1. Introduzzjoni
Fl-isfera tal-materjali tal-inġinerija, titanju vs azzar li ma jissaddadx Spiss jispikkaw bħala żewġ metalli ta 'prestazzjoni għolja utilizzati f'firxa wiesgħa ta' industriji.
L-applikazzjonijiet tagħhom jinfirxu aerospazjali, mediku, Marine, u prodotti għall-konsumatur, misjuqa mill-mekkaniku uniku tagħhom, kimika, u karatteristiċi fiżiċi.
Dan l-artikolu jagħti professjonali, Tqabbil immexxi mid-dejta Minn dawn iż-żewġ materjali, Bil-għan li tinforma deċiżjonijiet ta 'għażla materjali b'awtorità u ċarezza.
2. Kompożizzjoni kimika & Sistemi tal-liga
Nifhmu Kompożizzjoni kimika u Sistemi tal-liga ta 'titanju u stainless steel huwa kritiku għall-għażla tal-materjal,
Peress li dawn il-fatturi jinfluwenzaw direttament il-proprjetajiet mekkaniċi, Reżistenza għall-korrużjoni, imġieba termali, u proċessabilità.
Ligi tat-titanju
Huwa tipikament użat f'żewġ forom:
- Titanju kummerċjalment pur (Gradi 1–4) - Il-kontenut li jvarja ta 'ossiġnu jikkontrolla s-saħħa u d-duttilità.
- Ligi tat-titanju - Prinċipalment TI-6AL-4V (Grad 5), il-horse tax-xogħol tal-industrija.
| Grad tat-titanju | Kompożizzjoni | Karatteristiċi ewlenin |
| Grad 1 | ~ 99.5% ta ', baxx ħafna o | Artab, l-iktar duttili, Reżistenza eċċellenti għall-korrużjoni |
| Grad 2 | ~ 99.2% ta ', baxx o | Aktar b'saħħtu mill-grad 1, Użati ħafna f'applikazzjonijiet industrijali |
| Grad 5 (Ti-6al -4v) | ~ 90% ta ', 6% Al, 4% V | Proporzjon għoli ta 'saħħa għal piż, aerospazjali & Użu bijomediku |
| Grad 23 | Ti-6al -4V Eli (Interstizjali baxx żejjed) | Bijokompatibilità mtejba għall-impjanti |
Familji tal-istainless steel
Azzar li ma jissaddadx huma ibbażat fuq il-ħadid ligi bi ≥10.5% kromju, jiffurmaw passiv Cr₂o₃ Film għar-reżistenza għall-korrużjoni. Huma miġbura minn mikrostruttura:
| Familja | Gradi tipiċi | Elementi ewlenin tal-liga | Karatteristiċi primarji | Applikazzjonijiet Komuni |
| Austenitic | 304, 316, 321 | Cr, Fi, (L-għodwa t-tajba 316), (Int ġewwa 321) | Reżistenza eċċellenti għall-korrużjoni, mhux manjetiku, formabilità tajba | Ipproċessar tal-ikel, apparat mediku, Tagħmir kimiku |
| Ferritiku | 409, 430, 446 | Cr | Manjetiku, Reżistenza moderata għall-korrużjoni, Konduttività termali tajba | Exhaust tal-karozzi, apparat, Trim arkitettoniku |
Martensitic |
410, 420, 440A / b / c | Cr, Ċ | Ebusija u saħħa għolja, manjetiku, inqas reżistenti għall-korrużjoni | Skieken, Xfafar tat-turbina, għodda |
| Duplex | 2205, 2507 | Cr, Fi, Mo, N | Saħħa għolja, Qsim tal-korrużjoni tal-istress tal-klorur imtejjeb (SCC) reżistenza | Strutturi tal-baħar, żejt & gass, pontijiet |
| It-twebbis tal-preċipitazzjoni | 17-4PH, 15-5PH, 13-8Mo | Cr, Fi, Cu, Al (jew mo, NB) | Tgħaqqad saħħa għolja u reżistenza għall-korrużjoni, trattabbli bis-sħana | Aerospazjali, difiża, Xaftijiet, valvi, Komponenti nukleari |
3. Propjetajiet mekkaniċi tat-titanju vs l-istainless steel
L-għażla bejn it-titanju u l-istainless steel teħtieġ li tifhem il-profili mekkaniċi distinti tagħhom. It-tabella hawn taħt tiddeskrivi l-aktar proprjetajiet rilevanti għal gradi użati komunement:
Tabella ta 'Tqabbil tal-Propjetajiet Mekkaniċi
| Proprjetà | Grad tat-titanju 2 (Kummerċjalment pur) | Ti-6al-4v (Grad 5) | 304 Stainless Steel | 316 Stainless Steel |
| Densità (g / cm³) | 4.51 | 4.43 | 8.00 | 8.00 |
| Qawwa tat-tensjoni (MPA) | ~ 345 | ~ 900 | ~ 505 | ~ 515 |
| Saħħa tar-rendiment (MPA) | ~ 275 | ~ 830 | ~ 215 | ~ 205 |
| Titwil (%) | ~ 20 | 10–14 | ~ 40 | ~ 40 |
| Ebusija (HB) | ~ 160 | ~ 330 | 150–170 | 150–180 |
| Modulu elastiku (GPA) | ~ 105 | ~ 114 | ~ 193 | ~ 193 |
| Qawwa tal-għeja (MPA) | ~ 240 | ~ 510 | ~ 240 | ~ 230 |
4. Reżistenza għall-korrużjoni & Imġieba tal-wiċċ
Il-prestazzjoni tal-korrużjoni spiss tiddetta l-għażla materjali f'ambjenti eżiġenti.
Kemm it-titanju kif ukoll l-istainless steel jiddependu fuq Films tal-ossidu passiv- Madankollu l-imġieba tagħhom tvarja sew taħt il-kloruri, aċidi, u temperaturi elevati.
Formazzjoni tal-films passivi
- Titanju (Tio₂)
-
- Jifforma istantanjament a 2–10 nm oħxon, Saff ta 'ossidu li jsaħħaħ waħdu
- Terġa 'tgħaqqad malajr jekk tkun mibruxa - anke fl-ilma baħar
- Stainless Steel (Cr₂o₃)
-
- Tiżviluppa a 0.5–3 nm Film tal-ossidu tal-kromju
- Effettiv f'ambjenti ossidanti imma vulnerabbli fejn l-ossiġnu jitbaxxa
Punt ewlieni: Tio₂ huwa iktar stabbli minn cr₂o₃, l-għoti ta 'reżistenza superjuri tat-titanju għal firxa usa' ta 'midja korrużiva.
Prestazzjoni f'ambjenti aggressivi
| Ambjent | Ti-6al -4v | 316 Stainless Steel |
| Soluzzjonijiet li jġorru l-klorur | Ebda pitting fuq cl⁻ sa 50 g / l fi 25 ° C. | Pitting Light ~ 6 g / l cl⁻ at 25 ° C. |
| Immersjoni tal-ilma baħar | < 0.01 rata ta 'korrużjoni mm / sena | 0.05–0.10 mm / sena; Pitting lokalizzat |
| Midja aċiduża (HCl 1 M) | Passiv sa ~ 200 ° C. | Attakk uniformi sever; ~ 0.5 mm / sena |
| Aċidi ossidanti (Hno₃ 10%) | Eċċellenti; attakk negliġibbli | Tajjeb; ~ 0.02 mm / sena |
| Ossidazzjoni ta 'temperatura għolja | Stabbli għal ~ 600 ° C. | Stabbli għal ~ 800 ° C. (intermittenti) |
Suxxettibilità tal-korrużjoni lokalizzata
- Pitting & Korrużjoni tax-xquq
-
- Titanju: Potenzjal ta 'pitting > +2.0 Fil-VS. SCE; essenzjalment immuni taħt servizz normali.
- 316 SS: Potenzjal ta 'pitting ~ +0.4 Fil-VS. SCE; korrużjoni ta 'xquq komuni fi kloruri staġnati.
- Qsim tal-korrużjoni tal-istress (SCC)
-
- Titanju: Prattikament SCC ħieles fil-midja milwiema kollha.
- SS Austenitic: Suxxettibbli għal scc fi Klorur sħun ambjenti (E.g., hawn fuq 60 ° C.).
Trattamenti tal-wiċċ & Kisi
Titanju
- Anodizzar: Ittejjeb il-ħxuna tal-ossidu (sa 50 nm), Jippermetti l-immarkar tal-kulur.
- Ossidazzjoni mikro-ark (Mao): Joħloq a 10–30 µm saff simili taċ-ċeramika; Titfa 'l-ilbies u r-reżistenza għall-korrużjoni.
- Nitriding fil-plażma: Itejjeb l-ebusija tal-wiċċ u l-ħajja tal-għeja.
Stainless Steel
- Passivazzjoni tal-aċidu: Aċidu nitriku jew ċitriku jneħħi l-ħadid ħieles, jeħxen il-film cr₂o₃.
- Elettropolizzazzjoni: Smoots qċaċet u widien tal-mikroskala, Tnaqqis ta 'siti ta' xquq.
- Kisi tal-PVD (E.g., Landa, Crn): Iżid barriera iebsa rqiqa għall-ilbies u attakk kimiku.
5. Propjetajiet termali & Trattament tas-sħana tat-titanju vs l-istainless steel
L-imġieba termali tinfluwenza l-għażla tal-materjal għal komponenti esposti għal tibdil fit-temperatura jew servizz ta 'sħana għolja.
It-titanju vs l-istainless steel ivarja b'mod sinifikanti fil-konduzzjoni tas-sħana, espansjoni, u t-trattabilità.
Konduttività termali & Espansjoni
| Proprjetà | Ti-6al -4v | 304 Stainless Steel |
| Konduttività termali (W / m · k) | 6.7 | 16.2 |
| Kapaċità speċifika tas-sħana (J / kg · k) | 560 | 500 |
| Koeffiċjent ta 'espansjoni termali (20–100 ° C., 10⁻⁶ / k) | 8.6 | 17.3 |
Trattabbli bis-sħana vs.. Gradi li ma jistgħux iwebbsu
Azzar li ma jissaddadx Martensitic jistgħu jiġu kkurati bis-sħana u jistgħu jiġu mwebbsa u ttemprati biex jinkisbu proprjetajiet mekkaniċi mixtieqa.
L-azzar li ma jissaddadx mill-awstenitiċi ma jistgħux, Iżda s-saħħa tagħhom tista 'tiżdied permezz ta' xogħol kiesaħ.
Duplex L-azzar jiddependu fuq input tas-sħana kkontrollat waqt l-iwweldjar, mingħajr aktar twebbis.
Ligi tat-titanju, bħal Ti-6al-4V, jistgħu jiġu kkurati bis-sħana biex jottimizzaw il-proprjetajiet mekkaniċi tagħhom, inkluż l-ittemprar tas-soluzzjoni, tixjiħ, u ttaffi l-istress.
Stabbiltà ta 'temperatura għolja & Ossidazzjoni
- Titanju jirreżisti l-ossidazzjoni sa ~ 600 ° C fl-arja. Lil hinn minn dan, Embrittlement mid-diffużjoni tal-ossiġnu tista 'sseħħ.
- Stainless Steel (304/316) jibqa 'stabbli għal ~ 800 ° C b'mod intermittenti, b'użu kontinwu sa ~ 650 ° C..
- Formazzjoni tal-iskala: SS jifforma skali protettivi tal-kromja; L-ossidu tat-titanju jaderixxi bil-qawwa, Iżda skali ħoxnin jistgħu jżidu taħt iċ-ċikliżmu.
6. Fabbrikazzjoni & Tingħaqad ta 'Titanium vs Stainless Steel
Formabilità u makkinabilità
Azzar li ma jissaddadx austenitic huma formabbli ħafna u jistgħu jiġu ffurmati faċilment bl-użu ta 'proċessi bħal tpinġija fil-fond, timbru, u liwi.
L-azzar li ma jissaddadx ferritiku u martensitiku għandhom formabilità aktar baxxa. It-titanju huwa inqas formabbli fit-temperatura tal-kamra minħabba s-saħħa għolja tiegħu, Iżda tekniki li jiffurmaw bis-sħana jistgħu jintużaw biex jiffurmawha.
It-titanju tal-magni huwa iktar diffiċli mill-istainless steel minħabba l-konduttività termali baxxa tiegħu, saħħa għolja, u reattività kimika, li jista 'jwassal għal ilbies ta' għodda rapidu.
Sfidi tal-iwweldjar u tal-ibbrejkjar
L-iwweldjar tal-istainless steel huwa proċess stabbilit sew, b'diversi tekniki disponibbli. Madankollu, Għandha tingħata attenzjoni biex jiġu evitati kwistjonijiet bħall-korrużjoni fis-sit tal-weldjatura.
It-titanju tal-iwweldjar huwa iktar ta 'sfida peress li jirrikjedi ambjent nadif u lqugħ ta' gass inert biex jipprevjeni kontaminazzjoni mill-ossiġnu, Nitroġenu, u l-idroġenu, li jistgħu jiddegradaw il-proprjetajiet mekkaniċi tal-weldjatura.
Il-brejkijiet jistgħu jintużaw ukoll għaż-żewġ materjali, Iżda metalli tal-mili differenti u parametri tal-proċess huma meħtieġa.
Manifattura addittiva (3Stampar D) Preparazzjoni
Kemm it-titanju kif ukoll l-istainless steel huma adattati għall-manifattura tal-addittivi.
Il-proporzjon għoli ta 'saħħa-piż tat-titanju jagħmilha attraenti għal applikazzjonijiet aerospazjali u mediċi prodotti permezz ta' 3Stampar D.
L-istainless steel jintuża wkoll ħafna fl-istampar 3D, speċjalment għall-produzzjoni ta 'ġeometriji kumplessi f'oġġetti għall-konsum u strumenti mediċi.
Irfinar tal-wiċċ (illustrar, passivazzjoni, Anodizzazzjoni)
L-istainless steel jista 'jiġi illustrat għal brilli għolja, u passivat biex itejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni tagħha.
It-titanju jista 'jkun illustrat u anodizzat biex joħloq finituri u kuluri differenti tal-wiċċ, kif ukoll biex ittejjeb il-korrużjoni u l-ilbies tar-reżistenza tagħha.
7. Bijokompatibilità & Użu mediku
F'applikazzjonijiet mediċi, Kompatibilità tat-tessut, Reżistenza għall-korrużjoni fil-fluwidi tal-ġisem, u Stabbiltà fit-tul Iddetermina l-adegwatezza tal-materjal.
L-istorja tal-impjant tat-titanju & Osseointegrazzjoni
- Adozzjoni bikrija (1950s):
-
- Riċerka minn Per-Ingvar Brånemark żvelat li l-għadam jorbot direttament mat-titanju (Osseointegrazzjoni).
- L-ewwel impjanti dentali ta 'suċċess użaw it-titanju CP, turi > 90% rati ta 'suċċess fi 10 snin.
- Mekkaniżmu ta 'Osseointegrazzjoni:
-
- Nattiv Tio₂ Is-saff tal-wiċċ jappoġġja t-twaħħil taċ-ċelloli tal-għadam u l-proliferazzjoni.
- Uċuħ imqaxxra jew anodizzati jżidu ż-żona ta 'kuntatt bl-għadam tal-għadam 20–30%, Titjib tal-istabbiltà.
- Użi kurrenti:
-
- Impjanti ortopediċi: Ġonot tal-ġenbejn u tal-irkoppa (Ti-6al -4V Eli)
- Attrezzaturi dentali: Viti, abutments
- Apparat spinali: Gaġeġ u vireg
Azzar li ma jsaddadx f'għodod kirurġiċi & Impjanti temporanji
- Strumenti kirurġiċi:
-
- 304L u 316L Azzar li ma jissaddadx jiddominaw skalpelli, forceps, u klampi minħabba faċilità ta 'sterilizzazzjoni u saħħa għolja.
- Ċikli tal-Awtoklavi (> 1,000) ma tinduċi l-ebda fallimenti sinifikanti ta 'korrużjoni jew għeja.
- Apparat ta 'fissazzjoni temporanja:
-
- Pinnijiet, viti, u pjanċi magħmulin minn 316L Offerta saħħa suffiċjenti għat-tiswija tal-ksur.
- Tneħħija ġewwa 6–12 xahar Tnaqqas it-tħassib dwar ir-rilaxx jew is-sensitizzazzjoni tan-nikil.
Konsiderazzjonijiet ta 'allerġija għan-nikil
- Kontenut tan-nikil fi 316L SS: ~ 10–12% bil-piż
- Prevalenza tas-sensittività tan-nikil: Jaffettwa 10–20% tal-popolazzjoni, li jwassal għal dermatite jew reazzjonijiet sistemiċi.
Strateġiji ta 'mitigazzjoni:
- Kisi tal-wiċċ: PARYLENE, Ċeramika, jew l-ostakli tal-PVD inaqqsu r-rilaxx tal-joni tan-nikil sa sa 90%.
- Ligi alternattivi: Uża L-istainless steel ħieles min-nikil (E.g., 2205 duplex) jew titanju għal pazjenti suxxettibbli għall-allerġija.
Sterilizzazzjoni & Rispons tat-tessut fit-tul
| Metodu ta 'sterilizzazzjoni | Titanju | Stainless Steel |
| Autoclave (fwar) | Eċċellenti; l-ebda bidla fil-wiċċ | Eċċellenti; teħtieġ kontroll tal-passivazzjoni |
| Kimika (E.g., Glutaraldehyde) | L-ebda effett negattiv | Jista 'jaċċellera l-pitting jekk klorur ikkontaminat |
| Irradjazzjoni gamma | L-ebda impatt fuq il-proprjetajiet mekkaniċi | Ossidazzjoni ħafifa tal-wiċċ possibbli |
- Titanju esebiti Rilaxx minimu tal-joni (< 0.1 µg / cm² / jum) u toħroġ a Rispons ħafif ta 'korp barrani, jiffurmaw irqiq, Kapsula fibruża stabbli.
- 316L ss rilaxxi ħadid, kromju, joni tan-nikil b'rati ogħla (0.5–2 µg / cm² / jum), potenzjalment jipprovoka infjammazzjoni lokali f'każijiet rari.
9. Applikazzjonijiet ta 'Titanium vs Stainless Steel
Azzar li ma jissaddadx vs titanju It-tnejn huma materjali tal-inġinerija użati ħafna għar-reżistenza u s-saħħa tal-korrużjoni tagħhom,
Iżda l-oqsma tal-applikazzjoni tagħhom ivarjaw b'mod sinifikanti minħabba differenzi fil-piż, spiża, Propjetajiet mekkaniċi, u bijokompatibilità.
Applikazzjonijiet tat-titanju
Aerospazjali u avjazzjoni
- Airframes u komponenti tal-irkaptu tal-inżul
- Partijiet tal-magna bil-ġett (Xfafar tal-kompressur, cassing, diski)
- Strutturi u qfieli tal-vetturi spazjali
Raġunament: Proporzjon għoli ta 'saħħa għal piż, Reżistenza eċċellenti għall-għeja, u reżistenza għall-korrużjoni f'ambjenti estremi.
Mediku u dentali
- Impjanti ortopediċi (Sostituzzjonijiet tal-ġenbejn u tal-irkoppa)
- Impjanti u abutments dentali
- Strumenti kirurġiċi
Raġunament: Bijokompatibilità eċċezzjonali, Non-tossiċità, u reżistenza għall-fluwidi tal-ġisem.
Marine u Offshore
- Bwieq sottomarini
- Skambjaturi tas-sħana u tubi tal-kondensatur fl-ilma baħar
- Pjattaformi taż-żejt u tal-gass barra mill-kosta
Raġunament: Reżistenza għall-korrużjoni superjuri f'ambjenti b'ħafna klorur u ilma mielaħ.
Industrija tal-Ipproċessar Kimiku
- Reatturi, bastimenti, u pajpijiet għall-immaniġġjar ta 'aċidi korrużivi (E.g., idrokloriku, Aċidu sulfuriku)
Raġunament: Inerti għal ħafna kimiċi u aġenti ossidanti f'temperaturi għoljin.
Oġġetti tal-Isport u tal-Konsumatur
- Biċikli ta 'prestazzjoni għolja, Klabbs tal-golf, u arloġġi
Raġunament: Ħafifa, durabbli, u estetika premium.
Applikazzjonijiet ta 'l-istainless steel
Arkitettura u kostruzzjoni
- Kisi, poġġamani, Travi strutturali
- Tisqif, Bibien tal-lift, u pannelli tal-faċċata
Raġunament: Appell estetiku, Reżistenza għall-korrużjoni, u saħħa strutturali.
Industrija tal-Ikel u x-Xorb
- Tagħmir għall-ipproċessar tal-ikel, Tankijiet, u bjar
- Tagħmir tal-birrerija u tal-ħalib
Raġunament: Wiċċ iġjeniku, Reżistenza għall-aċidi tal-ikel, faċli biex sterilizza.
Apparat u għodda mediċi
- Strumenti kirurġiċi (Scalpels, forceps)
- Tagħmir u Trejs tal-Isptar
Raġunament: Ebusija għolja, Reżistenza għall-korrużjoni, u faċilità ta 'sterilizzazzjoni.
Industrija tal-Karozzi
- Sistemi ta 'l-egżost, aqta ', u qafliet
- Tankijiet tal-fjuwil u frejms
Raġunament: Reżistenza għall-korrużjoni, Formabilità, u spiża moderata.
Tagħmir industrijali u proċessar kimiku
- Bastimenti tal-pressjoni, Skambjaturi tas-sħana, u tankijiet
- Pompi, valvi, u sistemi tal-pajpijiet
Raġunament: Reżistenza ta 'temperatura għolja u reżistenza għal firxa wiesgħa ta' kimiċi.
10. Vantaġġi u liżvantaġġi ta 'Titanium vs Stainless Steel
It-tnejn azzar li ma jissaddadx u titanju joffru reżistenza u saħħa eċċellenti ta 'korrużjoni, Iżda jiddevjaw f'żoni bħal spiża, piż, makkinabilità, u bijokompatibilità.
Vantaġġi tat-titanju
- Proporzjon għoli ta 'saħħa għal piż
It-titanju huwa dwar 45% eħfef mill-istainless steel waqt li joffri saħħa komparabbli jew saħansitra superjuri. - Reżistenza eċċellenti għall-korrużjoni
Speċjalment reżistenti għall-kloruri, ilma mielaħ, u ħafna aċidi aggressivi - ideali għal ambjenti tal-baħar u kimiċi. - Bijokompatibilità superjuri
Mhux tossiku, Mhux reattiv bi fluwidi tal-ġisem - preferuti f'impjanti mediċi u applikazzjonijiet kirurġiċi. - Għeja u reżistenza creep
Twettaq sew taħt tagħbija ċiklika u stress ta 'temperatura għolja maż-żmien. - Stabbiltà Termali
Iżomm il-proprjetajiet mekkaniċi f'temperaturi elevati (>400° C.) aħjar mill-biċċa l-kbira tal-azzar li ma jissaddadx.
Żvantaġġi tat-titanju
- Spiża għolja
Il-materja prima u l-ispejjeż tal-ipproċessar huma sinifikament ogħla mill-istainless steel (sa 10 × jew aktar). - Diffikultà għall-magna u weldjata
Konduttività termali baxxa u mġieba ta 'webkira tax-xogħol iżidu l-użu tal-għodda u jeħtieġu tekniki speċjalizzati. - Disponibbiltà limitata ta 'ligi
Anqas gradi kummerċjali u għażliet ta 'liga meta mqabbla mal-familja tal-istainless steel. - Reżistenza baxxa għall-ilbies
F'kundizzjonijiet mhux miksijin, Titanium jista 'jilbes taħt kundizzjonijiet intensivi fil-frizzjoni.
Vantaġġi ta 'l-istainless steel
- Kosteffikaċi
Disponibbli b'mod wiesa 'u ferm irħas minn titanju, partikolarment fi gradi bħal 304 jew 430. - Reżistenza eċċellenti għall-korrużjoni
Speċjalment f'ambjenti ossidanti u aċidi ħfief; gradi bħal 316 Excel f'ambjenti b'ħafna klorur. - Saħħa għolja u ebusija
Kapaċità tajba li ġġorr it-tagħbija b'għażliet imfassla għall-ebusija, duttilità, jew saħħa. - Propjetajiet ta 'fabbrikazzjoni tajba
Iwweldjat mill-ewwel, Makinat, u ffurmati bl-użu ta 'għodod standard - ideali għal produzzjoni ta' volum għoli. - Ligi u finituri versatili
Għexieren ta 'gradi kummerċjali u finituri tal-wiċċ għal applikazzjonijiet varji.
Żvantaġġi ta 'l-istainless steel
- Itqal mit-titanju
Kważi 60% Denser - mhux xiwibbli għal applikazzjonijiet sensittivi għall-piż (E.g., aerospazjali, impjanti). - Suxxettibilità għall-pitting tal-klorur
Speċjalment fi gradi aktar baxxi (E.g., 304) F'ambjenti tal-baħar jew tal-isprej tal-melħ. - Bijokompatibilità aktar baxxa (Xi gradi)
Jista 'jikkawża reazzjonijiet allerġiċi jew nikil tal-lissija - inqas preferut f'apparat impjantabbli fit-tul. - Manjetiżmu (F’xi gradi)
Azzar tal-istainless steel ferritiku u martensitiku jista 'jkun manjetiku, li jistgħu jinterferixxu f'applikazzjonijiet sensittivi.
11. Standards, Speċifikazzjonijiet & Ċertifikazzjoni
Standards tat-titanju
- ASTM F136: Ti-6al -4v Eli għall-impjanti
- AMS 4911: Titanju aerospazjali
- ISO 5832-3: Impjanti - titanju mhux allokat
Standards tal-istainless steel
- ASTM A240: Platt, folja
- ASTM A276: Bars u vireg
- Fi 10088: Gradi tal-istainless steel
- ISO 7153-1: Strumenti kirurġiċi
12. Tabella ta 'Tqabbil: Titanium vs Azzar Stainless
| Proprjetà / Karatteristika | Titanju (E.g., Ti-6al-4v) | Stainless Steel (E.g., 304, 316, 17-4PH) |
| Densità | ~ 4.5 g / cm³ | ~ 7.9 - 8.1 g / cm³ |
| Saħħa speċifika (Saħħa għal piż) | Għoli ħafna | Moderat |
| Qawwa tat-tensjoni | ~ 900–1,100 MPa (Ti-6al-4v) | ~ 500–1,000 MPa (jiddependi fuq il-grad) |
| Saħħa tar-rendiment | ~ 830 MPa (Ti-6al-4v) | ~ 200–950 MPa (E.g., 304 sa 17-4ph) |
| Modulu elastiku | ~ 110 GPa | ~ 190–210 GPa |
| Reżistenza għall-korrużjoni | Eċċellenti (speċjalment fil-kloruri u l-ilma baħar) | Eċċellenti (tvarja skont il-grad; 316 > 304) |
| Saff ta 'ossidu | Tio₂ (stabbli ħafna u fejqan innifsu) | Cr₂o₃ (protettiv imma suxxettibbli għal pitting fil-kloruri) |
| Ebusija (Hv) | ~ 330 HV (Ti-6al-4v) | ~ 150–400 hv (grad dipendenti) |
| Konduttività termali | ~ 7 w / m · k | ~ 15–25 w / m · k |
Punt ta 'tidwib |
~ 1,660 ° C. | ~ 1,400–1,530 ° C. |
| Weldabilità | Sfida; teħtieġ atmosfera inerta | Ġeneralment tajjeb; kura meħtieġa biex tevita s-sensitizzazzjoni |
| Makkinabilità | Diffiċli; jikkawża l-ilbies tal-għodda | Aħjar; Speċjalment bi gradi ta 'magna ħielsa |
| Bijokompatibilità | Eċċellenti; Ideali għall-impjanti | Tajjeb; Użat f'għodod kirurġiċi u impjanti temporanji |
| Propjetajiet manjetiċi | Mhux manjetiku | Austenitic: mhux manjetiku; Martensitic: manjetiku |
| Spiża (Materja prima) | Għoli (~ 5–10 × azzar li ma jissaddadx) | Moderat |
| Riċiklamat | Għoli | Għoli |
13. Konklużjoni
Titanju u l-istainless steel kull wieħed għandhom vantaġġi distinti. It-titanju huwa ideali fejn saħħa ħafifa, Reżistenza għall-għeja, jew il-bijokompatibilità huma kritiċi għall-missjoni.
Azzar li ma jissaddadx, B'kuntrast, joffri proprjetajiet mekkaniċi versatili, fabbrikazzjoni faċli, u effiċjenza fl-ispiża.
L-għażla tal-materjal għandha tkun speċifika għall-applikazzjoni, Meta tikkunsidra mhux biss il-prestazzjoni, iżda wkoll spiża fit-tul, manifattura, u standards regolatorji.
Approċċ ta 'spejjeż totali ta' sjieda spiss jiżvela l-valur veru tat-titanju, partikolarment f'ambjenti eżiġenti.
FAQs
Huwa titanju aktar b'saħħtu mill-istainless steel?
It-titanju għandu ogħla saħħa speċifika (Proporzjon ta 'saħħa għal piż) minn azzar li ma jissaddadx, fis-sens tipprovdi aktar saħħa għal kull massa ta 'unità.
Madankollu, uħud Gradi tal-istainless steel imwebbes (E.g., 17-4PH) Jista 'jaqbeż it-titanju f'saħħa tat-tensjoni assoluta.
Huwa manjetiku tal-istainless steel waqt li t-titanju mhux?
IVA. Azzar li ma jissaddadx awstenitiku (E.g., 304, 316) mhumiex manjetiċi, Iżda Martensitic u Ferritic Il-gradi huma manjetiċi.
Titanju, B'kuntrast, IS mhux manjetiku, tagħmilha ideali għal applikazzjonijiet bħal apparat mediku kompatibbli mal-MRI.
Kemm it-titanju kif ukoll l-istainless steel jiġu wweldjati?
IVA, Iżda b'rekwiżiti differenti. Azzar li ma jissaddadx huwa aktar faċli biex iwweldja bl-użu ta 'metodi standard (E.g., TIG, Jien).
Iwweldjar tat-titanju teħtieġ a atmosfera kompletament inerta (Shielding tal-Argon) Biex tevita kontaminazzjoni u embrittlement.
Liema materjal huwa aħjar għal applikazzjonijiet ta 'temperatura għolja?
Azzar li ma jissaddadx, partikolarment Gradi reżistenti għas-sħana bħal 310 jew 446, Twettaq tajjeb f'temperaturi għoljin sostnuti.
Titanju jirreżisti ossidazzjoni sa ~ 600 ° C, Iżda l-proprjetajiet mekkaniċi tagħha jiddegradaw lil hinn minn dan.
It-titanju u l-istainless steel jistgħu jintużaw flimkien fl-assemblaġġi?
Attenzjoni hija avżata. Korrużjoni galvanika jista 'jseħħ meta t-titanju u l-istainless steel ikunu f'kuntatt fil-preżenza ta' elettrolit (E.g., ilma), Speċjalment jekk l-istainless steel huwa l-materjal anodiku.
