Une grande variété d'industries recherchent aujourd'hui des moyens innovants pour maximiser leurs profits. Ces moyens innovants sont attendus à un coût de production réduit, réduisent le poids de leurs produits et réduisent leur consommation énergétique globale. Par conséquent, les métaux légers, notamment le titane et l'aluminium, sont de plus en plus considérés comme de l'acier. Par conséquent, pour obtenir la solution matérielle parfaite à la lumière de cela, il est important d'avoir un aperçu des informations sur leur résistance. Cet article fournit les informations les plus importantes en établissant une comparaison entre chaque métal en utilisant des variétés de caractéristiques.
Comparons 17 différences entre le titane et l'aluminium
Dans l'espace de fabrication, lorsque vous pensez à une équipe de rêve de propriétés matérielles pour les pièces, la résistance et la légèreté viennent à l'esprit. En substance, le titane et l'aluminium viennent naturellement à l'esprit des concepteurs dans ce cas. Fait intéressant, le titane et l'aluminium cochent d'autres cases importantes telles qu'une excellente tolérance à la chaleur et une résistance à la corrosion. Pour vous aider à obtenir le choix parfait pour votre projet, nous utiliserons une variété de propriétés pour établir une comparaison entre l'aluminium et le titane. Ils comprennent:
Titane vs aluminium : composition des éléments
Afin de différencier le titane de l'aluminium, la composition élémentaire est très importante. En effet, certains composants peuvent ne pas être nécessaires en raison de leur réactivité avec l'environnement ou en raison de caractéristiques supplémentaires qu'ils peuvent ajouter au métal dans son ensemble. Des exemples de telles caractéristiques peuvent inclure la résistance à la corrosion, le poids et bien d'autres. En comparaison, le titane est connu pour contenir une variété d'éléments, notamment l'azote, l'hydrogène, l'oxygène, le carbone, le fer et le nickel. Avec le titane comme composition élémentaire principale, la composition des autres constituants peut varier entre 0.013 et 0.5 %.
D'autre part, l'aluminium est composé d'une variété de constituants, dont l'aluminium comme composition principale, le silicium, le zinc, le magnésium, le manganèse, le cuivre, le fer, le titane, le chrome, le zirconium et bien d'autres.
Titane vs aluminium : résistance à la corrosion
La résistance à la corrosion est une autre propriété qui peut être utilisée pour établir des comparaisons entre le titane et l'aluminium. Le titane et l'aluminium présentent d'excellentes propriétés de résistance à la corrosion. Cependant, l'un est plus résistant que l'autre et, par conséquent, il est préférable lorsque la résistance à la corrosion est l'une des considérations majeures d'un projet.
Le titane est inerte et, par conséquent, il est très résistant à la corrosion. En raison de sa nature inerte, le titane est le métal le plus biocompatible avec une application impressionnante dans l'industrie médicale. Cette application peut être trouvée dans la production d'applications chirurgicales tandis que les alliages Ti 6-4 résistent bien dans un environnement salin avec une grande application dans l'industrie marine. D'autre part, les alliages d'aluminium forment une couche d'oxydes qui rend le matériau non réactif avec les éléments corrosifs. Cependant, la corrosion d'un tel alliage dépend maintenant des conditions aqueuses/atmosphériques telles que la température, les produits chimiques en suspension dans l'air et la composition chimique.
Titane vs Aluminium : conductivité électrique
La conductivité électrique est la capacité d'un matériau à laisser passer des électrons en raison d'une chute de potentiel. Pour déterminer la conductivité électrique d'un matériau, le cuivre est utilisé comme norme d'évaluation de la conductivité électrique.
Lorsque le titane est comparé à la conductivité du cuivre, il présente environ 3.1% de la conductivité du cuivre. Par conséquent, il s'ensuit que le titane est un bon conducteur de l'électricité et qu'il ne peut pas être utilisé lorsqu'une bonne conductivité est un facteur primordial. Bien que le titane ne soit pas un bon conducteur, il peut être utilisé comme une bonne résistance. D'autre part, l'aluminium présente 64% de la conductivité du cuivre. Cela signifie que dans une situation où la conductivité électrique est requise, l'aluminium est préféré au titane.
Titane vs aluminium : conductivité thermique
La conductivité thermique d'un matériau est sa capacité à transférer ou à conduire la chaleur. Pour qu'un matériau soit un bon radiateur, il doit avoir un taux de conductivité élevé tandis qu'un matériau à faible conductivité thermique est un bon isolant. Ce phénomène est appelé vitesse temporelle de transfert par conduction à travers l'épaisseur unitaire, à travers une unité de matériau pour un gradient de température unitaire.
En comparaison, l'aluminium a une conductivité thermique élevée de 1460 BTU-in/hr-ft²-°F (210 W/mK) par rapport au titane 118 BTU-in/hr-ft²-°Fm (17.0 W/mK). C'est pourquoi il bénéficie d'un traitement préférentiel lorsqu'il s'agit d'applications telles que les échangeurs de chaleur, les ustensiles de cuisine et les dissipateurs thermiques.
Titane vs Aluminium : Point de fusion
La température de fusion d'un métal connue sous le nom de point de fusion est la température à laquelle ce métal commence à passer d'une phase solide à une phase liquide. A cette température, la phase solide du métal et la phase liquide de ce métal existent en équilibre. Une fois que le matériau atteint ce niveau de température, il peut être facilement formé et il peut être utilisé pour des applications thermiques.
En comparaison, le titane a un point de fusion plus élevé de 1650 à 1670 °C (3000 à 3040 °F), c'est pourquoi il est utilisé comme métal réfractaire. D'autre part, l'aluminium présente un point de fusion inférieur à celui du titane 660.37 ° C (1220.7 ° F). Par conséquent, dans une application de résistance à la chaleur, le titane est plus applicable.
Titane vs Aluminium : Dureté
La dureté d'un métal est sa valeur comparative qui aide à décrire sa réponse à la gravure, à la bosselure, à la déformation ou aux rayures le long de sa surface. Cela peut être principalement fait avec un outil appelé une machine d'indentation. En conséquence, la machine ou les outils de pénétrateur font ressortir la valeur du métal pour déterminer la résistance de ce métal. Alors que la dureté Brinell du titane 70 HB est supérieure à celle de l'aluminium pur 15 HB, certains alliages d'aluminium présentaient une dureté supérieure à celle du titane. Les exemples incluent la trempe AA7075 T7 et T6, la trempe AA6082 T5 et T6, et plus encore.
D'autre part, le titane se déforme facilement lorsqu'il est rayé ou indenté. Cela peut être corrigé car le titane forme une surface exceptionnellement dure en formant une couche d'oxyde pour former une couche d'oxyde de titane qui résiste à la plupart des forces de pénétration. Dans une application où la dureté est l'une des principales exigences, le titane est le meilleur choix.
Titane vs Aluminium : Densité
En mesure, le titane et l'aluminium sont tous deux légers mais pour des raisons bien précises. En termes de densité d'aluminium de comparaisons (2712 kg/m3) est inférieure à la densité du titane (4500 kg/m3). La densité de l'aluminium est considérablement plus légère, bien que le titane soit environ deux tiers plus lourd que l'aluminium. Cela signifie que les utilisateurs de l'un ou l'autre métal auront besoin de moins de titane. Seule une fraction de titane est nécessaire pour obtenir la résistance physique de l'aluminium. C'est pourquoi le titane est utilisé dans les réacteurs d'avions et les engins spatiaux. On sait que sa légèreté et sa solidité réduisent le coût du carburant.
Par conséquent, selon l'application, le titane ou l'aluminium sont soit un choix parfait. Par exemple, dans une situation où le rapport résistance/poids est un sujet de préoccupation, le titane est utilisé et où la légèreté est seulement nécessaire, alors l'aluminium est utilisé.
Titane vs Aluminium : Prix
Afin de comparer le prix du titane et de l'aluminium, une pièce de base d'un rond d'un quart de pouce, sur un pied de long des deux métaux est comparée ensemble. Comparativement, la tige en aluminium coûte moins cher que la tige en titane, cela montre donc qu'il existe une différence de coût entre les deux métaux. Outre le coût, plus important au départ, le titane est très difficile à travailler par rapport à l'aluminium et par conséquent, il rend le processus de fabrication plus coûteux.
Une autre chose est que le meulage, le pliage et le soudage du titane sont délicats à réaliser car ils nécessitent un excellent professionnalisme. D'autre part, l'aluminium est facile à travailler, il est donc moins cher et rentable pour la plupart des applications.
Titane vs Aluminium : Durabilité
La durabilité du matériau reste sa capacité à être fonctionnel sans l'utilisation de réparations ou d'entretien excessifs lorsque le matériau est sollicité par les défis des opérations normales. Il ne fait aucun doute que le titane et l'aluminium sont durables et peuvent être utilisés plus longtemps. Le titane est très rigide et durable et ses cadres peuvent durer des décennies sans aucun signe d'usure lorsqu'ils sont correctement entretenus.
De plus, le titane offre une flexibilité raisonnable pour aider à amortir les vibrations de la route et peut donner l'impression d'être fouetté lorsqu'il est exposé à une lourde charge comme des sacoches de randonnée. D'autre part, l'aluminium prouve également sa durabilité dans des environnements de transport extrêmes, en particulier lorsque la résistance, la sécurité et la durabilité sont essentielles.
Titane vs Aluminium : usinabilité
L'usinabilité est un score comparatif d'un métal pour déterminer dans quelle mesure il réagit aux contraintes d'usinage, y compris l'emboutissage, le tournage, le fraisage et bien d'autres. Le score d'usinabilité d'un tel métal est utilisé pour déterminer le type de méthode d'usinage à utiliser. Fait intéressant, le tournage et le fraisage CNC sont des méthodes éprouvées de production de pièces en titane et en aluminium. Ils peuvent être produits en moins d'une journée en respectant des tolérances de +/- 0.005 pouce (0.13 mm). Lorsque la production de pièces est requise rapidement, l'aluminium est un choix parfait car il est rentable et de haute qualité.
Cependant, l'usinage peut être quelque peu limité en termes de géométrie car des conceptions extrêmement complexes nécessitent une solution différente quel que soit le matériau choisi. Un autre facteur à prendre en compte lors du choix du matériau pour l'usinage est les déchets d'usinage. Par conséquent, le fraisage de l'excès de matériau convient parfaitement à l'aluminium bon marché, mais n'est pas idéal pour le titane coûteux. En conséquence, les fabricants préfèrent souvent produire des prototypes en aluminium, puis passer plus tard au titane pour la production de pièces.
Titane vs Aluminium : Formabilité
En termes de formabilité, l'aluminium est plus formable que le titane. Toutes les formes d'aluminium sont facilement transformées en pièces finies en utilisant une grande variété de méthodes. L'aluminium peut être coupé en utilisant de nombreux processus en fonction de la forme et de la forme du matériau.
Il peut également être coupé avec différents types de scie tandis que le laser, le plasma ou le jet d'eau produisent des tailles finies qui peuvent avoir des formes et des formes complexes. Alors que le titane est formable et pas aussi formable que l'aluminium, l'aluminium est le choix parfait lorsque la formabilité est essentielle à la réussite d'un projet.
Titane vs Aluminium : soudabilité
En ce qui concerne le soudage, qui est la capacité d'un matériau à se souder, les deux métaux peuvent être soudés et ils peuvent également être soudés ou assemblés. Cependant, le titane ou l'aluminium est plus soudable que l'autre.
En comparaison, le soudage du titane demande plus de professionnalisme car il est toujours considéré comme une spécialité dans une spécialité. D'autre part, l'aluminium est hautement soudable et il est utilisé pour une large gamme d'applications. Ainsi, si la soudabilité est l'une des principales exigences pour la sélection des matériaux, l'aluminium sera un choix parfait.
Titane vs aluminium : limite d'élasticité
La limite d'élasticité d'un matériau est la contrainte maximale à laquelle un matériau commence à se déformer de façon permanente. Cette propriété peut être utilisée pour différencier le titane de l'aluminium. En comparaison, il est évident que le titane commercialement pur (> 99% Ti) est un métal de résistance faible à modérée qui n'est pas bien adapté aux structures ou aux moteurs d'avions. Il présente la limite d'élasticité du titane de haute pureté allant de 170 MPa à environ 480 MPa, ce qui est considéré comme faible pour les aérostructures fortement chargées.
D'autre part, l'aluminium pur présente une limite d'élasticité allant de 7 MPa à environ 11 MPa tandis que les alliages d'aluminium présentent une limite d'élasticité allant de 200 MPa à 600 MPa.
Titane vs Aluminium : Résistance à la traction
La résistance à la traction d'un métal est la plus élevée (ultime) sur la courbe de contrainte-déformation technique. C'est ce qu'on appelle la contrainte la plus élevée qui peut être subie lorsqu'un matériau est exposé à une tension. La résistance à la traction ultime à température ambiante du titane et de ses alliages va de 230 MPa pour la qualité la plus douce de titane commercialement pur à 1400 MPa pour les alliages à haute résistance.
En outre, les résistances à l'épreuve du titane varient d'environ 170 MPa à 1100 MPa en fonction de la qualité et de l'état. D'autre part, les alliages d'aluminium présentent une résistance bien supérieure à celle de l'aluminium pur. L'aluminium pur présente une résistance à la traction de 90 MPa et peut être augmentée à plus de 690 MPa pour certains alliages d'aluminium pouvant être traités thermiquement.
Titane vs aluminium : résistance au cisaillement
Les propriétés de résistance du métal contre la charge de cisaillement avant la rupture du composant en cisaillement sont appelées résistance au cisaillement. Cela se produit principalement normalement sur un plan dans une direction parallèle à la direction de la force agissante. La contrainte de cisaillement du titane est évaluée entre 40 et 45 MPa selon les propriétés de l'alliage, tandis que la résistance au cisaillement de l'aluminium est évaluée entre 85 et environ 435 MPa. Par conséquent, si la résistance au cisaillement constitue l'une des principales raisons du choix des matériaux, certaines qualités d'aluminium peuvent être préférables au titane.
Titane vs Aluminium : Couleur
Pour différencier ou faire la différence entre le titane et l'aluminium, la couleur du matériau est importante. Cela aidera à reconnaître le matériau pour éviter d'utiliser le mauvais métal pour votre projet. Pour se différencier, l'aluminium a un aspect blanc argenté dont la couleur varie de l'argent au gris terne selon la surface du matériau. Cet aspect est normalement vers l'argent pour les surfaces lisses. D'autre part, le titane a un aspect argenté qui est plus foncé lorsqu'il est vu à la lumière.
Titane vs Aluminium : Applications
Le titane et l'aluminium sont tous deux utilisés dans une grande variété d'applications. Ces applicables constituent un moyen possible de différencier les deux métaux l'un de l'autre. L'application du titane et de l'aluminium est indiquée ci-dessous :
Titane
Le titane est applicable de diverses manières, notamment comme élément d'alliage dans l'acier, réduit la taille des grains, et comme désoxydant et dans l'acier inoxydable pour réduire la teneur en carbone. On le retrouve un peu partout dans l'espace industriel notamment :
- Pigments, revêtements et additifs (peintures, dentifrice, papier et plastique)
- Marine et aérospatiale (train d'atterrissage, pare-feu, pièces critiques de la structure, système hydraulique,
- Industrie (vannes, cuve de traitement, échangeur de chaleur, réservoirs, industrie des pâtes et papiers, soudage par ultrasons, cibles de pulvérisation et bien d'autres.
- Biens de consommation et architecture (articles de sport, montures de lunettes, vélos, armes à feu, pelles, pièces d'ordinateurs portables, etc.)
- Bijoux (pour piercing, montre, bagues et bien d'autres)
- Médical (implants dentaires, instruments chirurgicaux, instruments chirurgicaux, etc.)
Aluminium
L'aluminium est généralement utilisé dans différentes industries en raison de l'impressionnante résistance à la corrosion qu'il offre. L'aluminium existe dans des variétés d'alliages qui améliorent nettement ses propriétés mécaniques, en particulier lorsqu'il est trempé. Par exemple, l'alliage d'aluminium le plus courant sous forme de feuilles et de canettes de boisson contient de 92 % à environ 99 % d'aluminium. Les principales applications de l'aluminium comprennent :
- Transport (avions, wagons, vélos, automobiles, camions, navires, vaisseaux spatiaux et bien d'autres)
- Emballage (boîtes, cadre, feuilles,)
- Bâtiment et construction (fenêtres, bardage, toiture, portes, fil de construction, revêtement et bien d'autres)
- Applications liées à l'électricité (moteur, transformateurs, générateurs, alliages conducteurs, générateurs, etc.)
- Articles ménagers (ustensiles de cuisine, meubles et bien d'autres)
- Équipement et machines (tuyaux, outils, équipement de traitement et bien d'autres)
Tableau de comparaison récapitulatif
Nous avons pu établir des comparaisons raisonnables en utilisant environ 17 propriétés pour permettre d'obtenir un aperçu professionnel de l'utilisation des bons matériaux pour votre projet. Pour un accès facile, les tableaux ci-dessous présentent un résumé de la section précédente.
Titane vs Aluminium : FAQ
Résumé
Nous avons effectué une comparaison directe des propriétés électriques, physiques, thermiques et bien d'autres du titane avec l'aluminium. Cependant, il existe une grande variété d'éléments qui peuvent être utilisés pour choisir le choix final du matériau pour une application. En conséquence, nous avons pu différencier en utilisant environ 17 propriétés pour vous aider à mieux comprendre les deux métaux.