Una vasta gamma di industrie oggi è alla ricerca di modi innovativi per massimizzare i propri profitti. Questi modi innovativi sono previsti a un costo di produzione ridotto, riducono il peso dei loro prodotti e riducono il loro consumo energetico complessivo. Di conseguenza, il metallo leggero, inclusi titanio e alluminio, è considerato sempre più acciaio. Pertanto, per ottenere la soluzione materiale perfetta alla luce di ciò, è importante avere un assaggio di informazioni sulla loro forza. Questo articolo fornisce le informazioni più importanti tracciando un confronto tra ciascun metallo utilizzando varietà di caratteristiche.
Confrontiamo 17 differenze tra titanio e alluminio
Nello spazio di produzione, quando si pensa a un dream team di proprietà dei materiali per le parti, vengono in mente resistenza e leggerezza. In sostanza, il titanio e l'alluminio vengono naturalmente in mente ai designer in questo caso. È interessante notare che sia il titanio che l'alluminio spuntano altre importanti caselle come l'eccellente tolleranza al calore e la resistenza alla corrosione. Per aiutarti a ottenere la scelta perfetta per il tuo progetto, utilizzeremo una varietà di proprietà per fare un confronto tra alluminio e titanio. Loro includono:
Titanio vs alluminio: composizione degli elementi
Nel tentativo di differenziare il titanio dall'alluminio, la composizione elementare è molto importante. Questo perché alcuni componenti potrebbero non essere necessari a causa della loro reattività con l'ambiente o per caratteristiche aggiuntive che possono aggiungere al metallo in generale. Esempi di tali caratteristiche possono includere resistenza alla corrosione, peso e molti altri. In confronto, il titanio è noto per contenere una varietà di elementi tra cui azoto, idrogeno, ossigeno, carbonio, ferro e nichel. Con il titanio come composizione elementare principale, altri costituenti possono variare nella composizione tra lo 0.013 e lo 0.5%.
D'altra parte, l'alluminio è composto da una varietà di costituenti tra cui l'alluminio come sua composizione principale, silicio, zinco, magnesio, manganese, rame, ferro, titanio, cromo, zirconio e molti altri.
Titanio vs alluminio: resistenza alla corrosione
La resistenza alla corrosione è un'altra proprietà che può essere utilizzata per fare confronti tra titanio e alluminio. Sia il titanio che l'alluminio presentano eccellenti proprietà di resistenza alla corrosione. Tuttavia, uno è più resistente dell'altro e, di conseguenza, è più preferibile quando la resistenza alla corrosione è una delle considerazioni principali in un progetto.
Il titanio è inerte e, di conseguenza, è altamente resistente alla corrosione. A causa della sua natura inerte, il titanio è il metallo più biocompatibile con un'impressionante applicazione nell'industria medica. Questa applicazione può essere trovata nella produzione di applicazioni chirurgiche mentre le leghe Ti 6-4 resistono bene in un ambiente salato con grande applicazione nell'industria marina. Le leghe di alluminio formano invece uno strato di ossidi che rende il materiale non reattivo agli elementi corrosivi. Tuttavia, la corrosione di tale lega ora dipende dalle condizioni acquose/atmosferiche come temperatura, sostanze chimiche nell'aria e composizione chimica.
Titanio vs alluminio: conducibilità elettrica
La conducibilità elettrica è la capacità di un materiale di consentire il flusso di elettroni a causa di una caduta di potenziale. Per determinare la conducibilità elettrica di un materiale, il rame viene utilizzato come standard per la valutazione della conducibilità elettrica.
Quando il titanio viene confrontato con la conduttività del rame, mostra circa il 3.1% della conduttività del rame. Ne consegue che il titanio è un buon conduttore di elettricità e non può essere utilizzato dove una buona conduttività è un fattore primo. Sebbene il titanio non sia un buon conduttore, può essere usato come un buon resistore. D'altra parte l'alluminio mostra il 64% della conduttività del rame. Ciò significa che in una situazione in cui è richiesta la conduttività elettrica, l'alluminio è preferito al titanio.
Titanio vs alluminio: conducibilità termica
La conducibilità termica di un materiale è la sua capacità di trasferire o condurre il calore. Affinché un materiale sia un buon radiatore deve avere un alto tasso di conducibilità mentre un materiale con bassa conduttività termica è un buon isolante. Questo fenomeno è indicato come la velocità di trasferimento per conduzione attraverso l'unità di spessore, attraverso un'unità di materiale per un gradiente di temperatura unitario.
In confronto, l'alluminio ha un'elevata conduttività termica di 1460 BTU-in/h-ft²-°F (210 W/mK) rispetto al titanio di 118 BTU-in/h-ft²-°Fm (17.0 W/mK). Questo è il motivo per cui riceve un trattamento preferenziale quando riguarda applicazioni che includono scambiatori di calore, pentole e dissipatori di calore.
Titanio vs alluminio: punto di fusione
La temperatura di fusione di un metallo, nota come punto di fusione, è la temperatura alla quale tale metallo inizia a passare da una fase solida a una fase liquida. A questa temperatura, la fase solida del metallo e la fase liquida di tale metallo esistono in equilibrio. Una volta che il materiale raggiunge questo livello di temperatura, può essere facilmente formato e può essere utilizzato per applicazioni termiche.
In confronto, il titanio ha un punto di fusione più alto di 1650 – 1670 °C (3000 – 3040 °F), motivo per cui è usato come metallo refrattario. D'altra parte, l'alluminio mostra un punto di fusione inferiore rispetto al titanio 660.37 ° C (1220.7 ° F). Pertanto, in un'applicazione di resistenza al calore il titanio è più applicabile.
Titanio vs alluminio: durezza
La durezza di un metallo è il suo valore comparativo che aiuta a descrivere la sua risposta all'incisione, all'ammaccatura, alla deformazione o al graffio lungo la sua superficie. Questo può essere fatto principalmente con uno strumento chiamato penetratore. Di conseguenza, la macchina o gli strumenti penetratori fanno emergere il valore del metallo per determinare la resistenza di tale metallo. Mentre la durezza Brinell del titanio 70 HB è maggiore dell'alluminio puro 15 HB, alcune leghe di alluminio hanno mostrato una durezza maggiore del titanio. Gli esempi includono AA7075 tempra T7 e T6, AA6082 tempra T5 e T6 e altro ancora.
D'altra parte, il titanio si deforma facilmente se graffiato o dentellato. Questo può essere corretto perché il titanio forma una superficie eccezionalmente dura formando uno strato di ossido per formare uno strato di ossido di titanio che resiste alla maggior parte delle forze di penetrazione. In un'applicazione in cui la durezza è uno dei requisiti principali, quindi, il titanio è la scelta migliore.
Titanio vs alluminio: densità
Nella misura, il titanio e l'alluminio sono entrambi leggeri ma per ragioni specifiche. In termini di confronto densità alluminio (2712 kg/m3) è inferiore alla densità del titanio (4500 kg/m3). La densità dell'alluminio è considerevolmente più leggera, sebbene il titanio sia circa due terzi più pesante dell'alluminio. Ciò significa che gli utenti di entrambi i metalli avranno bisogno di meno titanio. È necessaria solo una frazione di titanio per ottenere la resistenza fisica dell'alluminio. Questo è il motivo per cui il titanio viene utilizzato nei motori a reazione degli aerei e nei veicoli spaziali. È noto che la sua leggerezza e resistenza riducono il costo del carburante.
Pertanto, a seconda dell'applicazione, il titanio o l'alluminio sono una scelta perfetta. Ad esempio, in una situazione in cui il rapporto resistenza/peso è motivo di preoccupazione, viene utilizzato il titanio e dove è necessaria solo la leggerezza, viene utilizzato l'alluminio.
Titanio vs alluminio: prezzo
Per confrontare il prezzo del titanio e dell'alluminio, un pezzo di base di un quarto di pollice rotondo, lungo un piede di entrambi i metalli viene confrontato insieme. Se confrontata, l'asta in alluminio costa meno dell'asta in titanio, quindi ciò mostra che esiste una differenza di costo tra i due metalli. Oltre al costo, più fin dall'inizio, il titanio è molto difficile da lavorare rispetto all'alluminio e, di conseguenza, rende più costoso il processo di produzione.
Un'altra cosa è che la molatura, la piegatura e la saldatura del titanio sono delicate da eseguire in quanto richiedono un'eccellente professionalità. D'altra parte, l'alluminio è facile da lavorare, quindi è meno costoso ed economico per la maggior parte delle applicazioni.
Titanio vs alluminio: durata
La durabilità del materiale rimane la sua capacità di essere funzionale senza l'uso di riparazioni o manutenzioni eccessive quando il materiale subisce le sfide delle normali operazioni. Senza dubbio, sia il titanio che l'alluminio sono resistenti e possono essere utilizzati per un periodo più lungo. Il titanio è molto rigido e durevole e le sue montature possono durare per decenni senza alcun segno di usura se adeguatamente curato.
Inoltre, il titanio fornisce una flessibilità ragionevole per aiutare a smorzare le vibrazioni della strada e può sembrare frustato se esposto a un carico pesante come le borse da viaggio. D'altra parte, l'alluminio dimostra anche la sua durata in ambienti di trasporto estremi, soprattutto quando resistenza, sicurezza e durata sono fondamentali.
Titanio vs alluminio: lavorabilità
La lavorabilità è un punteggio comparativo di un metallo per determinare quanto bene reagisce alle sollecitazioni di lavorazione, inclusi stampaggio, tornitura, fresatura e molti altri. Il punteggio di lavorabilità di tale metallo viene utilizzato per determinare il tipo di metodo di lavorazione da utilizzare. È interessante notare che la tornitura e la fresatura CNC sono metodi collaudati per la produzione di parti in titanio e alluminio. Possono essere prodotti in meno di un giorno con il rispetto di tolleranze di +/- 0.005 pollici (0.13 mm). Quando la produzione di parti è richiesta rapidamente, l'alluminio è una scelta perfetta poiché è conveniente e di alta qualità.
Tuttavia, la lavorazione può essere alquanto limitata quando si tratta di geometrie perché i progetti estremamente complessi richiedono una soluzione diversa indipendentemente dal materiale scelto. Un altro fattore da considerare quando si sceglie il materiale per la lavorazione sono gli scarti di lavorazione. Quindi, la fresatura del materiale in eccesso va bene per l'alluminio economico, ma non è l'ideale per il titanio costoso. Di conseguenza, i produttori spesso preferiscono produrre prototipi utilizzando l'alluminio, per poi passare al titanio per la produzione di parti.
Titanio vs alluminio: formabilità
In termini di formabilità, l'alluminio è più formabile del titanio. Tutte le forme di alluminio sono prontamente fabbricate in parti finite utilizzando un'ampia varietà di metodi. L'alluminio può essere tagliato utilizzando molti processi a seconda della forma e della forma del materiale.
Può anche essere tagliato con diversi tipi di sega mentre laser, plasma o getto d'acqua producono dimensioni finite che possono avere forme e forme complesse. Mentre il titanio è formabile e non così formabile come l'alluminio, l'alluminio è la scelta perfetta quando la formabilità è fondamentale per il successo di un progetto.
Titanio vs alluminio: saldabilità
Quando si tratta di saldatura che è la capacità di un materiale di saldare, entrambi i metalli possono essere saldati e possono anche essere saldati o uniti tra loro. Tuttavia, sia il titanio che l'alluminio sono più saldabili dell'altro.
In confronto, la saldatura del titanio richiede più professionalità poiché è sempre considerata una specialità all'interno di una specialità. D'altra parte, l'alluminio è altamente saldabile e viene utilizzato per un'ampia gamma di applicazioni. Quindi, se la saldabilità è uno dei requisiti principali per la selezione dei materiali, l'alluminio sarà una scelta perfetta.
Titanio vs alluminio: resistenza allo snervamento
La resistenza allo snervamento di un materiale è la massima sollecitazione a cui un materiale inizia a deformarsi in modo permanente. Questa proprietà può essere utilizzata per differenziare il titanio dall'alluminio. Quando viene confrontato, è evidente che il titanio commercialmente puro (> 99% Ti) è un metallo di resistenza da bassa a moderata che non è adatto per strutture o motori di aeromobili. Mostra la resistenza allo snervamento del titanio ad alta purezza che va da 170 MPa fino a circa 480 MPa, che è considerato basso per aerostrutture pesantemente caricate.
D'altra parte, l'alluminio puro mostra un limite di snervamento che va da 7 MPa fino a circa 11 MPa mentre le leghe di alluminio mostrano un limite di snervamento che va da 200 MPa fino a 600 MPa.
Titanio vs alluminio: resistenza alla trazione
La resistenza alla trazione di un metallo è la più alta (ultima) sulla curva di sollecitazione-deformazione ingegneristica. Questo è definito lo stress più alto che può essere sostenuto quando un materiale è esposto a tensione. La massima resistenza alla trazione a temperatura ambiente del titanio e delle sue leghe varia da 230 MPa per il grado più morbido di titanio commercialmente puro a 1400 MPa per le leghe ad alta resistenza.
Inoltre, i punti di forza del titanio variano da circa 170 MPa a 1100 MPa in base al grado e alle condizioni. D'altra parte, le leghe di alluminio mostrano una resistenza molto maggiore rispetto all'alluminio puro. L'alluminio puro mostra una resistenza alla trazione di 90 MPa e può essere aumentato a oltre 690 MPa per alcune leghe di alluminio trattabili termicamente.
Titanio vs alluminio: resistenza al taglio
Le proprietà di resistenza del metallo contro il carico di taglio prima che il componente si rompa per taglio è indicato come resistenza al taglio. Ciò si verifica principalmente normalmente su un piano in una direzione parallela alla direzione della forza che agisce. La sollecitazione al taglio del titanio è valutata tra 40 e 45 MPa a seconda delle proprietà della lega, mentre la resistenza al taglio dell'alluminio è compresa tra 85 e circa 435 MPa. Pertanto, se la resistenza al taglio costituisce una delle ragioni principali per la scelta del materiale, alcuni gradi di alluminio possono essere preferibili al titanio.
Titanio vs Alluminio: Colore
Nel differenziare o distinguere tra titanio e alluminio, il colore del materiale è importante. Questo aiuterà a riconoscere il materiale per evitare di utilizzare il metallo sbagliato per il tuo progetto. Per differenziarsi, l'alluminio ha un aspetto bianco-argenteo che varia di colore dall'argento al grigio opaco a seconda della superficie del materiale. Questo aspetto è normalmente verso l'argento per superfici lisce. D'altra parte, il titanio ha un aspetto argentato che è più scuro se visto sotto la luce.
Titanio vs alluminio: applicazioni
Titanio e alluminio sono entrambi utilizzati in una vasta gamma di applicazioni. Questi applicabili costituiscono un modo possibile per differenziare entrambi i metalli l'uno dall'altro. L'applicazione del titanio e dell'alluminio è la seguente:
Titanio
Il titanio è applicabile in vari modi, tra cui come elemento di lega nell'acciaio, riduce la granulometria e come disossidante e nell'acciaio inossidabile per ridurre il contenuto di carbonio. Si trova quasi ovunque nello spazio industriale, tra cui:
- Pigmenti, rivestimenti e additivi (vernici, dentifricio, carta e plastica)
- Marina e aerospaziale (carrello di atterraggio, firewall, parti critiche strutturali, sistema idraulico,
- Industria (valvole, recipienti di processo, scambiatori di calore, serbatoi, industria della cellulosa e della carta, saldatura a ultrasuoni, obiettivi di sputtering e molti altri.
- Consumatori e architettura (articoli sportivi, montature per occhiali, biciclette, armi da fuoco, pale, parti di laptop e molti altri
- Gioielli (per piercing, orologi, anelli e molti altri)
- Medico (impianti dentali, strumenti chirurgici, strumenti chirurgici e altro
Alluminio
L'alluminio è generalmente utilizzato in diversi settori a causa dell'impressionante resistenza alla corrosione che offre. L'alluminio esiste in varietà di leghe che migliora notevolmente le sue proprietà meccaniche, soprattutto quando temperato. Ad esempio, la lega di alluminio più comune sotto forma di fogli e lattine per bevande dispone dal 92% a circa il 99% di alluminio. Le principali applicazioni dell'alluminio includono:
- Trasporti (aerei, vagoni ferroviari, biciclette, automobili, camion, navi marittime, veicoli spaziali e molti altri)
- Imballaggio (lattine, cornice, fogli,)
- Edilizia e costruzioni (finestre, rivestimenti, coperture, porte, cavi da costruzione, guaine e molti altri)
- Applicazioni legate all'elettricità (motore, trasformatori, Generatori, leghe conduttrici, generatori e molti altri)
- Articoli per la casa (utensili da cucina, mobili e molto altro)
- Attrezzature e macchinari (tubi, strumenti, apparecchiature di lavorazione e molti altri)
Tabella di confronto riepilogativa
Siamo stati in grado di fare confronti ragionevoli utilizzando circa 17 proprietà per consentire di ottenere una visione professionale dell'utilizzo dei materiali giusti per il tuo progetto. Per un facile accesso, di seguito sono riportate le tabelle che mostrano un riepilogo della sezione precedente.
Titanio vs alluminio: domande frequenti
Sommario
Abbiamo confrontato direttamente le proprietà elettriche, fisiche, termiche e molte altre del titanio con l'alluminio. Tuttavia, esistono vaste varietà di elementi che possono essere utilizzati per scegliere la scelta finale del materiale per un'applicazione. Di conseguenza, siamo stati in grado di differenziare utilizzando circa 17 proprietà per aiutarti a comprendere i due metalli.