obter um orçamento

Titânio vs aço inoxidávelQual é a diferença?

Austin Peng
Publicado 9 de março de 2024
Índice

O titânio e o aço inoxidável são ambos metais tradicionais frequentemente utilizados na indústria transformadora atual. Estes dois metais são intrinsecamente requintados e ambos possuem um conjunto único de propriedades e resistência. Consequentemente, o conhecimento do titânio e do aço inoxidável pode ajudar muito a atingir o objetivo do seu projeto. Elaborámos este guia completo para o ajudar a distinguir entre ambos os metais.

Comparemos 17 diferenças entre o titânio e o aço inoxidável

O titânio e o aço inoxidável apresentam excelentes caraterísticas que os diferenciam um do outro. Para facilitar a compreensão, vamos fazer uma comparação entre o titânio e o aço inoxidável utilizando diferentes propriedades. Estas propriedades incluem a composição elementar, a resistência à corrosão, a condutividade eléctrica, a condutividade térmica, o ponto de fusão, a dureza, o peso e muitas outras.

Titânio vs aço inoxidável: Composição dos elementos

Titânio-vs-Aço inoxidável-Aço inoxidável-2.1

A composição dos elementos é uma caraterística que pode ser utilizada para diferenciar o titânio do aço inoxidável. Em comparação, o titânio comercialmente puro contém uma variedade de elementos, incluindo azoto, hidrogénio, oxigénio, carbono, ferro e níquel. Tendo o titânio como elemento principal da composição, os outros elementos variam em composição entre 0,013 e 0,5 em percentagem.

O aço inoxidável, por outro lado, é composto por variedades de composição de elementos com 11% de crómio, bem como outros elementos com composição percentual que varia entre 0,03% e mais de 1,00%. O teor de crómio do aço inoxidável ajuda a evitar a ferrugem e também proporciona caraterísticas de resistência ao calor. Estes elementos incluem alumínio, silício, enxofre, selénio, molibdénio, azoto, titânio, cobre e nióbio.

Titânio vs aço inoxidável: Resistência à corrosão

Quando se trata de aplicações relacionadas com a corrosão, existe um termo designado por metais especiais. Estes metais especiais são metais altamente resistentes à corrosão. Neste contexto, os metais especiais, como o titânio, oferecem uma elevada resistência à corrosão e estabilidade mecânica onde outros metais, como o aço inoxidável e muitos outros, são inadequados. Os materiais de aço inoxidável oferecem excelentes propriedades mecânicas; no entanto, a sua resistência à corrosão é limitada. Esta limitação verifica-se principalmente em ácidos concentrados a altas temperaturas.

Os metais especiais, como o titânio, são sobretudo atractivos para utilização em equipamento sensível à corrosão em diversas indústrias. Em conclusão, o titânio é mais resistente à corrosão do que o aço inoxidável num vasto campo, como a corrosão contra álcalis, ácidos, águas naturais e produtos químicos industriais.

Titânio vs aço inoxidável: Condutividade eléctrica

A condutividade eléctrica envolve o fluxo de electrões através de um material devido a uma queda de potencial. Além disso, a estrutura atómica desse metal contribui fortemente para a sua condutividade eléctrica. Em comparação com o cobre como padrão para medir a condutividade eléctrica, o titânio não é um bom condutor. Apresenta uma condutividade de cerca de 3,1% do cobre, enquanto o aço inoxidável tem uma condutividade de 3,5% do cobre.

De outro ponto de vista, a resistência eléctrica é a oposição que um material apresenta ao fluxo de electrões. Deste ponto de vista, o titânio apresenta uma fraca condutividade. Como resultado, o titânio é um bom resistor.

Titânio vs aço inoxidável: Condutividade térmica

Titânio-vs-Aço inoxidável-Aço inoxidável-5.-11

A condutividade térmica é outra caraterística que pode ser utilizada para estabelecer comparações entre o titânio e o aço inoxidável. A condutividade térmica é uma medida com a qual o titânio e o aço inoxidável podem ser utilizados para aplicações térmicas. Neste processo, a quantidade de energia, bem como a taxa a que a energia é absorvida e transferida, é medida e determinada. Em comparação, o titânio tem uma condutividade térmica avaliada em 118 BTU-in/hr-ft²-°F.

Por outro lado, a condutividade térmica do aço inoxidável varia entre 69,4 e 238 BTU-in/hr-ft²-°F. Isto significa que o aço inoxidável apresenta uma condutividade térmica mais elevada em comparação com o titânio. Numa situação em que a condutividade térmica tem precedência sobre outras caraterísticas, então o aço inoxidável pode ser considerado.

Titânio vs aço inoxidável: Ponto de fusão

A temperatura de fusão de um material, conhecida como ponto de fusão, é a temperatura à qual esse material começa a passar de uma fase sólida para uma fase líquida. A esta temperatura, a fase sólida do material e a fase líquida desse material encontram-se em equilíbrio. Quando o material atinge este nível de temperatura, pode ser facilmente formado e pode ser utilizado para aplicações térmicas.

Neste caso, o titânio apresenta 1650 - 1670 °C (3000 - 3040 °F), enquanto o aço inoxidável apresenta 1230 - 1530 °C (2250 - 2790 °F). Isto mostra que, quando é necessário um metal para aplicação no ponto de fusão, o titânio é preferível ao aço inoxidável.

Titânio vs aço inoxidável: Dureza

A dureza de um material é um valor comparativo que ajuda a descrever a resposta desse material a gravuras, deformações, riscos ou amolgadelas ao longo da superfície do material. Esta medida é efectuada principalmente com a utilização de máquinas de indentação que existem em grande variedade, dependendo da resistência do material. Para materiais de elevada resistência, os fabricantes ou utilizadores recorrem ao ensaio de dureza Brinell.

Embora a dureza Brinell do aço inoxidável varie muito com a composição da liga e o tratamento térmico, é, na maioria dos casos, mais dura do que o titânio. No entanto, o titânio deforma-se facilmente quando é recuado ou riscado. Para evitar isto, o titânio forma uma camada de óxido chamada camada de óxido de titânio que forma uma superfície excecionalmente dura que resiste à maioria das forças de penetração. O titânio e o aço inoxidável são ambos materiais resistentes que funcionam muito bem quando expostos a ambientes agressivos e ásperos.

Titânio vs aço inoxidável: Peso

Uma das diferenças mais importantes entre o titânio e o aço inoxidável é a sua densidade. O titânio tem uma excelente relação resistência/peso, o que faz com que forneça quase a mesma quantidade de resistência que o aço inoxidável com 40% do seu peso. Quando medido, o titânio tem metade da densidade do aço e é substancialmente mais leve do que o aço inoxidável.

Como resultado, o titânio é vital para projectos que requerem um peso minimizado com uma resistência maximizada. É por isso que o titânio tem excelentes aplicações em peças de aeronaves e outras aplicações que dependem do peso. Por outro lado, o aço é aplicável em chassis de veículos e muito mais, mas na maioria das vezes a redução de peso é frequentemente uma preocupação.

Titânio vs aço inoxidável: Durabilidade

Titânio-vs-Aço inoxidável-Titânio-1.1

 

A durabilidade de um material é a sua capacidade de permanecer funcional sem recurso a reparações ou manutenção excessivas sempre que o material enfrenta desafios normais de funcionamento ao longo da sua meia-vida. Tanto o titânio como o aço inoxidável são duráveis - graças às excelentes propriedades que oferecem. Em comparação, o titânio é aproximadamente 3 a 4 vezes mais forte do que o aço inoxidável. Isto faz com que o titânio tenha uma vida útil prolongada durante gerações. No entanto, o titânio pode ser facilmente riscado, uma vez que requer uma rotina de polimento ou corre o risco de a sua superfície ficar manchada ou baça.

Titânio vs aço inoxidável: Maquinabilidade

A maquinabilidade é uma pontuação comparativa atribuída aos metais para determinar as suas reacções ao esforço de maquinação, incluindo fresagem, torneamento, estampagem e muito mais. Esta pontuação é vital para estabelecer comparações para determinar o melhor material maquinável para o sucesso de um projeto. Além disso, as pontuações de maquinabilidade podem ser utilizadas para determinar o tipo de maquinagem a utilizar. O módulo de elasticidade do titânio é, de certa forma, baixo, o que sugere que o titânio se flexiona e deforma facilmente. Este facto é atribuído à dificuldade de maquinação do titânio, uma vez que este se agarra às fresas e prefere regressar à sua forma original.

Por outro lado, o aço inoxidável tem um módulo de elasticidade muito mais elevado que lhe permite ser facilmente maquinado. Como resultado, é utilizado em aplicações que incluem gumes de facas, porque parte e não dobra quando está sob tensão.

Titânio vs aço inoxidável: Formabilidade

Quando um material apresenta deformação plástica sem ser danificado quando é enformado, é designado por conformabilidade do material. Quando o titânio é comparado com o aço inoxidável, o titânio e a sua liga podem ser conformados utilizando as técnicas e o equipamento adequados para o aço inoxidável. No entanto, o titânio possui uma conformabilidade por estiramento inferior, exigindo raios de curvatura mais generosos.

Além disso, o titânio tem uma maior tendência para a escoriação em comparação com o aço inoxidável e pode ser rectificado utilizando a enformação a quente. Além disso, pode haver retorno de mola quando o titânio é maioritariamente fabricado por enformação a frio ou a quente seguida de dimensionamento a quente para ultrapassar o problema.

Titânio vs aço inoxidável: Soldabilidade

A soldabilidade - também conhecida como capacidade de junção - é a capacidade de um material ser soldado. O titânio e o aço inoxidável podem ser soldados, mas um dos dois metais é mais fácil de soldar do que o outro. A soldabilidade de um material é normalmente utilizada para determinar o processo de soldadura e para comparar a qualidade da soldadura final com a de outro material. Em comparação, o aço inoxidável é mais fácil de soldar do que o titânio. Isto deve-se ao facto de a soldadura de titânio ser uma especialidade dentro de uma especialidade. Embora, à primeira vista, a soldadura de titânio pareça semelhante à soldadura de aço, requer um elevado profissionalismo.

Titânio vs aço inoxidável: Resistência ao escoamento

Numa comparação do limite de elasticidade do titânio e do aço inoxidável, é um facto interessante que o aço inoxidável é muito mais forte do que o titânio. Esta descoberta interessante vai contra o equívoco popular de que o limite de elasticidade do titânio é mais forte do que a maioria dos metais. Embora o titânio esteja apenas a par do aço inoxidável, exibe-o com metade da densidade do aço inoxidável. É por isso que o titânio é considerado um dos metais mais fortes por unidade de massa.

Por outro lado, o aço inoxidável é um material de eleição sempre que um projeto exige resistência global. Em conclusão, quando um projeto requer apenas resistência, o aço inoxidável é a escolha perfeita, enquanto o titânio é preferido quando é necessária resistência por unidade de massa.

Titânio vs aço inoxidável: Resistência à tração

A resistência à tração final de um material é o máximo na curva de engenharia tensão-deformação. É a tensão máxima que pode ser suportada pelo material em tração. A resistência à tração máxima é, na maior parte das vezes, abreviada para "resistência" à tração ou "a máxima".

Quando um metal atinge a sua resistência máxima à tração, o material sofre um estrangulamento em que a área da secção transversal se reduz localmente. Quando comparado, o titânio apresenta uma resistência à tração de 230 MPa (31900 psi), enquanto o aço inoxidável apresenta uma resistência à tração de 34,5 a 3100 MPa (5000 - 450000 psi). Este valor mostra que o aço inoxidável tem uma resistência à tração final mais elevada e, como tal, é preferível ao titânio.

Titânio vs aço inoxidável: Resistência ao cisalhamento

A resistência ao cisalhamento de um material é a sua propriedade de resistência contra uma carga de cisalhamento antes que o componente falhe no cisalhamento. A ação de cisalhamento ocorre normalmente numa direção paralela à direção da força que actua sobre um plano. A tensão de cisalhamento do titânio é classificada entre 240 e 335 MPa, dependendo das propriedades da liga, enquanto a tensão do aço inoxidável é classificada entre 74,5 - 597 MPa. Isto mostra que o aço inoxidável é uma escolha perfeita em situações em que é necessária uma elevada resistência à carga de corte.

Titânio vs aço inoxidável: Cor

Titânio-vs-Aço inoxidável-color-11

No que diz respeito à cor, o titânio e o aço inoxidável podem parecer semelhantes. O titânio e o aço inoxidável no seu estado natural são metais prateados. A diferença é que o titânio é um pouco mais escuro. Noutra dimensão, tanto o titânio como o aço inoxidável podem parecer cinzentos, no entanto, o titânio será mais escuro do que o aço inoxidável.

Titânio vs aço inoxidável: Preço

Em termos de custo, o titânio é relativamente mais caro do que o aço inoxidável. Consequentemente, o titânio torna-se mais proibitivo em termos de custos para algumas indústrias específicas, incluindo as indústrias de construção onde são necessárias grandes quantidades. Numa situação em que o dinheiro é um fator importante na consideração parcial, o aço inoxidável pode ser escolhido em vez do titânio se ambos forem considerados adequados.

Titânio vs aço inoxidável: Aplicações

Aplicações de titânio

Titânio-vs-Aço inoxidável-Titânio-3.1

O titânio existe numa grande variedade de aplicações, incluindo um elemento de liga no aço para reduzir o tamanho do grão, bem como um desoxidante. Também tem aplicações em aço inoxidável para reduzir o teor de carbono. No espaço industrial, o titânio é maioritariamente utilizado nas seguintes indústrias:

Aeroespacial

O titânio é altamente aplicável no sector aeroespacial e marítimo, incluindo a sua utilização em aviões, navios de guerra, mísseis, blindagem de armaduras, naves espaciais e muito mais. Este facto é atribuído à sua resistência à fadiga, elevada resistência a fissuras, elevada resistência à tração em relação à densidade, capacidade de suportar temperaturas moderadamente elevadas sem deslizamento e elevada resistência à corrosão.

Industrial

O titânio é aplicável numa variedade de aplicações industriais, incluindo permutadores de calor, válvulas, recipientes de processo nas indústrias química e petroquímica. A sua utilização deve-se à sua elevada resistência à corrosão. Algumas ligas específicas de titânio são utilizadas na hidrometalurgia de níquel de petróleo e gás e em aplicações de fundo de poço devido à sua resistência à corrosão e elevada resistência.

Arquitetura e consumo

Os metais de titânio são aplicáveis numa grande variedade de aplicações de consumo, incluindo a indústria automóvel. Especialmente nas corridas de automóveis e motociclos, em que são necessárias elevada resistência, rigidez e baixo peso. O titânio é também utilizado em muitos artigos desportivos, incluindo raquetes de ténis, hastes de lacrosse, críquete e hóquei, tacos de golfegrelhadores para capacetes de futebolOs materiais de construção são utilizados em quadros e componentes de bicicletas. São também utilizados em armações de óculos muito dispendiosas, mas resistentes, leves, duradouras e sem alergias cutâneas.

Jóias

O titânio é um produto popular utilizado na indústria da joalharia devido à sua durabilidade, especialmente nos anéis de titânio. Quimicamente, o titânio é inerte, o que o torna mais adequado para pessoas com alergias ou para quem usa jóias em ambientes específicos, como piscinas. Nesta indústria, o titânio é ligado ao ouro para produzir o que é comercializado como ouro de 24 quilates. Mesmo na indústria relojoeira, o titânio é utilizado atualmente devido às suas propriedades impressionantes, como a leveza, a durabilidade, a resistência à corrosão e à mossa.

Indústria médica

O titânio não é tóxico e tem muitas aplicações no sector médico. São utilizados na produção de instrumentos cirúrgicos e implantes, incluindo implantes dentários, bolas para a anca e bases.

Outras utilizações incluem a produção de nanopartículas utilizadas na eletrónica e na distribuição de cosméticos e produtos farmacêuticos. É também aplicável na produção de instrumentos cirúrgicos utilizados em cirurgia guiada por imagem, incluindo muletas, cadeiras de rodas, bem como outros instrumentos que requerem baixo peso e elevada resistência.

Armazenamento de resíduos nucleares

Devido à sua elevada resistência à corrosão, o titânio é utilizado para a produção de contentores para a armazenagem a longo prazo de resíduos nucleares. Vários estudos sobre o titânio permitiram verificar que o titânio pode ser utilizado para produzir contentores com uma duração superior a 100 000 anos. Consequentemente, o titânio é instalado sobre outros contentores para os tornar duradouros.

Aplicações em aço inoxidável

Titânio-vs-Aço inoxidável-Aço inoxidável-2-2-11

Arquitetura

O aço inoxidável é utilizado em edifícios devido à sua durabilidade e estética. O aço inoxidável é utilizado na construção de edifícios modernos - graças ao desenvolvimento de tipos de aço inoxidável de elevada resistência, como os tipos lean duplex. O aço inoxidável apresenta uma baixa refletividade e, por isso, é utilizado como material de cobertura em aeroportos para evitar que os pilotos fiquem encandeados.

Além disso, ajuda a manter a superfície do telhado próxima da temperatura ambiente. Também são utilizados em pontes rodoviárias e pedonais sob a forma de tubos, placas ou barras de reforço.

Conversão de papel, pasta de papel e biomassa

O aço inoxidável tem uma grande aplicação na indústria da pasta e do papel para evitar a contaminação dos produtos com ferro. Isto deve-se à sua resistência à corrosão de uma variedade de produtos químicos utilizados no processo de fabrico de papel. Um exemplo é a utilização de aço inoxidável duplex em digestores para converter aparas de madeira em pasta de madeira.

Processamento de produtos químicos e petroquímicos

No processamento de produtos químicos e petroquímicos, o aço inoxidável é amplamente utilizado em diferentes aplicações. O aço inoxidável é utilizado devido à sua resistência à corrosão em ambientes gasosos, aquosos e de alta temperatura.

Alimentação e bebidas

O aço inoxidável é um material de eleição para a indústria alimentar e de bebidas, especialmente o austenítico (série 300: tipos 304 e 316). São muito utilizados porque não afectam o sabor dos produtos alimentares e são facilmente esterilizados e limpos para evitar a infestação bacteriana dos produtos alimentares. Também são amplamente utilizados para produzir utensílios de cozinha, cozinhas comerciais, fabrico de cerveja, processamento de carne e muito mais.

Energia

O aço inoxidável é normalmente utilizado em todas as formas de centrais eléctricas, desde as solares às nucleares. São utilizados idealmente como suporte mecânico para uma unidade de produção de energia numa situação em que é necessária a permeação de líquido ou gás. Por exemplo, filtros em equipamentos de refrigeração, ou suporte estrutural na produção de energia electrolítica, ou limpeza de gás quente e muito mais.

Armas de fogo

O aço inoxidável é utilizado nalgumas armas de fogo como alternativa ao aço azulado ou packetizado. Por exemplo, alguns modelos de armas de fogo, incluindo a Colt Pistola M1911 e a Smith and Wesson Model 60 são feitas inteiramente de aço inoxidável. A utilização de aço inoxidável dá um acabamento de alto brilho que se assemelha a um revestimento de níquel. Ao contrário do revestimento de níquel, o acabamento não é vulnerável a descamação, desgaste por fricção ou ferrugem quando riscado.

Automóveis

O aço inoxidável é utilizado na produção de automóveis, tais como carros, autocarros, camiões e muito mais. São utilizados em tubos, conversores catalíticos, tubos de escape, colectores, silenciadores e muito mais. Os aços inoxidáveis encontram-se em aplicações diversas, incluindo esferas para dispositivos de funcionamento de cintos de segurança, molas, escovas de limpa para-brisas, fixadores e muito mais. O aço inoxidável também tem uma vasta aplicação em aviões e naves espaciais para depósitos de combustível e muito mais. Isto é possível devido à sua estabilidade térmica.

Indústria médica

A maior parte dos instrumentos médicos e cirúrgicos são produzidos em aço inoxidável devido à sua capacidade de esterilização em autoclave e à sua durabilidade. Além disso, o aço inoxidável é utilizado em implantes cirúrgicos, incluindo reforços e substituições ósseas. São também utilizados numa variedade de aplicações, como a medicina dentária e outras.

Impressão 3D

Tem havido uma ampla utilização do aço inoxidável na impressão 3D. A maioria dos fornecedores de serviços de impressão 3D tem dispositivos próprios de misturas de sinterização de aço inoxidável para utilização em prototipagem. O tipo de aço inoxidável mais utilizado na impressão 3D é o aço inoxidável 316L. O aço inoxidável é utilizado devido ao seu gradiente de temperatura elevado e à sua rápida taxa de solidificação, o que resulta em melhores propriedades mecânicas.

Resumo

O que vem à mente dos designers quando são necessários materiais resistentes para o projeto é o aço inoxidável e o titânio. Estes dois metais estão disponíveis numa vasta gama de ligas que oferecem uma grande variedade de propriedades impressionantes. Para o ajudar a compreender os dois metais e a realizar um projeto bem sucedido, apresentamos um guia completo sobre as propriedades, a resistência e a aplicação do aço inoxidável.

Precisa de peças personalizadas?
Precisa de peças de alta precisão para o seu projeto? Envie os seus requisitos e forneceremos um orçamento personalizado no prazo de 12 horas.
Obter um orçamento
Austin Peng
Cofundador da DEK
AUTOR
Olá! Chamo-me Austin Peng. Dirijo uma fábrica especializada em maquinagem CNC, moldagem por injeção e fabrico de chapas metálicas para produção de pequenas quantidades e soluções de prototipagem rápida. Quando não estou imerso no trabalho, adoro mergulhar em jogos de futebol, explorar novos destinos de viagem, apreciar música e manter-me atualizado sobre as últimas tendências tecnológicas. Não hesite em falar comigo sobre qualquer assunto, quer seja trabalho ou vida!
FAQ

Notícias e blogues

Ler mais artigos que podem interessar-lhe

Parceria com a DEK para uma colaboração perfeita e agradável

Experimente uma parceria suave e eficiente com a DEK, onde fornecemos soluções de fabrico precisas e adaptadas às suas necessidades. Junte-se aos nossos clientes satisfeitos e vamos criar sucesso juntos.
Enviar o seu pedido de informação agora
DEK
Visão geral da privacidade

Este sítio Web utiliza cookies para que possamos proporcionar ao utilizador a melhor experiência possível. As informações dos cookies são armazenadas no seu browser e desempenham funções como reconhecê-lo quando regressa ao nosso sítio Web e ajudar a nossa equipa a compreender quais as secções do sítio Web que considera mais interessantes e úteis.