Günümüzde çok çeşitli endüstriler, kârlarını en üst düzeye çıkarmak için yenilikçi yollar aramaktadır. Bu yenilikçi yolların daha düşük bir üretim maliyeti, ürünlerinin ağırlığını azaltması ve toplam enerji tüketimini düşürmesi bekleniyor. Sonuç olarak, titanyum ve alüminyum gibi hafif metaller giderek daha çok çeliğe benzetiliyor. Bu nedenle, bunun ışığında mükemmel malzeme çözümünü elde etmek için, güçleri hakkında bir fikir sahibi olmak önemlidir. Bu makale, çeşitli özellikler kullanarak her bir metal arasında bir karşılaştırma yaparak en önemli bilgileri sağlar.
Titanyum ve Alüminyum Arasındaki 17 Farkı Karşılaştıralım
Üretim alanında, parçalar için malzeme özellikleri konusunda rüya gibi bir takım denilince akla sağlamlık ve hafiflik gelir. Özünde titanyum ve alüminyum bu durumda tasarımcıların aklına doğal olarak geliyor. İlginç bir şekilde, hem titanyum hem de alüminyum, mükemmel ısı toleransı ve korozyona karşı direnç gibi diğer önemli kutuları işaretler. Projeniz için mükemmel seçimi elde etmenize yardımcı olmak için, alüminyum ve titanyum arasında bir karşılaştırma yapmak üzere çeşitli özellikler kullanacağız. İçerirler:
Titanyum ve Alüminyum: Eleman Bileşimi
Titanyumu alüminyumdan ayırt etmek için element bileşimi çok önemlidir. Bunun nedeni, bazı bileşenlerin çevre ile reaktiviteleri veya genel olarak metale ekleyebilecekleri ek özellikler nedeniyle gerekli olmayabilmesidir. Bu tür özelliklere örnek olarak korozyon direnci, ağırlık ve daha pek çok şey verilebilir. Karşılaştırıldığında, titanyumun nitrojen, hidrojen, oksijen, karbon, demir ve nikel gibi çeşitli elementler içerdiği bilinmektedir. Ana element bileşimi titanyum olduğunda, diğer bileşenlerin bileşimi %0.013 ile %0.5 arasında değişebilir.
Öte yandan, alüminyum, ana bileşimi olarak alüminyum, silikon, çinko, magnezyum, manganez, bakır, demir, titanyum, krom, zirkonyum ve daha birçok bileşenden oluşur.
Titanyum vs Alüminyum: Korozyon Direnci
Korozyon direnci, titanyum ve alüminyum arasında karşılaştırmalar yapmak için kullanılabilecek başka bir özelliktir. Hem titanyum hem de alüminyum, mükemmel korozyon direnci özelliklerine sahiptir. Bununla birlikte, biri diğerinden daha dayanıklıdır ve sonuç olarak, bir projede korozyon direncinin ana hususlardan biri olduğu durumlarda daha fazla tercih edilir.
Titanyum inerttir ve sonuç olarak korozyona karşı oldukça dirençlidir. Atıl doğası nedeniyle titanyum, tıp endüstrisinde etkileyici bir uygulama ile biyolojik olarak en uyumlu metaldir. Bu uygulama, cerrahi uygulamaların üretiminde bulunabilirken, Ti 6-4 alaşımları, denizcilik endüstrisinde harika bir uygulama ile tuzlu bir ortamda iyi durur. Öte yandan, alüminyum alaşımları, malzemeyi aşındırıcı elementlerle reaktif olmayan hale getiren bir oksit tabakası oluşturur. Bununla birlikte, böyle bir alaşımın korozyonu artık sıcaklık, havadaki kimyasallar ve kimyasal bileşim gibi sulu/atmosferik koşullara bağlıdır.
Titanyum vs Alüminyum: Elektriksel iletkenlik
Elektriksel iletkenlik, bir malzemenin potansiyeldeki düşüş nedeniyle elektron akışına izin verme yeteneğidir. Bir malzemenin elektrik iletkenliğini belirlemek için, elektrik iletkenliğini derecelendirmek için standart olarak bakır kullanılır.
Titanyum, bakırın iletkenliği ile karşılaştırıldığında, bakırın iletkenliğinin yaklaşık %3.1'ini sergiledi. Sonuç olarak, titanyumun iyi bir elektrik iletkeni olduğu ve iyi iletkenliğin birincil faktör olduğu yerlerde kullanılamayacağı sonucu çıkar. Titanyum iyi bir iletken olmasa da iyi bir direnç olarak kullanılabilir. Öte yandan alüminyum, bakırın iletkenliğinin %64'ünü sergiler. Bu, elektriksel iletkenliğin gerekli olduğu bir durumda titanyum yerine alüminyumun tercih edildiği anlamına gelir.
Titanyum ve Alüminyum: Termal İletkenlik
Bir malzemenin ısıl iletkenliği, ısıyı aktarma veya iletme yeteneğidir. Bir malzemenin iyi bir radyatör olabilmesi için iletkenlik oranının yüksek olması gerekirken, ısıl iletkenliği düşük olan bir malzemenin iyi bir yalıtkan olması gerekir. Bu fenomen, bir birim sıcaklık gradyanı için bir birim malzeme boyunca birim kalınlık boyunca iletim yoluyla transferin zaman hızı olarak adlandırılır.
Buna karşılık, alüminyum, titanyum 1460 BTU-in/sa-ft²-°Fm (210 W/mK) ile karşılaştırıldığında 118 BTU-in/sa-ft²-°F (17.0 W/mK) değerinde yüksek bir ısı iletkenliğine sahiptir. Bu nedenle, ısı eşanjörleri, pişirme kapları ve soğutucular gibi uygulamaları içerdiğinde tercihli muamele görür.
Titanyum vs Alüminyum: Erime noktası
Bir metalin erime noktası olarak bilinen erime sıcaklığı, bu metalin katı fazdan sıvı faza geçmeye başladığı sıcaklıktır. Bu sıcaklıkta metalin katı fazı ve bu metalin sıvı fazı dengede bulunur. Malzeme bu sıcaklık seviyesine ulaştığında kolaylıkla şekillendirilebilir ve termal uygulamalar için kullanılabilir.
Buna karşılık titanyum, 1650 – 1670 °C (3000 – 3040 °F) gibi daha yüksek bir erime noktasına sahiptir, bu nedenle refrakter metal olarak kullanılır. Öte yandan, alüminyum 660.37 °C (1220.7 °F) titanyuma kıyasla daha düşük bir erime noktası sergiler. Bu nedenle, bir ısı direnci uygulamasında titanyum daha uygundur.
Titanyum ve Alüminyum: Sertlik
Bir metalin sertliği, yüzeyi boyunca aşınmaya, girintiye, deformasyona veya çizilmeye tepkisini tanımlamaya yardımcı olan karşılaştırmalı değeridir. Bu, çoğunlukla girinti makinesi adı verilen bir araçla yapılabilir. Sonuç olarak, girinti makinesi veya aletleri, bu metalin mukavemetini belirlemek için metalin değerini ortaya çıkarır. Brinell'in titanyum 70 HB sertliği saf alüminyum 15 HB'den daha fazla iken, bazı alüminyum alaşımları titanyumdan daha yüksek sertlik sergiledi. Örnekler AA7075 temper T7 & T6, AA6082 temper T5 & T6 ve daha fazlasını içerir.
Öte yandan titanyum, çizildiğinde veya girintilendiğinde kolayca deforme olur. Bu düzeltilebilir çünkü titanyum, çoğu penetrasyon kuvvetine direnen bir titanyum oksit tabakası oluşturmak için bir oksit tabakası oluşturarak son derece sert bir yüzey oluşturur. Sertliğin ana gereksinimlerden biri olduğu bir uygulamada titanyum en iyi seçimdir.
Titanyum ve Alüminyum: Yoğunluk
Ölçümde titanyum ve alüminyum hafiftir ancak belirli nedenlerle. Karşılaştırmalar açısından alüminyum yoğunluğu (2712 kg/mXNUMX)3) titanyumun yoğunluğundan (4500 kg/mXNUMX) daha düşüktür.3). Titanyum, alüminyumdan yaklaşık üçte iki daha ağır olmasına rağmen, alüminyumun yoğunluğu oldukça hafiftir. Bu, her iki metalin de kullanıcılarının daha az titanyuma ihtiyaç duyacağı anlamına gelir. Alüminyumun fiziksel gücünü elde etmek için titanyumun sadece bir kısmı gereklidir. Bu nedenle titanyum uçak jet motorlarında ve uzay araçlarında kullanılır. Hafifliği ve sağlamlığının yakıt maliyetini düşürdüğü bilinmektedir.
Bu nedenle, uygulamaya bağlı olarak titanyum veya alüminyum mükemmel bir seçimdir. Örneğin, güç-ağırlık oranının önemli olduğu bir durumda titanyum kullanılır ve yalnızca hafifliğin gerekli olduğu durumlarda alüminyum kullanılır.
Titanyum ve Alüminyum: Fiyat
Titanyum ve alüminyumun fiyatını karşılaştırmak için, her iki metalin ayak uzunluğunda çeyrek inçlik bir yuvarlak temel parçası birlikte karşılaştırılır. Karşılaştırıldığında, alüminyum çubuk titanyum çubuğa göre daha ucuzdur, bu nedenle bu, her iki metal arasında bir maliyet farkı olduğunu gösterir. Maliyete ek olarak, başlangıçtan itibaren titanyumla çalışmak alüminyuma kıyasla çok zordur ve sonuç olarak üretim sürecini daha pahalı hale getirir.
Başka bir şey de, titanyumun taşlanması, bükülmesi ve kaynaklanması, mükemmel profesyonellik gerektirdiğinden hassas bir şekilde gerçekleştirilmesidir. Öte yandan, alüminyumla çalışmak kolaydır, bu nedenle çoğu uygulama için daha ucuz ve uygun maliyetlidir.
Titanyum ve Alüminyum: Dayanıklılık
Malzemenin dayanıklılığı, malzemeye normal işlemlerin zorluklarıyla etki edildiğinde aşırı onarım veya bakım kullanılmadan işlevsel olma kabiliyetini korur. Şüphesiz hem titanyum hem de alüminyum dayanıklıdır ve daha uzun süre kullanılabilir. Titanyum çok sağlam ve dayanıklıdır ve çerçeveleri, uygun bakım yapıldığında herhangi bir aşınma ve yıpranma belirtisi olmaksızın onlarca yıl dayanabilir.
Ayrıca titanyum, yolun titreşimini azaltmaya yardımcı olmak için makul bir esneklik sağlar ve tur çantaları gibi ağır bir yüke maruz kaldığında kamçılanma hissi verebilir. Öte yandan alüminyum, özellikle güç, güvenlik ve dayanıklılığın kritik olduğu zorlu nakliye ortamlarında da dayanıklılığını kanıtlıyor.
Titanyum vs Alüminyum: İşlenebilirlik
İşlenebilirlik, damgalama, tornalama, frezeleme ve çok daha fazlası dahil olmak üzere işleme stresine ne kadar iyi tepki verdiklerini belirlemek için bir metalin karşılaştırmalı puanıdır. Bu tür metalin işlenebilirlik puanı, kullanılacak işleme yönteminin türünü belirlemek için kullanılır. İlginç bir şekilde, CNC tornalama ve frezeleme, titanyum ve alüminyum parçalar üretmek için zaman içinde test edilmiş yöntemlerdir. +/- 0.005 inç (0.13 mm) toleranslara bağlı kalınarak bir günden kısa sürede üretilebilirler. Parçaların hızlı bir şekilde üretimine ihtiyaç duyulduğunda, alüminyum, yüksek kalite ile uygun maliyetli olduğu için mükemmel bir seçimdir.
Ancak konu geometrik olduğunda işleme biraz sınırlı olabilir çünkü son derece karmaşık tasarımlar seçilen malzemeden bağımsız olarak farklı bir çözüm gerektirir. İşleme için malzeme seçerken göz önünde bulundurulması gereken bir diğer faktör de işleme atıklarıdır. Bu nedenle, fazla malzemenin frezelenmesi ucuz alüminyum için iyidir, ancak pahalı titanyum için ideal değildir. Sonuç olarak, üreticiler genellikle alüminyum kullanarak prototipler üretmeyi tercih ediyor, daha sonra parça üretimi için titanyuma geçiyor.
Titanyum ve Alüminyum: Şekillendirilebilirlik
Şekillendirilebilirlik açısından, alüminyum titanyumdan daha şekillendirilebilirdir. Tüm alüminyum formları, çok çeşitli yöntemler kullanılarak bitmiş parçalar halinde kolayca üretilir. Alüminyum, malzemenin formuna ve şekline bağlı olarak birçok işlem kullanılarak kesilebilir.
Lazer, plazma veya su jeti ile farklı tipte testerelerle kesilebilir ve karmaşık formlara ve şekillere sahip olabilen bitmiş boyutlar üretilebilir. Titanyum şekillendirilebilir ve alüminyum kadar şekillendirilebilir olmasa da, bir projenin başarısı için şekillendirilebilirliğin kritik olduğu durumlarda alüminyum mükemmel seçimdir.
Titanyum vs Alüminyum: Kaynaklanabilirlik
Bir malzemenin kaynak yapabilme yeteneği olan kaynak söz konusu olduğunda, her iki metal de kaynaklanabilir ve ayrıca kaynaklanabilir veya birleştirilebilir. Bununla birlikte, titanyum veya alüminyum diğerinden daha fazla kaynak yapılabilir.
Buna karşılık, titanyum kaynağı her zaman bir uzmanlık alanı içinde bir uzmanlık alanı olarak kabul edildiğinden daha fazla profesyonellik gerektirir. Öte yandan, alüminyum oldukça kaynaklanabilir ve çok çeşitli uygulamalar için kullanılır. Bu nedenle, kaynaklanabilirlik malzeme seçimi için ana gereksinimlerden biriyse, alüminyum mükemmel bir seçim olacaktır.
Titanyum vs Alüminyum: Akma Dayanımı
Bir malzemenin akma dayanımı, bir malzemenin kalıcı olarak deforme olmaya başladığı maksimum gerilimdir. Bu özellik, titanyumu alüminyumdan ayırt etmek için kullanılabilir. Karşılaştırıldığında, ticari olarak saf titanyumun (>% 99 Ti), uçak yapıları veya motorları için pek uygun olmayan düşük ila orta mukavemetli bir metal olduğu açıktır. Ağır yüklü hava yapıları için düşük kabul edilen 170 MPa ila 480 MPa arasında değişen yüksek saflıkta titanyumun akma mukavemetini sergiler.
Öte yandan, saf alüminyum 7 MPa ila yaklaşık 11 MPa arasında değişen bir akma dayanımı sergilerken, alüminyum alaşımları 200 MPa ila 600 MPa arasında değişen bir akma dayanımı sergiler.
Titanyum vs Alüminyum: Çekme mukavemeti
Bir metalin gerilme mukavemeti, mühendislik gerilme-gerinim eğrisindeki en yüksek (nihai) değerdir. Bu, bir malzeme gerilime maruz kaldığında sürdürülebilecek en yüksek gerilim olarak adlandırılır. Titanyum ve alaşımlarının ortam sıcaklığındaki nihai çekme mukavemeti, ticari olarak saf titanyumun en yumuşak derecesi için 230 MPa'dan yüksek mukavemetli alaşımlar için 1400 MPa'ya kadar değişir.
Ayrıca titanyumun dayanıklılık güçleri, sınıfa ve duruma bağlı olarak 170 MPa ile 1100 MPa arasında değişmektedir. Öte yandan, alüminyum alaşımları saf alüminyumdan çok daha fazla mukavemet sergiler. Saf alüminyum, 90 MPa'lık bir çekme mukavemeti sergiler ve bazı ısıl işlem görebilen alüminyum alaşımları için 690 MPa'nın üzerine yükseltilebilir.
Titanyum vs Alüminyum: Kesme Mukavemeti
Bileşenin kesmede kırılmasından önce metalin kesme yüküne karşı direnç özelliklerine kesme dayanımı denir. Bu büyük ölçüde normal olarak hareket eden kuvvetin yönüne paralel bir düzlemde meydana gelir. Titanyum kesme gerilimi, alaşım özelliklerine bağlı olarak 40 ila 45 MPa arasında derecelendirilirken, alüminyumun kesme mukavemeti 85 ila yaklaşık 435 MPa arasında derecelendirilir. Bu nedenle, malzeme seçiminin ana nedenlerinden birini kesme mukavemeti oluşturuyorsa, titanyum yerine bazı alüminyum kaliteleri tercih edilebilir.
Titanyum ve Alüminyum: Renk
Titanyum ve alüminyumu ayırt etmede veya ayırt etmede malzemenin rengi önemlidir. Bu, projeniz için yanlış metali kullanmaktan kaçınmak için malzemeyi tanımanıza yardımcı olacaktır. Ayırt etmek için alüminyum, malzemenin yüzeyine bağlı olarak gümüşten donuk griye değişen gümüşi beyaz bir görünüme sahiptir. Bu görünüm normalde pürüzsüz yüzeyler için gümüşe doğrudur. Öte yandan titanyum, ışık altında bakıldığında daha koyu olan gümüş bir görünüme sahiptir.
Titanyum ve Alüminyum: Uygulamalar
Titanyum ve alüminyum, çok çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Bu uygulanabilirler, her iki metali de birbirinden ayırmanın olası yolunu oluşturur. Titanyum ve alumium uygulaması aşağıda belirtildiği gibidir:
Titanyum
Titanyum, çelikte bir alaşım elementi olarak, tane boyutunu küçülterek ve bir oksijen giderici olarak ve karbon içeriğini azaltmak için paslanmaz çelikte dahil olmak üzere çeşitli şekillerde uygulanabilir. Aşağıdakiler dahil olmak üzere endüstriyel alanda hemen hemen her yerde bulunur:
- Pigmentler, kaplama ve katkı maddeleri (boyalar, diş macunu, kağıt ve plastik)
- Deniz ve Havacılık (iniş takımları, güvenlik duvarları, kritik yapı parçaları, hidrolik sistem,
- Endüstri (vanalar, proses kazanı, ısı eşanjörü, tanklar, kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi, ultrasonik kaynak, püskürtme hedefleri ve daha fazlası.
- Tüketici ve mimari (spor malzemeleri, gözlük çerçevesi, bisikletler, ateşli silahlar, kürekler, dizüstü bilgisayar parçaları ve daha fazlası)
- Takı (vücut piercingi, saat, yüzük ve daha fazlası için)
- Tıbbi (diş implantları, cerrahi aletler, cerrahi aletler ve daha fazlası)
Alüminyum
Alüminyum, sunduğu etkileyici korozyon direnci nedeniyle genellikle farklı endüstrilerde kullanılmaktadır. Alüminyum, özellikle temperlendiğinde mekanik özelliklerini önemli ölçüde iyileştiren çeşitli alaşımlarda bulunur. Örneğin, folyolar ve içecek kutuları biçimindeki en yaygın alüminyum alaşımı, %92'den yaklaşık %99'a kadar alüminyum düzenler. Alüminyumun ana uygulaması şunları içerir:
- Ulaşım (uçak, demiryolları arabaları, bisikletler, otomobiller, kamyonlar, deniz araçları, uzay araçları ve daha fazlası)
- Ambalaj (kutular, çerçeve, folyolar,)
- Bina ve İnşaat (pencereler, dış cephe kaplaması, çatı kaplama, kapılar, inşaat teli, mantolama ve daha fazlası)
- Elektrikle ilgili uygulamalar (motor, transformatörler, jeneratörler, iletken alaşımları, jeneratörler ve daha fazlası)
- Ev Eşyaları (pişirme kapları, mobilyalar ve daha fazlası)
- Ekipman ve Makineler (borular, aletler, işleme ekipmanları ve daha fazlası)
Özet Karşılaştırma Tablosu
Projeniz için doğru malzemeleri kullanma konusunda profesyonel bir fikir edinmenizi sağlamak için yaklaşık 17 mülk kullanarak makul karşılaştırmalar yapabildik. Kolay erişim için, aşağıda önceki bölümün bir özetini gösteren tablolar bulunmaktadır.
Titanyum ve Alüminyum: SSS
Özet
Titanyum ile alüminyumun elektriksel, fiziksel, termal ve daha birçok özelliğinin doğrudan karşılaştırmasını yaptık. Bununla birlikte, bir uygulama için nihai malzeme seçimini seçmek için kullanılabilecek çok çeşitli elemanlar vardır. Sonuç olarak, iki metali anlamanıza yardımcı olmak için yaklaşık 17 özellik kullanarak ayırt edebildik.