O mare varietate de industrii caută astăzi modalități inovatoare de a-și maximiza profitul. Aceste modalități inovatoare sunt așteptate la un cost de producție redus, reduc greutatea produselor lor și reduc consumul total de energie. În consecință, metalul ușor, inclusiv titanul și aluminiul, este considerat din ce în ce mai mult oțel. Prin urmare, pentru a obține soluția materială perfectă în lumina acestui fapt, este important să aveți o privire asupra informațiilor despre rezistența lor. Acest articol oferă cele mai importante informații prin realizarea unei comparații între fiecare metal folosind varietăți de caracteristici.
Să comparăm 17 diferențe între titan și aluminiu
În spațiul de producție, când te gândești la o echipă de vis de proprietăți ale materialelor pentru piese, vin în minte rezistența și greutatea. În esență, titanul și aluminiul vin în mod natural în mintea designerilor în acest caz. Interesant este că atât titanul, cât și aluminiul bifează alte casete importante, cum ar fi toleranța excelentă la căldură și rezistența la coroziune. Pentru a ajuta la obținerea alegerii perfecte pentru proiectul dvs., vom folosi o varietate de proprietăți pentru a face o comparație între aluminiu și titan. Ei includ:
Titan vs aluminiu: compoziția elementului
În încercarea de a diferenția titanul de aluminiu, compoziția elementară este foarte importantă. Acest lucru se datorează faptului că unele componente pot să nu fie necesare din cauza reactivității lor cu mediul sau din cauza caracteristicilor adăugate pe care le pot adăuga metalului în general. Exemple de astfel de caracteristici pot include rezistența la coroziune, greutatea și multe altele. În comparație, se știe că titanul conține o varietate de elemente, inclusiv azot, hidrogen, oxigen, carbon, fier și nichel. Cu titanul ca compoziție elementară majoră, alți constituenți pot varia în compoziție între 0.013 și 0.5%.
Pe de altă parte, aluminiul este compus dintr-o varietate de constituenți, inclusiv aluminiu ca compoziție principală, siliciu, zinc, magneziu, mangan, cupru, fier, titan, crom, zirconiu și multe altele.
Titan vs aluminiu: rezistență la coroziune
Rezistența la coroziune este o altă proprietate care poate fi folosită pentru a face comparații între titan și aluminiu. Atât titanul, cât și aluminiul au proprietăți excelente de rezistență la coroziune. Cu toate acestea, unul este mai rezistent decât celălalt și, prin urmare, este mai preferabil atunci când rezistența la coroziune este unul dintre considerentele majore într-un proiect.
Titanul este inert și, prin urmare, este foarte rezistent la coroziune. Datorită naturii sale inerte, titanul este cel mai biocompatibil metal cu aplicații impresionante în industria medicală. Această aplicație poate fi găsită în producția de aplicații chirurgicale, în timp ce aliajele de Ti 6-4 rezistă bine într-un mediu sărat, cu o mare aplicație în industria marină. Pe de altă parte, aliajele de aluminiu formează un strat de oxizi care face ca materialul să nu fie reactiv cu elementele corozive. Cu toate acestea, coroziunea unui astfel de aliaj depinde acum de condițiile apoase/atmosferice, cum ar fi temperatura, substanțele chimice din aer și compoziția chimică.
Titan vs aluminiu: conductivitate electrică
Conductivitatea electrică este capacitatea unui material de a permite fluxul de electroni din cauza scăderii potențialului. Pentru a determina conductivitatea electrică a unui material, cuprul este utilizat ca standard pentru evaluarea conductibilității electrice.
Când titanul este comparat cu conductivitatea cuprului, acesta a prezentat aproximativ 3.1% din conductibilitatea cuprului. Ca rezultat, rezultă că titanul este un bun conductor de electricitate și nu poate fi utilizat acolo unde o bună conductivitate este un factor primordial. Deși titanul nu este un bun conductor, poate fi folosit ca un bun rezistor. Pe de altă parte, aluminiul prezintă 64% din conductivitatea cuprului. Aceasta înseamnă că, într-o situație în care este necesară conductivitatea electrică, atunci aluminiul este preferat în detrimentul titanului.
Titan vs aluminiu: conductivitate termică
Conductivitatea termică a unui material este capacitatea acestuia de a transfera sau de a conduce căldura. Pentru ca un material să fie un radiator bun, trebuie să aibă o rată mare de conductivitate, în timp ce un material cu conductivitate termică scăzută este un bun izolator. Acest fenomen este denumit rata de timp de transfer prin conducție prin grosimea unității, pe o unitate de material pentru un gradient de temperatură unitar.
În comparație, aluminiul are o conductivitate termică ridicată de 1460 BTU-in/hr-ft²-°F (210 W/mK) comparativ cu titanul 118 BTU-in/hr-ft²-°Fm (17.0 W/mK). Acesta este motivul pentru care i se acordă un tratament preferențial atunci când implică aplicații, inclusiv schimbătoare de căldură, vase de gătit și radiatoare.
Titan vs Aluminiu: Punct de topire
Temperatura de topire a unui metal cunoscută sub numele de punctul de topire este temperatura la care un astfel de metal începe să tranziteze dintr-o fază solidă într-o fază lichidă. La această temperatură, faza solidă a metalului și faza lichidă a unui astfel de metal există în echilibru. Odată ce materialul atinge acest nivel de temperatură, se poate forma cu ușurință și poate fi folosit pentru aplicații termice.
În comparație, titanul are un punct de topire mai mare de 1650 – 1670 °C (3000 – 3040 °F), motiv pentru care este utilizat ca metal refractar. Pe de altă parte, aluminiul prezintă un punct de topire mai scăzut în comparație cu titanul 660.37 °C (1220.7 °F). Prin urmare, într-o aplicație de rezistență la căldură, titanul este mai aplicabil.
Titan vs aluminiu: duritate
Duritatea unui metal este valoarea sa comparativă, care ajută la descrierea răspunsului său la gravare, întindere, deformare sau zgâriere de-a lungul suprafeței sale. Acest lucru se poate face în mare parte cu o unealtă numită mașină de indentor. Ca rezultat, mașina sau uneltele de indentor scot în evidență valoarea metalului pentru a determina rezistența unui astfel de metal. În timp ce duritatea Brinell a titanului 70 HB este mai mare decât a aluminiului pur 15 HB, unele aliaje de aluminiu au prezentat o duritate mai mare decât titanul. Exemplele includ temperatură AA7075 T7 și T6, temperatură AA6082 T5 și T6 și altele.
Pe de altă parte, titanul se deformează ușor atunci când este zgâriat sau crestat. Acest lucru poate fi corectat deoarece titanul formează o suprafață excepțional de dura prin formarea unui strat de oxid pentru a forma un strat de oxid de titan care rezistă la majoritatea forțelor de penetrare. Într-o aplicație în care duritatea este una dintre cerințele majore, titanul este cea mai bună alegere.
Titan vs aluminiu: densitate
În măsurare, titanul și aluminiul sunt ambele ușoare, dar din motive specifice. Din punct de vedere al comparațiilor, densitatea aluminiului (2712 kg/m3) este mai mică decât densitatea titanului (4500 kg/m3). Densitatea aluminiului este considerabil mai ușoară, deși titanul este cu aproximativ două treimi mai greu decât aluminiul. Aceasta înseamnă că utilizatorii oricărui metal vor avea nevoie de mai puțin titan. Doar o fracțiune de titan este necesară pentru a obține rezistența fizică a aluminiului. Acesta este motivul pentru care titanul este utilizat în motoarele cu reacție de avioane și aeronavele spațiale. Se știe că greutatea și rezistența sa reduc costul combustibilului.
Prin urmare, în funcție de aplicație, titanul sau aluminiul sunt fie o alegere perfectă. De exemplu, într-o situație în care raportul rezistență la greutate este un lucru de îngrijorare, se folosește titanul și unde este nevoie doar de greutatea ușoară, atunci se folosește aluminiu.
Titan vs aluminiu: preț
Pentru a compara prețul titanului și al aluminiului, o piesă de bază dintr-o rundă de un sfert de inch, lungă pe picior, din ambele metale, sunt comparate împreună. În comparație, tija de aluminiu a costat mai puțin decât tija de titan, prin urmare, acest lucru arată că există o diferență de cost între ambele metale. Pe lângă cost, mai mult de la început, titanul este foarte greu de lucrat în comparație cu aluminiu și, prin urmare, face procesul de fabricație mai scump.
Un alt lucru este că șlefuirea, îndoirea și sudarea titanului sunt delicate de efectuat, deoarece necesită un profesionalism excelent. Pe de altă parte, aluminiul este ușor de lucrat, deci este mai puțin costisitor și rentabil pentru majoritatea aplicațiilor.
Titan vs aluminiu: durabilitate
Durabilitatea materialului rămâne capacitatea sa de a fi funcțional fără utilizarea unor reparații sau întreținere excesive atunci când materialul este acționat de provocările operațiunilor normale. Fără îndoială, atât titanul, cât și aluminiul sunt durabile și pot fi folosite pentru o perioadă mai lungă. Titanul este foarte rigid și durabil, iar ramele sale pot rezista zeci de ani fără niciun semn de uzură atunci când este îngrijit corespunzător.
De asemenea, titanul oferă o flexibilitate rezonabilă pentru a ajuta la atenuarea vibrațiilor drumului și se poate simți zdruncinat atunci când este expus la o sarcină grea, cum ar fi sacourile de turism. Pe de altă parte, aluminiul își dovedește durabilitatea și în medii extreme de transport, mai ales atunci când rezistența, siguranța și durabilitatea sunt critice.
Titan vs aluminiu: prelucrabilitate
Prelucrabilitatea este un scor comparativ al unui metal pentru a determina cât de bine reacționează la solicitarea de prelucrare, inclusiv ștanțare, strunjire, frezare și multe altele. Scorul de prelucrabilitate al unui astfel de metal este utilizat pentru a determina tipul de metodă de prelucrare care trebuie utilizată. În mod interesant, strunjirea și frezarea CNC sunt metode testate în timp de producere a pieselor din titan și aluminiu. Pot fi produse în mai puțin de o zi cu respectarea toleranțelor de +/-0.005 inchi (0.13 mm). Atunci când producția de piese este necesară rapid, aluminiul este o alegere perfectă, deoarece este rentabil și de înaltă calitate.
Cu toate acestea, prelucrarea poate fi oarecum limitată când vine vorba de geometrie, deoarece modelele extrem de complexe necesită o soluție diferită, indiferent de materialul ales. Un alt factor de luat în considerare atunci când alegeți materialul pentru prelucrare este deșeurile de prelucrare. Prin urmare, frezarea excesului de material este bine pentru aluminiul ieftin, dar nu ideală pentru titanul costisitor. Drept urmare, producătorii preferă adesea să producă prototipuri folosind aluminiu, apoi trec mai târziu la titan pentru producția de piese.
Titan vs aluminiu: formabilitate
În ceea ce privește formabilitatea, aluminiul este mai formabil decât titanul. Toate formele de aluminiu sunt ușor fabricate în piese finite folosind o mare varietate de metode. Aluminiul poate fi tăiat folosind mai multe procese, în funcție de forma și forma materialului.
De asemenea, poate fi tăiat cu diferite tipuri de ferăstrău, în timp ce laserul, plasmă sau cu jet de apă produc dimensiuni finite care pot avea forme și forme complicate. În timp ce titanul este formabil și nu la fel de formabil ca aluminiul, aluminiul este alegerea perfectă atunci când formabilitatea este esențială pentru succesul unui proiect.
Titan vs Aluminiu: Sudabilitate
Când vine vorba de sudare, care este capacitatea unui material de a suda, ambele metale pot fi sudate și pot fi, de asemenea, sudate sau îmbinate între ele. Cu toate acestea, fie titanul, fie aluminiul este mai sudabil decât celălalt.
În comparație, sudarea titanului necesită mai mult profesionalism, deoarece este întotdeauna privită ca o specialitate în cadrul unei specialități. Pe de altă parte, aluminiul este foarte sudabil și este utilizat pentru o gamă largă de aplicații. Deci, dacă sudarea este una dintre cerințele majore pentru selecția materialului, aluminiul va fi o alegere perfectă.
Titan vs Aluminiu: Limita de curgere
Limita de curgere a unui material este tensiunea maximă la care un material începe să se deformeze permanent. Această proprietate poate fi folosită pentru a diferenția titanul de aluminiu. În comparație, este evident că titanul pur comercial (> 99% Ti) este un metal cu rezistență scăzută până la moderată, care nu este potrivit pentru structurile sau motoarele de aeronave. Prezintă rezistența de curgere a titanului de înaltă puritate, variind de la 170 MPa până la aproximativ 480 MPa, ceea ce este considerat scăzut pentru aerostructurile puternic încărcate.
Pe de altă parte, aluminiul pur prezintă o limită de curgere variind de la 7 MPa până la aproximativ 11 MPa, în timp ce aliajele de aluminiu prezintă o limită de curgere variind de la 200 MPa până la 600 MPa.
Titan vs aluminiu: rezistență la tracțiune
Rezistența la tracțiune a unui metal este cea mai mare (finală) de pe curba tensiunii-deformare inginerești. Aceasta este denumită cea mai mare tensiune care poate fi susținută atunci când un material este expus la tensiune. Rezistența maximă la tracțiune la o temperatură ambiantă a titanului și aliajelor sale variază de la 230 MPa pentru cea mai moale calitate de titan pur comercial până la 1400 MPa pentru aliajele de înaltă rezistență.
De asemenea, rezistența la rezistență a titanului variază de la aproximativ 170 MPa la 1100 MPa în funcție de grad și stare. Pe de altă parte, aliajele de aluminiu prezintă o rezistență mult mai mare decât aluminiul pur. Aluminiul pur prezintă o rezistență la tracțiune de 90 MPa și poate fi crescută la peste 690 MPa pentru unele aliaje de aluminiu tratabile termic.
Titan vs aluminiu: rezistență la forfecare
Proprietățile rezistente ale metalului împotriva sarcinii de forfecare înainte ca componenta să cedeze la forfecare sunt denumite rezistență la forfecare. Acest lucru are loc în mod normal pe un plan într-o direcție paralelă cu direcția forței care acționează. Tensiunea la forfecare a titanului este evaluată între 40 și 45 MPa, în funcție de proprietățile aliajului, în timp ce rezistența la forfecare a aluminiului este evaluată între 85 și aproximativ 435 MPa. Prin urmare, dacă rezistența la forfecare constituie unul dintre motivele majore pentru selecția materialului, unele clase de aluminiu pot fi preferabile față de titan.
Titan vs Aluminiu: Culoare
Pentru a diferenția sau a face diferența dintre titan și aluminiu, culoarea materialului este importantă. Acest lucru vă va ajuta să recunoașteți materialul pentru a evita utilizarea metalului greșit pentru proiectul dvs. Pentru a se diferenția, aluminiul are un aspect alb-argintiu care variază în culoare de la argintiu la gri plictisitor, în funcție de suprafața materialului. Acest aspect este în mod normal spre argintiu pentru suprafețe netede. Pe de altă parte, titanul are un aspect argintiu, care este mai întunecat când este privit la lumină.
Titan vs Aluminiu: Aplicații
Titanul și aluminiul sunt ambele utilizate într-o mare varietate de aplicații. Aceste aplicabile constituie o modalitate posibilă de a diferenția ambele metale unul de celălalt. Aplicarea titanului și a aluminiului este după cum se precizează mai jos:
Titan
Titanul este aplicabil în diferite moduri, dintre care includ ca element de aliere în oțel, reduce dimensiunea granulelor și ca dezoxidant și în oțel inoxidabil pentru a reduce conținutul de carbon. Se găsește aproape peste tot în spațiul industrial, inclusiv:
- Pigmenti, acoperiri și aditivi (vopsele, pastă de dinți, hârtie și plastic)
- Marină și aerospațială (tren de aterizare, firewall-uri, piese de structurare critice, sistem hidraulic,
- Industrie (supape, vas de proces, schimbător de căldură, rezervoare, industria celulozei și hârtiei, sudare cu ultrasunete, ținte de pulverizare și multe altele.
- Consum și arhitectură (articole sportive, cadru de ochelari, biciclete, arme de foc, lopeți, piese pentru laptop și multe altele
- Bijuterii (pentru piercing, ceas, inele și multe altele)
- Medical (implanturi dentare, instrumente chirurgicale, instrumente chirurgicale și multe altele
Aluminiu
Aluminiul este utilizat în general în diferite industrii datorită rezistenței impresionante la coroziune pe care o oferă. Aluminiul există în varietăți de aliaje care își îmbunătățesc considerabil proprietățile mecanice, mai ales atunci când sunt temperate. De exemplu, cel mai obișnuit aliaj de aluminiu sub formă de folii și cutii de băuturi aranjează de la 92% la aproximativ 99% aluminiu. Aplicațiile majore ale aluminiului includ:
- Transport (avioane, mașini de cale ferată, biciclete, automobile, camioane, nave maritime, nave spațiale și multe altele)
- Ambalaj (cutii, rama, folii)
- Construcții și construcții (ferestre, siding, acoperișuri, uși, sârmă de construcție, înveliș și multe altele)
- Aplicații legate de electricitate (motor, transformatoare, Generatoare, aliaje conductoare, generatoare și multe altele)
- Obiecte de uz casnic (ustensile de gătit, mobilier și multe altele)
- Echipamente și utilaje (țevi, unelte, echipamente de procesare și multe altele)
Tabel de comparație rezumat
Am reușit să facem comparații rezonabile folosind aproximativ 17 proprietăți pentru a permite obținerea unei perspective profesionale despre utilizarea materialelor potrivite pentru proiectul dvs. Pentru un acces ușor, mai jos sunt tabele care prezintă un rezumat al secțiunii anterioare.
Titan vs Aluminiu: Întrebări frecvente
Rezumat
Am făcut o comparație directă între proprietățile electrice, fizice, termice și multe altele ale titanului cu aluminiul. Cu toate acestea, există o varietate vastă de elemente care pot fi folosite pentru a alege alegerea finală a materialului pentru o aplicație. Ca rezultat, am reușit să diferențiem folosind aproximativ 17 proprietăți pentru a vă ajuta să înțelegeți cele două metale.