan Yuri Gagarin'in Moskova'daki 40 metrelik (120 foot) anıtı, metalin çekici rengi ve roketçilikle olan ilişkisi nedeniyle titanyumdan yapılmıştır. Guggenheim Bilbao Müzesi ve Cerritos Millennium Kütüphanesi, sırasıyla Avrupa ve Kuzey Amerika'da titanyum panellerle kaplanan ilk binalardır. Titanyum kaplamanın diğer inşaat kullanımları arasında Denver, Colorado'daki Frederic C. Hamilton Binası ve Moskova'daki 107 m'lik (350 fit) Uzay Fatihleri Anıtı bulunmaktadır.
Ateşli silahlarda geleneksel olarak kullanılan diğer metallere (çelik, paslanmaz çelik ve alüminyum) kıyasla üstün mukavemeti ve hafifliği ve metal işleme tekniklerindeki gelişmeler nedeniyle, titanyum kullanımı ateşli silah üretiminde daha yaygın hale gelmiştir. Başlıca kullanım alanları arasında tabanca çerçeveleri ve revolver silindirleri bulunmaktadır. Aynı nedenlerden dolayı, dizüstü bilgisayarların gövdesinde de kullanılmaktadır (örneğin, Apple'ın PowerBook serisinde).
Kürekler ve el fenerleri gibi hafif ve korozyona dayanıklı olması için üretilen bazı üst sınıf alet kategorileri de titanyum veya titanyum alaşımlarından yapılmıştır.

Tıbbi
Ortopedik implantlar
Göz yuvasındaki bir kırık, kırılan kemiklerin küçük titanyum plakalar ve vidalarla stabilize edilmesiyle onarıldı. 20 yıla kadar yerinde kalabilen kalça topları ve soketleri (eklem replasmanı) gibi cerrahi aletler ve implantlar da dahil olmak üzere bir dizi tıbbi uygulamada kullanılan titanyum, biyouyumlu (toksik olmayan ve vücut tarafından reddedilmeyen) olduğu için genellikle yaklaşık 4% alüminyum veya 6% Al ve 4% vanadyum ile alaşımlanır.
Titanyum, 30 yıldan uzun süre yerinde kalabilen diş implantlarında kullanılmasını sağlayan osseointegrasyon özelliğine sahiptir. Bu özellik aynı zamanda ortopedik implant uygulamaları için de yararlıdır. Titanyumun düşük elastikiyet modülünden (Young modülü) yararlanan bu tür cihazlar, onarılması amaçlanan kemiğe daha yakın bir şekilde eşleşir. Sonuç olarak, iskelet yükleri kemik ve implant arasında daha eşit bir şekilde paylaşılır, bu da ortopedik implantların sınırlarında meydana gelen stres kalkanı ve periprostetik kemik kırıkları nedeniyle daha düşük kemik bozulması insidansına yol açar. Bununla birlikte, titanyum alaşımlarının sertliği hala kemiğin iki katından fazladır, bu nedenle komşu kemik büyük ölçüde azaltılmış bir yük taşır ve bozulabilir. Titanyum ferromanyetik olmadığından, titanyum implantlı hastalar manyetik rezonans görüntüleme ile güvenle incelenebilir (uzun süreli implantlar için uygundur). Titanyumun vücuda implantasyon için hazırlanması, yüzey atomlarını ortadan kaldıran ve anında oksitlenen taze titanyumu açığa çıkaran yüksek sıcaklıkta bir plazma arkına tabi tutulmasını içerir.
Piercingler
İnertliği ve çekici bir şekilde renklendirilebilmesi, onu vücut piercinginde kullanım için popüler bir metal haline getirmektedir Titanyum, yüzey oksit tabakasının kalınlığını değiştiren ve girişim saçaklarına neden olan çeşitli renkler üretmek için anodize edilebilir. Diğer Titanyum, görüntü kılavuzlu cerrahide kullanılan cerrahi aletlerin yanı sıra tekerlekli sandalyeler, koltuk değnekleri ve yüksek mukavemet ve düşük ağırlığın arzu edildiği diğer ürünler için de kullanılır.
Önlemler
Isırgan otu milyonda 80 parçaya kadar titanyum içerir Titanyum yüksek dozlarda bile toksik değildir ve insan vücudunda doğal bir rol oynamaz. İnsanlar tarafından her gün tahmini olarak 0,8 miligram titanyum yutulur ancak çoğu emilmeden geçer.[29] Bununla birlikte, silika içeren dokularda biyolojik olarak birikme eğilimi vardır. Bitkilerdeki bilinmeyen bir mekanizma titanyumu karbonhidrat üretimini uyarmak ve büyümeyi teşvik etmek için kullanıyor olabilir. Bu, çoğu bitkinin neden milyonda 1 (ppm) titanyum içerdiğini, gıda bitkilerinin yaklaşık 2 ppm ve at kuyruğu ve ısırgan otunun 80 ppm'ye kadar titanyum içerdiğini açıklayabilir.
Toz halinde veya metal talaşı şeklinde titanyum metali önemli bir yangın tehlikesi ve havada ısıtıldığında patlama tehlikesi oluşturur. Yangınları söndürmek için su ve karbondioksit bazlı yöntemler yanan titanyum üzerinde etkisizdir; bunun yerine D Sınıfı kuru toz yangın söndürme maddeleri kullanılmalıdır.
Klor üretiminde veya kullanımında kullanıldığında, titanyumun yalnızca titanyum/klor yangınına neden olabilecek kuru klor gazına maruz kalmayacağı yerlerde kullanılmasına dikkat edilmelidir. Titanyum ıslak klor içinde kullanıldığında bile, aşırı hava koşullarının neden olduğu olası beklenmedik kuruma nedeniyle bir yangın tehlikesi mevcuttur.
Titanyum, taze, oksitlenmemiş bir yüzey sıvı oksijen ile temas ettiğinde alev alabilir. Bu tür yüzeyler, oksitlenmiş yüzeye sert bir cisimle vurulduğunda veya mekanik bir zorlanma bir çatlağın ortaya çıkmasına neden olduğunda ortaya çıkabilir. Bu, havacılık ve uzay endüstrisinde bulunanlar gibi sıvı oksijen sistemlerinde kullanımı için olası bir sınırlama oluşturmaktadır.