A fordítás szerkesztése
által Transposh - translation plugin for wordpress
Alumínium vs. Titán

Alumínium vs. Titán: Melyik könnyű fém nyer?

Tartalomjegyzék Megmutat

1. Bevezetés

Alumínium vs. A titán rangsor a legfontosabb mérnöki fémek között, mindegyik kitűnő az egyes alkalmazásokban.

Az alumínium alacsony sűrűségű és kiváló vezetőképessége mindenütt jelen van a repülőgép -törzsekben, autóipari keretek, és hőcserélők.

A titán kiváló ereje, fáradtság ellenállás, és a biokompatibilitási képesség a jet-motoros alkatrészekhez igazítja, orvosi implantátumok, és vegyi feldolgozó berendezések.

Összehasonlítva ezeket a fémeket a mechanikus szerte, termikus, kémiai, gazdasági, és a környezeti dimenziók, A mérnökök kiválaszthatják az igényes alkalmazások optimális anyagát.

2. Kémiai összetétel és osztályozás

  • Alumínium (Al, Atomszám 13): A csoporthoz tartozik 13, egy arc-központú köbös kristályszerkezet jellemzi.
    Tiszta alumínium (99.9%+) puha, de ötvözés olyan elemekkel, mint a réz (CU), magnézium (Mg), vagy szilícium (És) Feloldja a különféle mechanikai tulajdonságokat.
  • Titán (-Y -az, Atomszám 22): Egy csoport 4 átmeneti fém hatszögletű, szorosan csomagolt (A) vagy testközpontú köbös (b) szerkezet.
    Tiszta titán (1–4.) Duktilis, Míg az ötvözetekhez hasonló ötvözetek, mint a Ti-6Al-4V (Fokozat 5) kombinálja az alumíniumot (Al) és vanádium (V) A felsőbb erősség érdekében.
Titán vs alumínium
Titán vs alumínium

Kulcsszereplő családok

Ötvözött család Összetétel Legfontosabb tulajdonságok Közös alkalmazások
Alumínium 2xxx (Al-CU) 3–5 % CU, 1–1.5 % Mg, ≤1 % MN UTS 450–550 MPA, Jó fáradtság Űrrepülés szerkezeti tagjai (például. 2024-T3 panelek)
Alumínium 6xxx (Al -mg -i) ~ 1,0 % Mg, ~ 0,6 % És, kisebb CR, FE, MN UTS ~ 310 MPA, Kiváló megfogalmazhatóság és hegesztés Autóalkatrészek, építészeti extrudálás (6061-T6)
Alumínium 7xxx (Al - Zn - Mg) 5–6 % Zn, 2–3 % Mg, ~ 1,6 % CU Uts 570 MPA, nagy szilárdság-súly / súly arány Nagyteljesítményű repülőgépkészletek (7075-T6)
Titán fokozat 1–4 (CP TI) ≥99 % -Y -az, változó o (≤0,3 %), FE (≤0,2 %), N (≤0,015 %) UTS 240–450 MPA, Kiváló korrózióállóság Vegyi feldolgozás, tengeri hardver
Ti-6Al-4V (Fokozat 5) 6 % Al, 4 % V, ≤0,2 % FE, ≤0,08 % O UTS ~ 900 MPA, 10–15 % meghosszabbítás, magas fáradtság élettartama Űrrepülőgép rögzítőelemek, orvosbiológiai implantátumok

3. Az alumínium vs fizikai tulajdonságai. Titán

Ingatlan Alumínium (6061-T6) Titán (Ti-6Al-4V)
Sűrűség (G/cm³) 2.70 4.51
Fajlagos erő (Mpa · cm³/g) 116 200
Hővezető képesség (W/m · k) 235 22
Elektromos vezetőképesség (Ms/m) 37.7 1.8
Olvadáspont (° C) 660 1 668
Maximális szervizhőmérséklet (° C) 150–200 400–600
CTE (× 10⁻⁶ /° C) 23.6 8.6

4. Alumínium mechanikai teljesítménye vs. Titán

A mechanikai teljesítmény meghatározza, hogy az anyagok hogyan reagálnak terhelés alatt, hatás, és ciklikus stressz.

Ebben a szakaszban, Összehasonlítjuk a szakítószilárdságot, merevség, hajlékonyság, keménység, fáradtság, és kúszó ellenállás a reprezentatív alumínium vs. titánötvözetek.

Módosítja az alumínium alkatrészeket a repüléstechnika számára
Módosítja az alumínium alkatrészeket a repüléstechnika számára

Szakítószilárdság és hozam szilárdság

Az alumíniumötvözetek általában mérsékelt erőt kínálnak. Például, 6061-A T6 szakítószilárdságot ér el (UTS) megközelítőleg 310 MPA és egy hozamszilárdság (0.2 % ellensúlyozás) -y -az 275 MPA.

Ezzel szemben, Ti-6Al-4V (Fokozat 5) Telepíti az UTS -t a közelben 900 MPA hozamszilárdsággal körül 830 MPA.

Még a nagy szilárdságú alumínium variánsok, például a 7075-T6 (Uts ≈ 570 MPA) Nem lehet egyezni a Titanium csúcsteljesítményével.

Rugalmassági modulus és merevség

Merevség, Az elasztikus modulus határozza meg (E), az eltérést terhelés alatt irányítja.

Alumínium modulus (~ 69 GPA) viszonylag rugalmasvá teszi, amelyek javíthatják a rezgéscsillapítást, de korlátozzák a szerkezeti merevséget.

Titán, E ≈ -vel 110 GPA, durván csökkenti az eltérést 60 % összehasonlítható terhelések mellett, A könnyebb minták engedélyezése nagy stresszes alkalmazásokban.

Hajlékonyság és keménység

Az alumínium kiemelkedik a rugalmasságban-a 6061-T6 meghosszabbodik 12–17 % Törés előtt-A mély rajz és az ütköző-zóna energia abszorpciója az autóipari struktúrákban.

A Ti-6Al-4V támogatja 10–15 % meghosszabbítás, miközben eléri a Brinell keménységét 330 HB összehasonlítva 95 HB 6061-T6-ra.

A titán jó rugalmasság és nagy keménység kombinációja alátámasztja annak használatát a fáradtság-kritikus komponensekben.

Kifáradási szilárdság

A fáradtság az élettartam meghatározza az összetevő kitartását ciklikus terhelés alatt.

6061-A T6 alumínium tartóssági korlátot mutat 95–105 MPA (R = –1), Amíg a Ti-6Al-4V eléri 400–450 MPA Csiszolt példányokban.

A titán jelentősen magasabb fáradtságát magyarázza annak prevalenciája a forgó gépekben, repülőgép -szerelvények, és az orvosbiológiai implantátumok több millió terhelési ciklus mellett.

Kúszó ellenállás

Kúszó - a progresszív deformáció tartós feszültség alatt megemelkedett hőmérsékleten - a fenti alumíniumötvözetek beginjei 150 ° C, nem megfelelővé teszi őket a hosszú távú, magas hőmérsékletű szolgáltatáshoz.

Ezzel szemben, A Ti-6Al-4v ellenáll a feszültségnek 400–600 ° C ezer órán keresztül elhanyagolható kúszással, nélkülözhetetlenné teszi a jet-motor alkatrészekhez és a hőcserélő csövekhez.

Összefoglaló táblázat

Ingatlan 6061-T6 alumínium 7075-T6 alumínium Ti-6Al-4V titán
UTS (MPA) 310 570 900
Hozamszilárdság (MPA) 275 505 830
Rugalmassági modulus (GPA) 69 71 110
Meghosszabbítás (%) 12–17 11–13 10–15
Brinell keménység (HB) 95 150 330
Fáradtsági határérték (MPA) 95–105 140–160 400–450
Kúszó kezdet hőmérséklet. (° C) ~ 150 ~ 120 >400

5. Korrózióállóság & Környezeti stabilitás

Passzív oxidrétegek: Az első védelmi vonal

Alumínium

Alumínium képződik a nanoméretű al₂o₃ réteg (2–5 nm vastag) A levegőnek való kitettség után néhány másodpercen belül, Az oxigén és a nedvesség blokkolása a fém mátrixból.

Eloxáló alumínium alkatrészek
Eloxáló alumínium alkatrészek

Ez a film az öngyógyító—Azcratchek vagy kopások azonnali reformációt váltanak ki, az alumíniumnak nagyon ellenállóvá tétele a légköri korrózióval szemben.

  • Mechanizmus: Króm, magnézium, vagy szilícium ötvözetekben (PÉLDÁUL., 6061-T6) Fokozza az oxid tapadását, De tiszta alumínium (Fokozat 1100) kizárólag az al₂o₃ integritására támaszkodik.
  • Korlátozások: A film porózus és klorid -ionok (Cl⁻), vezet hüvelyes korrózió sós környezetben.
    Eloxálás megvastagítja a réteget 15–25 μm, Fokozza a só spray -ellenállását 500 óra (csupasz alumínium) hogy 1,000+ óra (ASTM B117), Bár továbbra is kiszolgáltatott marad a hasítás vagy a kötőelemek alatti korrózióra.

Titán

A titán még vékonyabb, de sűrűbbé válik Tio₂ réteg (1–3 nm), amely kémiailag inert és mechanikusan robusztus.

CNC megmunkáló titánötvözet alkatrészek
CNC megmunkáló titánötvözet alkatrészek

Ez a film felelős a Titán legendás ellenállásáért a szélsőséges környezetekkel szemben:

  • Mechanizmus: A tio₂ réteg termodinamikailag stabil 600° C, dielektromos erősséggel 30 Mv/m,
    messze meghaladja az al₂o₃ -t (15 Mv/m). Még olvadt sókban is, A kár után azonnali reformot reformál.
  • Fölény: A Ti-6Al-4V áthalad 5,000+ óra Sós spray -tesztekben - az eloxált alumíniumnál hosszabb időkben -, pontozás vagy skála képződése nélkül,
    Ez az egyetlen bevonat nélküli fém, amely alkalmas hosszú távú tengervíz merítésre.

Tengeri és klorid környezet

Tengervízben, alumíniumötvözetek (Különösen az 5xxx és a 6xxx sorozat) A szenvedő korrózió szenvedése után a kloridkoncentráció meghaladja a néhány száz ppm -et.

A titán kiemelkedik itt: Fokozat 2 és a Ti-6Al-4V teljes szilárdságú tengervízben maradjon., A Tio₂ figyelemre méltó stabilitásának köszönhetően.

Ez az előnye a titánot a sótalanító növények választott anyagává teszi, tengeri hardver, és a tengeralattjáró csatlakozók.

Savas és lúgos közeg

Az alumínium erős savakban oldódik (pH < 4) és erős bázisok (pH > 9) kivéve, ha kifejezetten kezelik.

Például, 6061-A T6 enyhe savas esővízet tart fenn, de gyorsan lebomlik a koncentrált kén- vagy nátrium -hidroxid -oldatokban.

Egymással szemben, A titán mindkét erős sav felé áll (PÉLDÁUL., HCl, H₂so₄) és lúgos oldatok környezeti hőmérsékleten, feltéve, hogy nincsenek oxidáló szerek.

Galvanikus korrózió szempontjai

Amikor az alumínium nemesebb fémet érint (mint például titán vagy rozsdamentes acél) egy elektrolitban, Az anódos partnerként szolgál, és elsősorban korrodálódik.

A tervezőknek szigetelniük kell az eltérő fémes ízületeket-műanyag felhasználását, tömítőanyagok, vagy gát bevonatok - az alumínium alkatrészek gyors galvanikus támadásának megakadályozása érdekében.

Hosszú távú stabilitás és felületkezelések

Évekig tartó szolgálat alatt, Az alumínium -oxidfilm vékony marad, de lokalizált támadásokat szenvedhet; Az időszakos újbóli felújítás vagy újbóli aktiválás segít fenntartani a védelmet.

A titán -oxidréteg határozatlan ideig stabil marad, még ciklikus hőmérsékleten is 550 ° C, minimális a spalláció kockázatával.

Szélsőséges környezetekhez, például hulladék -égetőművek vagy agresszív kémiai reaktorok,

A mérnökök gyakran további rétegeket alkalmaznak (PÉLDÁUL., Polimer festékek az alumíniumon, kerámia termál spray -k titánon) extra akadályt nyújtani az erózió és a kémiai expozíció ellen.

6. Gyártás és megmunkálhatóság: Ellentmondásos bonyolultság és akadálymentesség

Az alumínium vs gyártása és megmunkálhatósága. A titán jelentősen eltér, fizikai tulajdonságaik és ötvözött vegyszereik vezetik.

Az alumínium alacsony olvadási pontja és a malleabia képessége lehetővé teszi a költséghatékonyságot, nagy mennyiségű termelés,

Míg a titán magas hőmérsékleti ellenálló képessége és reakcióképessége speciális technikákat igényel, Befolyásolva mind a gyártás bonyolultságát, mind a végfelhasználás életképességét.

Casting és kovácsolás: Skálázhatóság vs. Szakosodás

Alumínium: A tömegtermelés bajnoka

  • Casting dominancia: Olvadáspontjával 660° C- A legkevésbé a közönséges mérnöki fémek között - az alumínium kitűnő homoköntés, fröccsöntés, és befektetési casting.
    Casting, különösen, bonyolult geometriákat ér el (A falvastagság olyan vékony, mint 0.8 mm) sebességgel egészen 100 ciklusok/óra, Ideális az autóipari motor blokkokhoz (PÉLDÁUL., A356 alumínium, költség: $2–5/kg).
  • Kovácsolási hatékonyság: Forró kovácsolás 400–500 ° C nagy szilárdságú alkatrészeket állít elő, mint például a repülőgép szárnyas bordái (7075-T6), A halálos élet túllépésével 10,000 ciklus Az alacsony szerszám kopása miatt.
    A hideg kovácsolás tovább javítja a felületet (RA ≤0,8 μm) olyan fogyasztási cikkekhez, mint okostelefon -keretek.
Alumínium vezérlő kar kovácsolása
Alumínium vezérlő kar kovácsolása

Titán: A nagyságra szakosodott, Nagy stresszes alkatrészek

  • Casting kihívások: Titán 1,668° C olvadáspont szükségessé teszi vákuumöntés Az oxigén/nitrogénszennyezés megelőzése érdekében, ami a fémet ölelné meg.
    Ez növeli a berendezés költségeit 300% az alumíniumhoz képest, a penész élettartammal korlátozva 1,000–5 000 ciklus (PÉLDÁUL., Ti-6Al-4V turbina burkolatok, költség: $30–100/kg).
  • Kovácsolás Követelmény: Forró kovácsolás 900–1000 ° C Ellenőrzött légkörben olyan nagy szilárdságú alkatrészek formájában vannak, mint a repülőgép-futómű,
    De a szerszámköltségek az 10X magasabb mint alumínium, és az anyaghozam csepp 60–70% A magas deformációs ellenállás miatt.
Befektetési casting titán alkatrészek
Befektetési casting titán alkatrészek

Hegesztés és megmunkálás: Technikák és kompromisszumok

Hegesztés: Precíziós vs. Védelem

  • Alumínium hegesztés:
    • Mód: NEKEM (Harapás) és tig (GTAW) standardok, Töltőfémek használata, mint például 4043 (Al-Si) vagy 5356 (Al-MG).
      A hegesztési sebesség eléri 1–2 M/ME, De a porozitási kockázatok (Az oldott hidrogénből) tiszta felületeket és előmelegítést igényel (100–150 ° C vastag szakaszokhoz).
    • Költség: $50–100 óránként, A hegeszt utáni hőkezeléssel (7075-T6-ra) hozzáadás 15–20% a feldolgozási időre.
  • Titánhegesztés:
    • Mód: TIG hegesztés tiszta argon vagy elektronnyaláb -hegesztés vákuumban, hogy megakadályozzák β-fázisú stabilizáció oxigénből (ami csökkenti a rugalmasságot).
      A hegesztési sebesség 30% lassabban mint alumínium, és töltőfémek (PÉLDÁUL., Ti-6Al-4V vezeték, $50/kg) 5x drágábbak.
    • Költség: $200–300 óránként, szigorú minőség -ellenőrzéssel (PÉLDÁUL., Röntgen-ellenőrzés 100% űrrepülési hegesztési).

Megmunkálás: Sebesség vs. Hőgazdálkodás

  • Alumínium megmunkálhatóság:
    • Előnyök: Nagy hővezető képesség (205 W/m · k) hatékonyan eloszlatja a hőt, lehetővé téve a nagysebességű megmunkálást HSS eszközök -kor 200–300 m/i (vágási sebesség).
      A felületi érdesség olyan alacsony, mint RA 0.4 μm a Carbide End Mills -rel érhető el, Ideális a precíziós alkatrészekhez, például a hűtőbányászathoz.
    • Szerszám élettartam: Minimális munka-keményedés azt jelenti, hogy a szerszámcserékek minden esetben megtörténnek 5–8 óra folyamatos működés közben, lényegesen alacsonyabb, mint a titán 1–2 órája.
  • Titán megmunkálhatóság:
    • Kihívások: Alacsony hővezető képesség (16 W/m · k) Csapdák a hőt a szerszámkészlet felületén, növekvő szerszám kopás 50%.
      A megmunkálási sebesség korlátozódik 50–80 m/én, és csak karbid vagy kerámia szerszámok (költség: $100+/beilleszt) képes ellenállni a magas vágású erőknek (20% magasabb, mint az alumínium).
    • Hűtőfolyadék -igények: Nagynyomású hűtőfolyadék (80–100 sáv) kötelező a beépített élek megakadályozása érdekében, A megmunkálási idő növelése 30% és a folyadékfogyasztás 40%.

Felszíni kezelés: A funkció és a forma javítása

Alumínium felszíni kezelés

  • Eloxálás: Költséghatékony folyamat ($10–20/m²) Ez egy porózus al₂o₃ réteget termeszt (5–25 μm), A korrózióállóság javítása (sós spray -ellenállás: 1,000+ óra) és lehetővé teszi az élénk színeket.
    Építészeti profilok (6063-T6) általában használja a kénsav eloxálását a tartósság és az esztétikai vonzerő érdekében.
  • Porbevonat: 180–200 ° C -on alkalmazzák, UV-rezisztens befejezést biztosít (5–10 éves garancia) kültéri alkatrészekhez, például alumínium kerítésekhez, a tapadási szilárdsággal meghaladva 5 N/MM.

Titán felszíni kezelés

  • Plazma nitriding: Fokozza a felületi keménységet 1,000–1 500 HV (VS. 350 HV As-ti-6Al-4V-hez), kritikus a kopásálló alkatrészek, például a fogaskerekes tengelyek számára a tengeri alkalmazásokban.
    Költség: $50–100/m², De az élettartam növekszik 2x csiszoló környezetben.
  • Fizikai gőzlerakódás (Pvd): Betétek DLC (gyémántszerű szén) vagy ón bevonatok (5–10 μm) A súrlódás csökkentése érdekében (együttható ≤0,2),
    Titán orvosi implantátumokban használják a biokompatibilitás és a kopásállóság fokozására.

7. Súly-szilárdsági arány és szerkezeti alkalmazások

Űrrepülés dominancia

  • Alumínium: A repülőgép -keret súlyának 70–80% -át vezérli (PÉLDÁUL., Boeing 737), 2024-T3-at használnak a törzsbőrökhöz a költségek és a forma miatt.
    Korlátozások: Lágyul 150 ° C felett, Titán a motor alkatrészeihez (PÉLDÁUL., TI-6AL-4V az Airbus A350 turbinákban, 500 ° C -on működik).
  • Titán: Elszámol 15–20% a modern sugársúly tömege (Boeing 787), Merevségével és fáradtságállóságával ideális a szárnyakhoz és a futóműhöz, annak ellenére, hogy létezik 60% nehezebb, mint az alumínium.

Autóipari kompromisszumok

  • Alumínium: Uralja az EV akkumulátorházakat (Tesla modell y, 40% Súlymegtakarítás vs. acél) és testpanelek (Audi A8, 40% könnyebb, mint az acél), a költség által vezérelt ($20/KG a kialakított alkatrészekhez).
  • Titán: Niche használata olyan nagy teljesítményű alkatrészekben, mint a kipufogó rendszerek (50% könnyebb, mint a rozsdamentes acél, De 1000 dollár+/kg), költségekkel korlátozva, de a luxus járművek korrózióállóságának értékelése.

8. Költség- és gazdasági megfontolások

Nyersanyag- és feldolgozási költségek

  • Alumínium: Elsődleges költségek: $2–3/kg; újrahasznosított: $1–2/kg (bőséges bauxit tartalékok Ausztráliában, Kína).
  • Titán: Szivacs titán: $30–60/kg; ötvözött rudak: $100–200/kg (A ritka rutil/ilmenitércektől függően, 90% Ausztráliából és Dél -Afrikából származik).

Életciklusgazdaságtan

  • Karbantartás: Az alumíniumhoz periodikus bevonatot igényel (PÉLDÁUL., eloxálva minden 10 évek, $50/m²), Míg a Titanium passzív filmje csökkenti a karbantartást 70% durva környezetben.
  • Újrahasznosítás: Alumínium vezet 90% újrahasznosítási ráta, megtakarítás 95% energia vs. elsődleges termelés; titán újrahasznosítja a 50–70%, az ötvözött szennyeződés korlátozza, de mégis megtakarít 85% energia.

9. Alumínium vs alkalmazásai. Titán

Repülőgép

  • Alumínium uralja a nagy szerkezeti alkatrészeket, mint például a szárnybőrök, törzspanelek, és a padlógerendák.
    Alacsony sűrűségű és kiváló formálhatósága lehetővé teszi a gyártók számára, hogy fényt teremtsenek, Komplex extrudálások és szegecselt szerelvények, amelyeket a kereskedelmi repülőgépeknél használnak (PÉLDÁUL., 2024-T3 és 6061-T6 ötvözetek).
  • Titán Megtalálja a helyét magas hőmérsékleten és magas stressz környezetben - motoros ventilátorpengék, kompresszor lemezek, és a kipufogó alkatrészek.
    A Ti-6Al-4V kiváló fáradtsági és korróziós rezisztenciája lehetővé teszi a turbina szakaszok számára, hogy ellenálljanak a hőmérsékleteknek 600 ° C, Ahol az alumíniumötvözetek lágyulnának.
Titán CNC megmunkálási szolgáltatások
Titán CNC megmunkálási szolgáltatások

Autóipar

  • Alumínium A motor blokkokban erősen jellemzői, hengerfejek, kerekek, és a modern autók testpanelei, a jármű tömegének csökkentése annyira, mint 100 KG alumínium-igényes mintákban.
    Elektromos járművekben, Az akkumulátorházakban és a hőcserélőkben történő felhasználása közvetlenül hozzájárul a kiterjesztett tartományhoz.
  • Titán, Míg drágább, Megjelenik a teljesítmény kipufogórendszereiben és a szeleprugókban a nagy teljesítményű és versenyautók számára.
    Az összekötő rudakban és a rögzítőelemekben történő felhasználása szilárdság és hőállóság nélkül nyújt túlzott súlybüntetés nélkül.

Orvosi és orvosbiológiai

  • Alumínium könnyű kereteket készít a diagnosztikai berendezések és a kórházi bútorok számára, ahol a biokompatibilitás nem kritikus.
  • Titán Páratlan az implantátumok - a HYP és a térdpótlók számára, fogászati ​​szerelvények, és a gerincrudak - mert a tio₂ -film megakadályozza a test -folyó korróziót és ösztönzi az osseointegrációt.
    Fokozat 5 Ti-6Al-4V implantátumok rutinszerűen az elmúlt évtizedekben in vivo.

Tengeri és tengeri

  • Alumínium ötvözetek (5XXX sorozat) Tálaljuk a felépítményben, nagysebességű kézműves hajótest, és a tengeri antenna árbocai.
    Kis súlyuk javítja a felhajtóerőt és az üzemanyag -hatékonyságot, Bár védő bevonatokra van szükségük a sósvízi pontok ellen.
  • Titán Kiváló a tengervíz csövekben, hőcserélőcsövek, és merülő házak, Ahol a klorid által indukált korrózió gyorsan lebomlik az alumínium vagy acél.
    Hosszú távú szolgáltatása a sótalanító növényekben és a tengeralattjáróban igazolja a prémium anyagköltségeket.

Sport és rekreáció

  • Alumínium továbbra is a kerékpárkeretek választott anyaga, teniszütők, és kempingfelszerelés-a megfizethetőség kombinálása kedvező szilárdság-súly arányban.
  • Titán A csúcskategóriás felszerelések kielégítése: golf-klubfejek, prémium kerékpáros villák, és a szemüveg keretei.
    Ezekben az alkalmazásokban, A felhasználók értékelik a titán tavaszi fáradtságválaszát, korrózió immunitás, És megkülönböztető „érzés”.

Energia és ipari

  • Alumínium hőcserélő uszonyokban végez, transzformátor tekercsek, és a felső távvezetékek, Ahol a magas termikus és elektromos vezetőképessége meghajtja a hatékonyságot.
  • Titán kémiai feldolgozó edényekben szolgál, füstgáz -desulfurizációs egységek, és koncentrált -soláris vevők, kiaknázza a savas támadással és a termikus kerékpározással szembeni ellenállását 600 ° C.

10. Előnyök és hátrányok összefoglalása

Alumínium

  • Előnyök: Alacsony súly, magas vezetőképesség, költséghatékony, könnyen újrahasznosítható, Kiváló formálhatóság.
  • Hátrányok: Korlátozott magas hőmérsékleti szilárdság, mérsékelt korrózióállóság, Galván kérdések.

Titán

  • Előnyök: Nagy szilárdságú, kiemelkedő korrózióállóság, magas hőmérsékleti teljesítmény, biokompatibilitás.
  • Hátrányok: Magas költségek, nehéz gyártás, alacsonyabb vezetőképesség, összetettebb újrahasznosítás.

11. Összefoglaló összehasonlító táblázat az alumínium vs.. Titán

Ingatlan Alumínium (6061-T6) Titán (Ti-6Al-4V)
Sűrűség (G/cm³) 2.70 4.51
UTS (MPA) 310 900
Hozamszilárdság (MPA) 275 830
Rugalmassági modulus (GPA) 69 110
Hővezető képesség (W/m · k) 235 22
Olvadáspont (° C) 660 1 668
Korrózióállóság Jó (Bevonatokra van szüksége) Kiváló
Megmunkálhatóság Kiváló Mérsékelt -differ
Költség ($/kg) 2.0–3.0 15.0–30.0
Újrahasznosíthatóság hatékonysága (%) > 90 > 80

12. Következtetés

Alumínium vs. Titán elfoglalja a kiegészítő szerepeket a mérnöki munkában: Az alumínium költséghatékonyságot kínál, Könnyű teljesítmény a nagy volumenű alkalmazásokhoz, Míg a titán kivételes erőt és korrózióállóságot biztosít az igényes környezetben.

Továbbmegy, Az alumínium fókusza a zöldebb termelés és a fejlett kompozitok felé változik, Míg a titán adalékanyag-gyártási és új β-ötvözeteket fog elfogadni a költségek csökkentése érdekében.

Végül, A köztük történő kiválasztás megköveteli a teljesítménykövetelmények kiegyensúlyozását, költségvetési korlátozások, és a fenntarthatósági célok.

 

GYIK

Ami könnyebb, alumínium vagy titán?

Az alumínium súlya körülbelül 2.70 G/cm³, Míg a titán az 4.51 G/cm³. Így az alumínium jelentős súly -előnyt kínál az alkalmazásokban, ahol a tömegcsökkentés kritikus.

Melyik fém erősebb?

Tipikus szerkezeti ötvözetekben, Ti-6Al-4V (Fokozat 5 titán) A végső szakítószilárdság a közelben érhető el 900 MPA, Míg a nagy szilárdságú alumíniumötvözetek hasonlóak 7075-T6 kitölt 570 MPA.

Mi a jobb, alumínium vagy titán?

  • Alumínium nyeri a kis súlyt, nagy termikus/elektromos vezetőképesség, A megmunkálás és a hegesztés könnyűsége,
    és olcsó-IDEAL nagy volumenű, mérsékelt hőmérsékleti alkalmazások (például. autóipari testek, hőcserélők).
  • Titán Kitűnő nagy szilárdságú, a fáradtság-rezisztens, és korrózióálló szerepek, Különösen megemelkedett hőmérsékleten (400–600 ° C -ig),
    a választott anyag a repülőgép -motor alkatrészeihez, vegyi feldolgozó berendezés, és az orvosbiológiai implantátumok.

A titán vagy az alumínium drágább?

A titán jelentősen többet fizet:

  • Nyersanyag: Az alumínium körülbelül 2–3 dollár / kg, Míg a titán körülbelül 15–30 dollár / kg.
  • Feldolgozás: A titán szükségessége vákuumolvadásra, szakosodott kovácsolás, És az inert-gáz hegesztés tovább növeli a teljes részköltségét-gyakran 5–10 × egy összehasonlítható alumínium komponensé.

Az alumínium karcolása könnyebb -e, mint a titán?

Igen. Titánötvözetek (PÉLDÁUL., Ti-6Al-4V) Általában regisztráljon 330 HB A Brinell keménységi skálán, mivel a gyakori alumíniumötvözetek (6061-T6, 7075-T6) esik 95–150 HB.

A titán magasabb keménysége és kopásállósága Az alumínium felületek hasonló érintkezési körülmények között könnyebben karcolják vagy elmulasztják.

Hagyj egy megjegyzést

Az Ön e -mail címét nem teszik közzé. A szükséges mezőket meg vannak jelölve *

Görgessen a tetejére

Kérjen azonnali árajánlatot

Kérjük, töltse ki adatait, és mi azonnal felvesszük Önnel a kapcsolatot.