অ্যালুমিনিয়াম বনাম. টাইটানিয়াম: কোন লাইটওয়েট ধাতু জিতেছে？

1. ভূমিকা

অ্যালুমিনিয়াম বনাম. সর্বাধিক গুরুত্বপূর্ণ ইঞ্জিনিয়ারিং ধাতুগুলির মধ্যে টাইটানিয়াম র‌্যাঙ্ক, নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রতিটি এক্সেলিং.

অ্যালুমিনিয়ামের কম ঘনত্ব এবং দুর্দান্ত পরিবাহিতা এটি বিমানের ফিউজলেজগুলিতে সর্বব্যাপী করে তোলে, স্বয়ংচালিত ফ্রেম, এবং তাপ এক্সচেঞ্জার.

টাইটানিয়ামের উচ্চতর শক্তি, ক্লান্তি প্রতিরোধের, এবং বায়োম্পম্প্যাটিবিলিটি এটি জেট ইঞ্জিন উপাদানগুলির সাথে উপযুক্ত, মেডিকেল ইমপ্লান্ট, এবং রাসায়নিক প্রক্রিয়াজাতকরণ সরঞ্জাম.

এই ধাতুগুলি যান্ত্রিক জুড়ে তুলনা করে, তাপ, রাসায়নিক, অর্থনৈতিক, এবং পরিবেশগত মাত্রা, ইঞ্জিনিয়াররা আবেদনগুলির দাবিতে সর্বোত্তম উপাদান নির্বাচন করতে পারেন.

2. রাসায়নিক ও শ্রেণিবিন্যাস

• অ্যালুমিনিয়াম (আল, পারমাণবিক সংখ্যা 13): গ্রুপের অন্তর্গত 13, একটি মুখ কেন্দ্রিক ঘন স্ফটিক কাঠামো দ্বারা চিহ্নিত.
  খাঁটি অ্যালুমিনিয়াম (99.9%+) নরম হয়, তবে তামার মতো উপাদানগুলির সাথে অ্যালোয়িং (কিউ), ম্যাগনেসিয়াম (মিলিগ্রাম), বা সিলিকন (এবং) বিভিন্ন যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি আনলক করে.
• টাইটানিয়াম (এর, পারমাণবিক সংখ্যা 22): একটি গ্রুপ 4 একটি ষড়ভুজ ঘনিষ্ঠ-প্যাকড সহ ট্রানজিশন মেটাল (ক) বা শরীর-কেন্দ্রিক ঘনক (খ) কাঠামো.
  খাঁটি টাইটানিয়াম (গ্রেড 1–4) নমনীয়, টি -6 এএল -4 ভি এর মতো অ্যালো (গ্রেড 5) অ্যালুমিনিয়াম একত্রিত করুন (আল) এবং ভ্যানডিয়াম (V) উচ্চতর শক্তি জন্য.

কী অ্যালো পরিবার

3. অ্যালুমিনিয়াম বনাম শারীরিক বৈশিষ্ট্য. টাইটানিয়াম

4. অ্যালুমিনিয়াম বনাম যান্ত্রিক পারফরম্যান্স. টাইটানিয়াম

যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করে যে কীভাবে উপকরণগুলি লোডের অধীনে প্রতিক্রিয়া জানায়, প্রভাব, এবং চক্রীয় চাপ.

এই বিভাগে, আমরা টেনসিল শক্তি তুলনা করি, কঠোরতা, নমনীয়তা, কঠোরতা, ক্লান্তি, এবং প্রতিনিধি অ্যালুমিনিয়াম বনামগুলির জন্য ক্রিপ প্রতিরোধের. টাইটানিয়াম অ্যালো.

টেনসিল শক্তি এবং ফলন শক্তি

অ্যালুমিনিয়াম অ্যালো সাধারণত মাঝারি শক্তি সরবরাহ করে. উদাহরণস্বরূপ, 6061-টি 6 একটি দশক শক্তি অর্জন করে (ইউটিএস) প্রায় 310 এমপিএ এবং একটি ফলন শক্তি (0.2 % অফসেট) এর 275 এমপিএ.

বিপরীতে, টি -6 এএল -4 ভি (গ্রেড 5) কাছাকাছি ইউটিএস সরবরাহ করে 900 এমপিএ চারপাশে একটি ফলন শক্তি সঙ্গে 830 এমপিএ.

এমনকি 7075-T6 এর মতো উচ্চ-শক্তি অ্যালুমিনিয়াম বৈকল্পিক (Uts ≈ 570 এমপিএ) টাইটানিয়ামের শীর্ষ পারফরম্যান্সের সাথে মেলে না.

স্থিতিস্থাপকতা

কঠোরতা, ইলাস্টিক মডুলাস দ্বারা সংজ্ঞায়িত (ই), লোডের অধীনে ডিফ্লেশন পরিচালনা করে.

অ্যালুমিনিয়ামের মডুলাস (~ 69 জিপিএ) এটি তুলনামূলকভাবে নমনীয় করে তোলে, যা কম্পন স্যাঁতসেঁতে উপকার করতে পারে তবে কাঠামোগত অনমনীয়তা সীমাবদ্ধ করে.

টাইটানিয়াম, ই ≈ সহ 110 জিপিএ, মোটামুটি দ্বারা ডিফ্লেকশন হ্রাস করে 60 % তুলনামূলক লোডের অধীনে, উচ্চ-চাপ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে হালকা ডিজাইন সক্ষম করা.

নমনীয়তা এবং কঠোরতা

অ্যালুমিনিয়াম নমনীয়তা-6061-T6 দীর্ঘায় 12–17 % ফ্র্যাকচারের আগে-স্বয়ংচালিত কাঠামোগুলিতে গভীর অঙ্কন এবং ক্র্যাশ-জোন শক্তি শোষণকে কার্যকর করা.

টিআই -6 এএল -4 ভি সমর্থন করে 10–15 % দীর্ঘকরণ, একটি ব্রিনেল কঠোরতা অর্জন করার সময় 330 এইচবি তুলনায় 95 এইচবি 6061-T6 এর জন্য.

টাইটানিয়ামের ভাল নমনীয়তা এবং উচ্চ কঠোরতার সংমিশ্রণ ক্লান্তি-সমালোচনামূলক উপাদানগুলিতে এর ব্যবহারকে অন্তর্ভুক্ত করে.

ক্লান্তি শক্তি

ক্লান্তি জীবন চক্রীয় লোডিংয়ের অধীনে একটি উপাদানগুলির ধৈর্য নির্ধারণ করে.

6061-টি 6 অ্যালুমিনিয়াম চারপাশে একটি ধৈর্যশীল সীমা প্রদর্শন করে 95–105 এমপিএ (R = –1), যখন টিআই -6 এএল -4 ভি পৌঁছায় 400–450 এমপিএ পালিশ নমুনাগুলিতে.

টাইটানিয়ামের উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর ক্লান্তি শক্তি ঘোরানো যন্ত্রপাতিগুলির মধ্যে এর প্রসারটি ব্যাখ্যা করে, এয়ারফ্রেম ফিটিং, এবং বায়োমেডিকাল ইমপ্লান্টগুলি কয়েক মিলিয়ন লোড চক্র সাপেক্ষে.

ক্রিপ প্রতিরোধের

ক্রিপ - উন্নত তাপমাত্রায় টেকসই চাপের অধীনে প্রগতিশীল বিকৃতি - উপরের অ্যালুমিনিয়াম অ্যালোগুলিতে প্রবেশ 150 ° সে, দীর্ঘমেয়াদী উচ্চ-তাপমাত্রা পরিষেবার জন্য তাদের অনুপযুক্ত করে তোলা.

বিপরীতে, টিআই -6 এএল -4 ভি স্ট্রেস পর্যন্ত প্রতিরোধ করে 400–600 ° C। হাজার হাজার ঘন্টা ধরে নগণ্য ক্রাইপ সহ, এটি জেট ইঞ্জিন উপাদান এবং তাপ-এক্সচেঞ্জার টিউবিংয়ের জন্য অপরিহার্য করে তোলা.

সংক্ষিপ্ত টেবিল

5. জারা প্রতিরোধের & পরিবেশগত স্থিতিশীলতা

প্যাসিভ অক্সাইড স্তর: প্রতিরক্ষা প্রথম লাইন

অ্যালুমিনিয়াম

অ্যালুমিনিয়াম গঠন ক ন্যানোস্কেল আলো লেয়ার (2–5 এনএম পুরু) বায়ুতে এক্সপোজারের কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে, ধাতব ম্যাট্রিক্স থেকে অক্সিজেন এবং আর্দ্রতা ব্লক করা.

এই ছবিটি হয় স্ব-নিরাময়CCCCRACHES বা ঘর্ষণগুলি তাত্ক্ষণিক সংস্কারকে ট্রিগার করে, অ্যালুমিনিয়ামকে বায়ুমণ্ডলীয় জারা থেকে অত্যন্ত প্রতিরোধী করে তোলা.

• প্রক্রিয়া: ক্রোমিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম, বা অ্যালোয়ে সিলিকন (যেমন, 6061-টি 6) অক্সাইড আনুগত্য বাড়ান, তবে খাঁটি অ্যালুমিনিয়াম (গ্রেড 1100) সম্পূর্ণরূপে আলোও ₃ সততার উপর নির্ভর করে.
• সীমাবদ্ধতা: ফিল্মটি ক্লোরাইড আয়নগুলিতে ছিদ্রযুক্ত (Cl⁻), নেতৃত্ব পিটিং জারা নোনতা পরিবেশে.
  অ্যানোডাইজিং স্তরটি ঘন করে 15–25 μm, থেকে লবণ স্প্রে প্রতিরোধের উত্সাহ 500 ঘন্টা (বেয়ার অ্যালুমিনিয়াম) থেকে 1,000+ ঘন্টা (এএসটিএম বি 117), যদিও এটি গ্যাসকেট বা ফাস্টেনারদের অধীনে ক্রাভাইস জারাগুলির পক্ষে দুর্বল থাকে.

টাইটানিয়াম

টাইটানিয়াম আরও পাতলা তবে ঘন বিকাশ করে Tio₂ স্তর (1–3 এনএম), যা রাসায়নিকভাবে জড় এবং যান্ত্রিকভাবে শক্তিশালী.

এই ফিল্মটি চরম পরিবেশের প্রতি টাইটানিয়ামের কিংবদন্তি প্রতিরোধের জন্য দায়ী:

• প্রক্রিয়া: টিও স্তরটি থার্মোডাইনামিকভাবে স্থিতিশীল হয় 600° সে, একটি ডাইলেট্রিক শক্তি সঙ্গে 30 এমভি/মি,
  অনেক বেশি al₂o₃ ₃ (15 এমভি/মি). এমনকি গলিত লবণের মধ্যেও, এটি ক্ষতির পরে তাত্ক্ষণিকভাবে সংস্কার করে.
• শ্রেষ্ঠত্ব: টি -6 এএল -4 ভি পাস 5,000+ ঘন্টা লবণ স্প্রে পরীক্ষায় - অ্যানোডাইজড অ্যালুমিনিয়ামের চেয়ে পাঁচগুণ দীর্ঘ - পিটিং বা স্কেল গঠন ছাড়াই,
  এটি দীর্ঘমেয়াদী সমুদ্রের জলের নিমজ্জনের জন্য উপযুক্ত একমাত্র আনকোটেড ধাতু হিসাবে তৈরি করা.

সামুদ্রিক এবং ক্লোরাইড পরিবেশ

সমুদ্রের জলে, অ্যালুমিনিয়াম অ্যালো (বিশেষত 5xxx এবং 6xxx সিরিজ) একবার ক্লোরাইড ঘনত্ব কয়েকশ পিপিএম ছাড়িয়ে গেলে তারা অ্যানোডিক বা জৈব আবরণ না পেলে পিটিং জারা ভোগ করুন.

টাইটানিয়াম এখানে এক্সেলস: গ্রেড 2 এবং টিআই -6 এএল -4 ভি পূর্ণ-শক্তি সমুদ্রের জলে পিটিং-মুক্ত থাকে, Tio₂ এর উল্লেখযোগ্য স্থায়িত্ব ধন্যবাদ.

এই সুবিধাটি টাইটানিয়ামকে বিশিষ্ট উদ্ভিদগুলির জন্য পছন্দের উপাদান হিসাবে তৈরি করে, মেরিন হার্ডওয়্যার, এবং সাবিয়া সংযোগকারী.

অ্যাসিডিক এবং ক্ষারীয় মিডিয়া

অ্যালুমিনিয়াম শক্তিশালী অ্যাসিডে দ্রবীভূত হয় (পিএইচ < 4) এবং শক্তিশালী ঘাঁটি (পিএইচ > 9) বিশেষভাবে চিকিত্সা না করা.

উদাহরণস্বরূপ, 6061-টি 6 হালকা অ্যাসিডিক বৃষ্টির জল সহ্য করে তবে ঘন ঘন সালফিউরিক বা সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড দ্রবণগুলিতে দ্রুত হ্রাস পায়.

বিপরীতে, টাইটানিয়াম উভয় শক্তিশালী অ্যাসিড পর্যন্ত দাঁড়িয়ে আছে (যেমন, এইচসিএল, Hso₄) এবং পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় ক্ষারীয় সমাধান, প্রদত্ত কোনও অক্সিডাইজিং এজেন্ট উপস্থিত নেই.

গ্যালভ্যানিক জারা বিবেচনা

যখন অ্যালুমিনিয়াম আরও মহৎ ধাতব যোগাযোগ করে (যেমন টাইটানিয়াম বা স্টেইনলেস স্টিল) একটি ইলেক্ট্রোলাইটে, এটি অ্যানোডিক অংশীদার হিসাবে পরিবেশন করে এবং পছন্দসইভাবে ক্ষয় হয়.

ডিজাইনারদের অবশ্যই আলাদা-ধাতব জয়েন্টগুলি অন্তরক-প্লাস্টিক ব্যবহার করে, সিলেন্টস, বা বাধা আবরণ - অ্যালুমিনিয়াম উপাদানগুলিতে দ্রুত গ্যালভ্যানিক আক্রমণ প্রতিরোধ করতে.

দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা এবং পৃষ্ঠের চিকিত্সা

বছরের পর বছর পরিষেবা, অ্যালুমিনিয়ামের অক্সাইড ফিল্মটি পাতলা থেকে যায় তবে স্থানীয়ভাবে আক্রমণে ভুগতে পারে; পর্যায়ক্রমিক পুনরুদ্ধার বা পুনরায় অ্যানোডাইজিং সুরক্ষা বজায় রাখতে সহায়তা করে.

টাইটানিয়ামের অক্সাইড স্তর অনির্দিষ্টকালের জন্য স্থিতিশীল থাকে, এমনকি চক্রীয় তাপমাত্রার অধীনে 550 ° সে, স্প্লেশনের ন্যূনতম ঝুঁকি সহ.

চরম পরিবেশের জন্য, যেমন বর্জ্য জ্বলনকারী বা আক্রমণাত্মক রাসায়নিক চুল্লি,

ইঞ্জিনিয়াররা প্রায়শই অতিরিক্ত স্তর প্রয়োগ করেন (যেমন, অ্যালুমিনিয়ামে পলিমারিক পেইন্টস, টাইটানিয়ামে সিরামিক থার্মাল স্প্রে) ক্ষয় এবং রাসায়নিক এক্সপোজারের বিরুদ্ধে অতিরিক্ত বাধা সরবরাহ করতে.

6. বানোয়াট এবং মেশিনিবিলিটি: বৈপরীত্য জটিলতা এবং অ্যাক্সেসযোগ্যতা

অ্যালুমিনিয়াম বনাম বানোয়াট এবং মেশিনিবিলিটি. টাইটানিয়াম উল্লেখযোগ্যভাবে ডাইভার্জ, তাদের শারীরিক সম্পত্তি এবং খাদ রসায়ন দ্বারা চালিত.

অ্যালুমিনিয়ামের নিম্ন গলনাঙ্ক এবং ম্যালেবিলিটি ব্যয়-কার্যকর সক্ষম, উচ্চ-ভলিউম উত্পাদন,

যখন টাইটানিয়ামের উচ্চ-তাপমাত্রার স্থিতিস্থাপকতা এবং প্রতিক্রিয়াশীলতা বিশেষ কৌশলগুলির দাবি করে, উত্পাদন জটিলতা এবং শেষ-ব্যবহারের কার্যকারিতা উভয়কেই প্রভাবিত করে.

কাস্টিং এবং ফোরজিং: স্কেলাবিলিটি বনাম. বিশেষীকরণ

অ্যালুমিনিয়াম: গণ উত্পাদন চ্যাম্পিয়ন

• কাস্টিং আধিপত্য: একটি গলনাঙ্ক সঙ্গে 660° সে- সাধারণ ইঞ্জিনিয়ারিং ধাতুগুলির মধ্যে সর্বনিম্ন - অ্যালুমিনিয়ামে প্রবেশ করা বালি ing ালাই, মারা কাস্টিং, এবং বিনিয়োগ কাস্টিং.
  মারা কাস্টিং, বিশেষত, জটিল জ্যামিতি অর্জন করে (প্রাচীরের বেধ হিসাবে পাতলা 0.8 মিমি) পর্যন্ত গতিতে 100 চক্র/ঘন্টা, স্বয়ংচালিত ইঞ্জিন ব্লকগুলির জন্য আদর্শ (যেমন, A356 অ্যালুমিনিয়াম, ব্যয়: $2–5/কেজি).
• জালিয়াতি দক্ষতা: গরম ফোরজিং এ 400–500 ° C। বিমানের উইং পাঁজরের মতো উচ্চ-শক্তি উপাদান তৈরি করে (7075-টি 6), ডাই লাইফ ছাড়িয়ে 10,000 চক্র কম সরঞ্জাম পরিধানের কারণে.
  ঠান্ডা ফোরজিং আরও পৃষ্ঠের সমাপ্তি বাড়ায় (আরএ ≤0.8 মিমি) স্মার্টফোন ফ্রেমের মতো ভোক্তা সামগ্রীর জন্য.

টাইটানিয়াম: উচ্চ বিশুদ্ধতার জন্য বিশেষায়িত, উচ্চ-চাপের অংশগুলি

• কাস্টিং চ্যালেঞ্জ: টাইটানিয়াম এর 1,668° সি গলনাঙ্ক প্রয়োজনীয় ভ্যাকুয়াম কাস্টিং অক্সিজেন/নাইট্রোজেন দূষণ রোধ করতে, যা ধাতবকে জড়িয়ে ধরবে.
  এটি দ্বারা সরঞ্জাম ব্যয় বৃদ্ধি করে 300% অ্যালুমিনিয়ামের তুলনায়, ছাঁচের জীবন সীমাবদ্ধ 1,000–5,000 চক্র (যেমন, টি -6 এএল -4 ভি টারবাইন ক্যাসিংস, ব্যয়: $30–100/কেজি).
• ফোরজিং প্রয়োজনীয়তা: গরম ফোরজিং এ 900–1,000 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড নিয়ন্ত্রিত বায়ুমণ্ডলে বিমান ল্যান্ডিং গিয়ারের মতো উচ্চ-শক্তি উপাদানগুলিকে আকার দেয়,
  তবে সরঞ্জামাদি ব্যয় হয় 10এক্স উচ্চতর অ্যালুমিনিয়ামের চেয়ে, এবং উপাদান ফলন ড্রপ 60–70০% উচ্চ বিকৃতি প্রতিরোধের কারণে.

ওয়েল্ডিং এবং মেশিনিং: কৌশল এবং ট্রেড অফস

ওয়েল্ডিং: নির্ভুলতা বনাম. সুরক্ষা

• অ্যালুমিনিয়াম ওয়েল্ডিং:

• • পদ্ধতি: আমি (GMAW) এবং টিগ (জিটিএডাব্লু) স্ট্যান্ডার্ড, ফিলার ধাতু ব্যবহার করে 4043 (আল-সি) বা 5356 (আল-এমজি).
    Ld ালাই গতি পৌঁছায় 1–2 এম/আমি, কিন্তু পোরোসিটি ঝুঁকি (দ্রবীভূত হাইড্রোজেন থেকে) পরিষ্কার পৃষ্ঠতল এবং প্রিহিটিং প্রয়োজন (100পুরু বিভাগগুলির জন্য –150 ° C).
  • ব্যয়: $50–100 প্রতি ঘন্টা, পোস্ট-ওয়েল্ড হিট ট্রিটমেন্ট সহ (7075-T6 এর জন্য) যোগ করা 15-20% প্রক্রিয়াজাতকরণ সময়.

• টাইটানিয়াম ওয়েল্ডিং:

• • পদ্ধতি: টিগ ওয়েল্ডিং খাঁটি আর্গন বা ভ্যাকুয়ামে ইলেক্ট্রন বিম ওয়েল্ডিংয়ের অধীনে প্রতিরোধের জন্য β- পর্বের স্থিতিশীলতা অক্সিজেন থেকে (যা নমনীয়তা হ্রাস করে).
    ওয়েল্ডিং গতি হয় 30% ধীর অ্যালুমিনিয়ামের চেয়ে, এবং ফিলার ধাতু (যেমন, টি -6 এএল -4 ভি তারের, $50/কেজি) 5x আরও ব্যয়বহুল.
  • ব্যয়: $200প্রতি ঘন্টা 300, কঠোর মানের নিয়ন্ত্রণ সহ (যেমন, জন্য এক্স-রে পরিদর্শন 100% মহাকাশ ওয়েল্ডসের).

মেশিনিং: গতি বনাম. তাপ ব্যবস্থাপনা

• অ্যালুমিনিয়াম মেশিনিবিলিটি:

• • সুবিধা: উচ্চ তাপ পরিবাহিতা (205 ডাব্লু/এম · কে) দক্ষতার সাথে তাপকে বিলুপ্ত করে, সাথে উচ্চ-গতির মেশিনিংয়ের অনুমতি দেওয়া এইচএসএস সরঞ্জাম এ 200–300 মি/আই (কাটা গতি).
    হিসাবে নিম্ন পৃষ্ঠের রুক্ষতা রা 0.4 μm কার্বাইড এন্ড মিলস দিয়ে অর্জনযোগ্য, তাপ ডুবির মতো নির্ভুল অংশগুলির জন্য আদর্শ.
  • সরঞ্জাম জীবন: ন্যূনতম কর্ম-কঠোরতা মানে সরঞ্জাম প্রতিস্থাপন প্রতিটি ঘটে 5–8 ঘন্টা অবিচ্ছিন্ন অপারেশন, টাইটানিয়ামের 1-2 ঘন্টা তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম.

• টাইটানিয়াম মেশিনিবিলিটি:

• • চ্যালেঞ্জ: কম তাপ পরিবাহিতা (16 ডাব্লু/এম · কে) সরঞ্জাম-ওয়ার্কপিস ইন্টারফেসে তাপ ফাঁদে, দ্বারা বর্ধমান সরঞ্জাম পরিধান 50%.
    যন্ত্রের গতি সীমাবদ্ধ 50–80 মি/আমি, এবং শুধুমাত্র কার্বাইড বা সিরামিক সরঞ্জাম (ব্যয়: $100+/.োকান) উচ্চ কাটিয়া বাহিনী সহ্য করতে পারে (20% অ্যালুমিনিয়ামের চেয়ে বেশি).
  • শীতল প্রয়োজন: উচ্চ-চাপ কুল্যান্ট (80–100 বার) বিল্ট-আপ প্রান্তগুলি প্রতিরোধ করা বাধ্যতামূলক, দ্বারা মেশিন সময় বাড়ানো 30% এবং তরল খরচ দ্বারা 40%.

পৃষ্ঠ চিকিত্সা: ফাংশন এবং ফর্ম বাড়ানো

অ্যালুমিনিয়াম পৃষ্ঠের চিকিত্সা

• অ্যানোডাইজিং: একটি ব্যয়-কার্যকর প্রক্রিয়া ($10–20/m²) এটি একটি ছিদ্রযুক্ত আলো স্তর বৃদ্ধি করে (5–25 μm), জারা প্রতিরোধের উন্নতি (লবণ স্প্রে প্রতিরোধের: 1,000+ ঘন্টা) এবং প্রাণবন্ত রঙ সক্ষম করা.
  স্থাপত্য প্রোফাইল (6063-টি 6) সাধারণত স্থায়িত্ব এবং নান্দনিক আবেদন জন্য সালফিউরিক অ্যাসিড অ্যানোডাইজিং ব্যবহার করুন.
• পাউডার আবরণ: 180-200 ° C এ প্রয়োগ করা হয়েছে, এটি একটি ইউভি-প্রতিরোধী সমাপ্তি সরবরাহ করে (5-10 বছরের ওয়ারেন্টি) অ্যালুমিনিয়াম বেড়ার মতো বহিরঙ্গন উপাদানগুলির জন্য, আঠালো শক্তি অতিক্রম করে 5 এন/মিমি.

টাইটানিয়াম পৃষ্ঠের চিকিত্সা

• প্লাজমা নাইট্রাইডিং: পৃষ্ঠের কঠোরতা বাড়ায় 1,000–1,500 এইচভি (বনাম. 350 রূপান্তরিত টিআই -6 এএল -4 ভি এর জন্য এইচভি), সামুদ্রিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে গিয়ার শ্যাফটের মতো পরিধান-প্রতিরোধী অংশগুলির জন্য সমালোচনামূলক.
  ব্যয়: $50–100/m², কিন্তু জীবনকাল বৃদ্ধি পায় 2x ক্ষতিকারক পরিবেশে.
• শারীরিক বাষ্প জমা (পিভিডি): আমানত ডিএলসি (হীরার মতো কার্বন) বা টিনের আবরণ (5–10 μm) ঘর্ষণ কমাতে (সহগ ≤0.2),
  বায়োম্পোপ্যাটিবিলিটি বাড়াতে এবং প্রতিরোধের পরিধান করতে টাইটানিয়াম মেডিকেল ইমপ্লান্টগুলিতে ব্যবহৃত.

7. ওজন থেকে শক্তি অনুপাত এবং কাঠামোগত অ্যাপ্লিকেশন

মহাকাশ আধিপত্য

• অ্যালুমিনিয়াম: এয়ারফ্রেম ওজনের 70-80% নিয়ন্ত্রণ করে (যেমন, বোয়িং 737), ব্যয় এবং গঠনের কারণে ফিউজলেজ স্কিনগুলির জন্য 2024-T3 ব্যবহার করা হয়.
  সীমাবদ্ধতা: 150 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের উপরে নরম হয়, ইঞ্জিন অংশগুলির জন্য টাইটানিয়াম প্রয়োজন (যেমন, এয়ারবাস এ 350 টারবাইনগুলিতে টি -6 এএল -4 ভি, 500 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে অপারেটিং).
• টাইটানিয়াম: অ্যাকাউন্ট 15আধুনিক জেট ওজনের 20% (বোয়িং 787), ডানা এবং অবতরণ গিয়ারের জন্য এর কঠোরতা এবং ক্লান্তি প্রতিরোধের আদর্শ সহ, সত্ত্বেও 60% অ্যালুমিনিয়ামের চেয়ে ভারী.

স্বয়ংচালিত ট্রেড অফস

• অ্যালুমিনিয়াম: ইভি ব্যাটারি ঘেরগুলিতে আধিপত্য বিস্তার করে (টেসলা মডেল ওয়াই, 40% ওজন সংরক্ষণ বনাম. ইস্পাত) এবং বডি প্যানেল (অডি এ 8, 40% স্টিলের চেয়ে হালকা), ব্যয় দ্বারা চালিত ($20/গঠিত অংশগুলির জন্য কেজি).
• টাইটানিয়াম: এক্সস্টাস্ট সিস্টেমের মতো উচ্চ-পারফরম্যান্স উপাদানগুলিতে কুলুঙ্গি ব্যবহার (50% স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে হালকা, তবে $ 1,000+/কেজি), ব্যয় দ্বারা সীমাবদ্ধ তবে বিলাসবহুল যানবাহনে জারা প্রতিরোধের জন্য মূল্যবান.

8. ব্যয় এবং অর্থনৈতিক বিবেচনা

কাঁচামাল এবং প্রক্রিয়াজাতকরণ ব্যয়

• অ্যালুমিনিয়াম: প্রাথমিক ব্যয়: $2–3/কেজি; পুনর্ব্যবহারযোগ্য: $1–2/কেজি (অস্ট্রেলিয়ায় প্রচুর পরিমাণে বক্সাইট রিজার্ভ, চীন).
• টাইটানিয়াম: স্পঞ্জ টাইটানিয়াম: $30–60/কেজি; অ্যালোয়েড বার: $100–200/কেজি (বিরল রুটাইল/ইলমেনাইট আকরিকের উপর নির্ভরশীল, 90% অস্ট্রেলিয়া এবং দক্ষিণ আফ্রিকা থেকে উত্সাহিত).

জীবনচক্র অর্থনীতি

• রক্ষণাবেক্ষণ: অ্যালুমিনিয়ামের পর্যায়ক্রমিক আবরণ প্রয়োজন (যেমন, প্রতিটি অ্যানোডাইজিং 10 বছর, $50/m²), যদিও টাইটানিয়ামের প্যাসিভ ফিল্মটি রক্ষণাবেক্ষণ হ্রাস করে 70% কঠোর পরিবেশে.
• পুনর্ব্যবহারযোগ্যতা: অ্যালুমিনিয়ামের সাথে নেতৃত্ব দেয় 90% পুনর্ব্যবহারের হার, সংরক্ষণ 95% শক্তি বনাম. প্রাথমিক উত্পাদন; টাইটানিয়াম এটি পুনর্ব্যবহার করে 50–70০%, অ্যালো দূষণ দ্বারা সীমাবদ্ধ কিন্তু এখনও সংরক্ষণ করা 85% শক্তি.

9. অ্যালুমিনিয়াম বনাম অ্যাপ্লিকেশন. টাইটানিয়াম

মহাকাশ

• অ্যালুমিনিয়াম উইংয়ের স্কিনগুলির মতো বৃহত কাঠামোগত উপাদানগুলিকে প্রাধান্য দেয়, ফিউজলেজ প্যানেল, এবং মেঝে বিম.
  এর কম ঘনত্ব এবং দুর্দান্ত গঠনযোগ্যতা নির্মাতাদের আলো তৈরি করতে দেয়, বাণিজ্যিক বিমান চালকদের মধ্যে ব্যবহৃত জটিল এক্সট্রুশন এবং রিভেটেড অ্যাসেমব্লিগুলি (যেমন, 2024-টি 3 এবং 6061-টি 6 মিশ্রণ).
• টাইটানিয়াম উচ্চ -তাপমাত্রা এবং উচ্চ -চেস্ট পরিবেশে এর জায়গাটি সন্ধান করে - ইঞ্জিন ফ্যান ব্লেড, সংক্ষেপক ডিস্ক, এবং নিষ্কাশন উপাদান.
  টি -6 এএল -4 ভি এর উচ্চতর ক্লান্তি জীবন এবং জারা প্রতিরোধের টারবাইন বিভাগগুলি তাপমাত্রা সহ্য করতে সক্ষম করে 600 ° সে, যেখানে অ্যালুমিনিয়াম অ্যালোগুলি নরম হবে.

মোটরগাড়ি

• অ্যালুমিনিয়াম ইঞ্জিন ব্লকগুলিতে ভারী বৈশিষ্ট্যযুক্ত, সিলিন্ডার মাথা, চাকা, এবং আধুনিক গাড়ির বডি প্যানেল, যতটা দ্বারা যানবাহন ভর হ্রাস 100 অ্যালুমিনিয়াম-নিবিড় ডিজাইনে কেজি.
  বৈদ্যুতিক যানবাহনে, ব্যাটারি হাউজিং এবং হিট এক্সচেঞ্জারগুলিতে এর ব্যবহার সরাসরি বর্ধিত পরিসরে অবদান রাখে.
• টাইটানিয়াম, ব্যয়বহুল যখন, উচ্চ-পারফরম্যান্স এবং রেসিং গাড়িগুলির জন্য পারফরম্যান্স এক্সস্টাস্ট সিস্টেম এবং ভালভ স্প্রিংগুলিতে উপস্থিত হয়.
  সংযোগকারী রড এবং ফাস্টেনারগুলিতে এর ব্যবহার অতিরিক্ত ওজন জরিমানা ছাড়াই শক্তি এবং তাপ প্রতিরোধের সরবরাহ করে.

চিকিত্সা এবং বায়োমেডিকাল

• অ্যালুমিনিয়াম ডায়াগনস্টিক সরঞ্জাম এবং হাসপাতালের আসবাবের জন্য লাইটওয়েট ফ্রেম তৈরি করে যেখানে বায়োম্পোপ্যাটিবিলিটি সমালোচনামূলক নয়.
• টাইটানিয়াম ইমপ্লান্ট - শিবির এবং হাঁটু প্রতিস্থাপনের জন্য অতুলনীয় দাঁড়িয়ে, ডেন্টাল ফিক্সচার, এবং মেরুদণ্ডের রডগুলি - কারণ এর টিও ₂ ফিল্মটি শরীর -ফুলের জারা প্রতিরোধ করে এবং অসম্পূর্ণতা উত্সাহ দেয়.
  গ্রেড 5 টি -6 এএল -4 ভি ইমপ্লান্টগুলি নিয়মিত ভিভোতে নিয়মিতভাবে.

মেরিন এবং অফশোর

• অ্যালুমিনিয়াম অ্যালো (5xxx সিরিজ) সুপার স্ট্রাকচারে পরিবেশন করুন, উচ্চ-গতির কারুশিল্পের হালস, এবং মেরিটাইম অ্যান্টেনা মাস্টস.
  তাদের কম ওজন উচ্ছ্বাস এবং জ্বালানী দক্ষতার উন্নতি করে, যদিও তাদের সল্টওয়াটার পিটিংয়ের বিরুদ্ধে প্রতিরক্ষামূলক আবরণ প্রয়োজন.
• টাইটানিয়াম সমুদ্রের জল পাইপিংয়ে এক্সেলস, তাপ - এক্সচেঞ্জার টিউব, এবং নিমজ্জনযোগ্য হাউজিংস, যেখানে ক্লোরাইড - প্ররোচিত জারা দ্রুত অ্যালুমিনিয়াম বা ইস্পাতকে হ্রাস করবে.
  ডেসালিনেশন প্ল্যান্ট এবং সাবসিয়া ওয়েলগুলিতে এর দীর্ঘমেয়াদী পরিষেবা প্রিমিয়াম উপাদান ব্যয়কে ন্যায়সঙ্গত করে তোলে.

খেলাধুলা এবং বিনোদন

• অ্যালুমিনিয়াম সাইকেল ফ্রেমের জন্য পছন্দের উপাদান থেকে যায়, টেনিস র‌্যাকেটস, এবং ক্যাম্পিং গিয়ার a একটি অনুকূল শক্তি থেকে ওজন অনুপাতের সাথে সামর্থ্যকে সামঞ্জস্য করা.
• টাইটানিয়াম উচ্চ-শেষ সরঞ্জাম সরবরাহ করে: গল্ফ-ক্লাবের মাথা, প্রিমিয়াম সাইকেল কাঁটাচামচ, এবং চশমা ফ্রেম.
  এই অ্যাপ্লিকেশন মধ্যে, ব্যবহারকারীরা টাইটানিয়ামের স্প্রিং ক্লান্তি প্রতিক্রিয়াটিকে মূল্য দেয়, জারা অনাক্রম্যতা, এবং স্বতন্ত্র "অনুভূতি।"

শক্তি এবং শিল্প

• অ্যালুমিনিয়াম হিট-এক্সচ্যাঞ্জার ফিন্সে সঞ্চালন করে, ট্রান্সফর্মার উইন্ডিংস, এবং ওভারহেড ট্রান্সমিশন লাইন, যেখানে এর উচ্চ তাপ এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা দক্ষতা চালায়.
• টাইটানিয়াম রাসায়নিক - প্রসেসিং জাহাজগুলিতে পরিবেশন করে, ফ্লু - জিএএস ডেসলফিউরাইজেশন ইউনিট, এবং কেন্দ্রীভূত - গল রিসিভার, অ্যাসিড আক্রমণ এবং তাপ সাইক্লিং পর্যন্ত এর প্রতিরোধের পক্ষে ব্যবহার করা 600 ° সে.

10. সুবিধা এবং অসুবিধাগুলি সংক্ষিপ্তসার

অ্যালুমিনিয়াম

• সুবিধা: কম ওজন, উচ্চ পরিবাহিতা, ব্যয়বহুল, সহজেই পুনর্ব্যবহারযোগ্য, দুর্দান্ত গঠনযোগ্যতা.
• অসুবিধাগুলি: সীমিত উচ্চ-তাপমাত্রা শক্তি, মাঝারি জারা প্রতিরোধের, গ্যালভ্যানিক ইস্যু.

টাইটানিয়াম

• সুবিধা: উচ্চ শক্তি থেকে ওজন, অসামান্য জারা প্রতিরোধের, উচ্চ-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা, বায়োম্পম্প্যাটিবিলিটি.
• অসুবিধাগুলি: উচ্চ ব্যয়, কঠিন বানোয়াট, নিম্ন পরিবাহিতা, আরও জটিল পুনর্ব্যবহার.

11. অ্যালুমিনিয়াম ভিএস এর সংক্ষিপ্ত তুলনা সারণী. টাইটানিয়াম

12. উপসংহার

অ্যালুমিনিয়াম বনাম. টাইটানিয়াম ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে পরিপূরক ভূমিকা দখল করে: অ্যালুমিনিয়াম ব্যয়-কার্যকর অফার করে, উচ্চ-ভলিউম অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য লাইটওয়েট পারফরম্যান্স, যদিও টাইটানিয়াম পরিবেশের দাবিতে ব্যতিক্রমী শক্তি এবং জারা প্রতিরোধের সরবরাহ করে.

এগিয়ে যাচ্ছি, অ্যালুমিনিয়ামের ফোকাস সবুজ উত্পাদন এবং উন্নত সংমিশ্রণের দিকে সরে যাবে, যদিও টাইটানিয়াম কম খরচে সংযোজনীয় উত্পাদন এবং উপন্যাস গ্রহণ করবে.

শেষ পর্যন্ত, তাদের মধ্যে নির্বাচন করার জন্য পারফরম্যান্সের প্রয়োজনীয়তাগুলি ভারসাম্যপূর্ণ প্রয়োজন, বাজেটের সীমাবদ্ধতা, এবং টেকসই লক্ষ্য.

 

FAQS

যা হালকা, অ্যালুমিনিয়াম বা টাইটানিয়াম?

অ্যালুমিনিয়াম ওজন প্রায় 2.70 জি/সেমি, যখন টাইটানিয়াম হয় 4.51 জি/সেমি. সুতরাং অ্যালুমিনিয়াম অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে একটি উল্লেখযোগ্য ওজন সুবিধা দেয় যেখানে গণ হ্রাস সমালোচনামূলক.

কোন ধাতু শক্তিশালী?

সাধারণ কাঠামোগত মিশ্রণে, টি -6 এএল -4 ভি (গ্রেড 5 টাইটানিয়াম) কাছাকাছি চূড়ান্ত টেনসিল শক্তি অর্জন 900 এমপিএ, যেখানে উচ্চ-শক্তি অ্যালুমিনিয়াম অ্যালো পছন্দ করে 7075-টি 6 প্রায় কাছাকাছি 570 এমপিএ.

কি ভাল, অ্যালুমিনিয়াম বা টাইটানিয়াম?

• অ্যালুমিনিয়াম কম ওজনের জন্য জয়, উচ্চ তাপ/বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, মেশিনিং এবং ওয়েল্ডিং সহজ,
  এবং স্বল্প ব্যয়-উচ্চ-ভলিউমের জন্য আদর্শ, মাঝারি-তাপমাত্রা অ্যাপ্লিকেশন (যেমন. স্বয়ংচালিত সংস্থা, তাপ এক্সচেঞ্জার).
• টাইটানিয়াম উচ্চ-শক্তি অর্জন, ক্লান্তি-প্রতিরোধী, এবং জারা-প্রতিরোধী ভূমিকা, বিশেষত উন্নত তাপমাত্রায় (400–600 ° C অবধি),
  এটিকে মহাকাশ ইঞ্জিনের উপাদানগুলির জন্য পছন্দের উপাদান হিসাবে তৈরি করা, রাসায়নিক প্রক্রিয়াজাতকরণ সরঞ্জাম, এবং বায়োমেডিকাল ইমপ্লান্ট.

টাইটানিয়াম বা অ্যালুমিনিয়াম আরও ব্যয়বহুল?

টাইটানিয়াম ব্যয় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি:

• কাঁচামাল: অ্যালুমিনিয়াম প্রতি কেজি প্রায় $ 2– $ 3 চালায়, যেখানে টাইটানিয়াম প্রতি কেজি প্রতি প্রায় $ 15– $ 30 এ বিক্রি করে.
• প্রক্রিয়াজাতকরণ: টাইটানিয়ামের ভ্যাকুয়াম গলানোর প্রয়োজন, বিশেষায়িত জাল, এবং জড়-গ্যাস ld ালাই তার মোট অংশের ব্যয়কে আরও বাড়িয়ে তোলে-প্রায়শই 5–10 × তুলনামূলক অ্যালুমিনিয়াম উপাদান.

টাইটানিয়ামের চেয়ে অ্যালুমিনিয়াম স্ক্র্যাচ সহজ কি??

হ্যাঁ. টাইটানিয়াম অ্যালো (যেমন, টি -6 এএল -4 ভি) সাধারণত চারপাশে নিবন্ধন করুন 330 এইচবি ব্রিনেল কঠোরতা স্কেলে, যেখানে সাধারণ অ্যালুমিনিয়াম অ্যালো (6061-টি 6, 7075-টি 6) মধ্যে পড়ে 95–150 এইচবি.

টাইটানিয়ামের উচ্চতর কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধের অর্থ অ্যালুমিনিয়াম পৃষ্ঠগুলি অনুরূপ যোগাযোগের শর্তে আরও সহজেই স্ক্র্যাচ বা ডেন্ট করবে.