Nhôm vs. Titan: Kim loại nhẹ nào thắng？

1. Giới thiệu

Nhôm vs. Xếp hạng Titan trong số các kim loại kỹ thuật quan trọng nhất, mỗi ứng dụng cụ thể trong các ứng dụng cụ thể.

Nhôm mật độ thấp và độ dẫn điện tuyệt vời làm cho nó phổ biến trong thân máy bay, Khung ô tô, và trao đổi nhiệt.

Titanium từ Sức mạnh vượt trội, Kháng mệt mỏi, và khả năng tương thích sinh học phù hợp với các thành phần động cơ máy bay, Cấy ghép y tế, và thiết bị xử lý hóa học.

Bằng cách so sánh các kim loại này trên cơ học, nhiệt, hóa chất, thuộc kinh tế, và kích thước môi trường, Các kỹ sư có thể chọn tài liệu tối ưu cho các ứng dụng yêu cầu.

2. Thành phần hóa học và phân loại

• Nhôm (Al, Số nguyên tử 13): Thuộc về nhóm 13, đặc trưng bởi cấu trúc tinh thể khối tập trung vào mặt.
  Nhôm tinh khiết (99.9%+) là mềm, Nhưng hợp kim với các yếu tố như đồng (Cu), magie (Mg), hoặc silicon (Và) Mở khóa tính chất cơ học đa dạng.
• Titan (Của, Số nguyên tử 22): Một nhóm 4 chuyển tiếp kim loại với một hình lục giác đóng gói (Một) hoặc khối tập trung vào cơ thể (b) kết cấu.
  Titan thuần túy (Lớp 1 trận4) là dễ uốn, Trong khi các hợp kim như Ti-6al-4V (Cấp 5) Kết hợp nhôm (Al) và vanadi (V) cho sức mạnh vượt trội.

Gia đình hợp kim chính

3. Tính chất vật lý của nhôm VS. Titan

4. Hiệu suất cơ học của nhôm VS. Titan

Hiệu suất cơ học xác định cách vật liệu phản ứng dưới tải, sự va chạm, và căng thẳng theo chu kỳ.

Trong phần này, Chúng tôi so sánh độ bền kéo, Độ cứng, độ dẻo, độ cứng, Mệt mỏi, và khả năng chống creep cho nhôm đại diện VS. hợp kim titan.

Độ bền kéo và sức mạnh năng suất

Hợp kim nhôm thường cung cấp sức mạnh vừa phải. Ví dụ, 6061-T6 đạt được độ bền kéo (Uts) của khoảng 310 MPA và sức mạnh năng suất (0.2 % bù lại) của 275 MPA.

Ngược lại, Ti-6al-4V (Cấp 5) Cung cấp UTS gần 900 MPA với sức mạnh năng suất xung quanh 830 MPA.

Ngay cả các biến thể nhôm có độ bền cao như 7075-T6 (Uts ≈ 570 MPA) Không thể phù hợp với hiệu suất cao nhất của Titanium.

Mô đun đàn hồi và độ cứng

Độ cứng, được xác định bởi mô đun đàn hồi (E), chi phối độ lệch dưới tải.

Mô đun nhôm (~ 69 GPA) làm cho nó tương đối linh hoạt, có thể có lợi cho giảm chấn rung nhưng hạn chế độ cứng cấu trúc.

Titan, với e ≈ 110 GPA, giảm độ lệch 60 % dưới tải so sánh, cho phép thiết kế nhẹ hơn trong các ứng dụng căng thẳng cao.

Độ dẻo và độ cứng

Nhôm vượt trội trong độ dẻo 12Mạnh17 % Trước khi gãy xương, tạo ra bản vẽ sâu và hấp thụ năng lượng vùng va chạm trong các cấu trúc ô tô.

TI-6AL-4V hỗ trợ 10–15 % kéo dài, trong khi đạt được độ cứng của brinell 330 HB so với 95 HB cho 6061-T6.

Sự kết hợp của Titanium về độ dẻo tốt và độ cứng cao củng cố việc sử dụng nó trong các thành phần quan trọng mệt mỏi.

Sức mạnh mệt mỏi

Cuộc sống mệt mỏi xác định độ bền của một thành phần khi tải theo chu kỳ.

6061-Nhôm T6 thể hiện giới hạn độ bền xung quanh 95Mạnh105 MPa (R = Tiết1), Trong khi TI-6AL-4V đạt đến 400MP450 MPa trong các mẫu vật được đánh bóng.

Sức mạnh mệt mỏi cao hơn rõ rệt của titan giải thích sự phổ biến của nó trong máy móc quay, Phụ kiện khung máy bay, và cấy ghép y sinh chịu hàng triệu chu kỳ tải.

Khả năng chống creep

Creep, biến dạng tiến triển dưới sự căng thẳng bền vững ở nhiệt độ cao, các hợp kim nhôm ở trên 150 ° C., làm cho chúng không phù hợp cho dịch vụ nhiệt độ cao lâu dài.

Ngược lại, TI-6AL-4V chịu được 400Mạnh600 ° C. với creep không đáng kể qua hàng ngàn giờ, làm cho nó không thể thiếu đối với các thành phần động cơ phản lực và ống lưu chuyển nhiệt.

Bảng tóm tắt

5. Kháng ăn mòn & Sự ổn định môi trường

Lớp oxit thụ động: Tuyến phòng thủ đầu tiên

Nhôm

Nhôm hình thành a Lớp nano al₂o₃ (2Dày 5nm) Trong vòng vài giây sau khi tiếp xúc với không khí, chặn oxy và độ ẩm từ ma trận kim loại.

Bộ phim này là tự chữa lành—Cratches hoặc trầy xước kích hoạt cải cách ngay lập tức, làm cho nhôm có khả năng chống ăn mòn trong khí quyển cao.

• Cơ chế: Crom, magie, hoặc silicon trong hợp kim (VÍ DỤ., 6061-T6) Tăng cường độ bám dính oxit, Nhưng nhôm tinh khiết (Cấp 1100) chỉ dựa vào tính toàn vẹn của al₂o₃.
• Giới hạn: Bộ phim xốp cho các ion clorua (Cl⁻), dẫn đến ăn mòn rỗ trong môi trường mặn.
  Anodizing làm dày lớp 15Mùi25 μm, tăng cường sức đề kháng xịt muối từ 500 giờ (nhôm trần) ĐẾN 1,000+ giờ (ASTM B117), mặc dù nó vẫn dễ bị ăn mòn theo kẽ hở dưới miếng đệm hoặc ốc vít.

Titan

Titan phát triển một chất mỏng hơn nhưng dày đặc hơn Lớp tio₂ (1Mạnh3 nm), mà trơ hóa hóa học và mạnh mẽ về mặt cơ học.

Bộ phim này chịu trách nhiệm cho sự kháng cự huyền thoại của Titanium:

• Cơ chế: Lớp TiO₂ ổn định về mặt nhiệt động lực học lên đến 600° C., với sức mạnh điện môi của 30 Mv/m,
  vượt xa Al₂o₃ (15 Mv/m). Ngay cả trong muối nóng chảy, nó cải cách ngay lập tức sau khi thiệt hại.
• Ưu thế: Ti-6al-4V vượt qua 5,000+ giờ Trong các xét nghiệm xịt muối, nhiều lần so với nhôm anod hóa, không có sự rỗ hoặc hình thành quy mô,
  làm cho nó trở thành kim loại không tráng duy nhất phù hợp cho nước biển dài hạn.

Môi trường biển và clorua

Trong nước biển, Hợp kim nhôm (Đặc biệt là sê -ri 5xxx và 6xxx) bị ăn mòn rỗ sau khi nồng độ clorua vượt quá vài trăm ppm trừ khi chúng nhận được lớp phủ anốt hoặc hữu cơ.

Titanium vượt trội ở đây: Cấp 2 và TI-6AL-4V vẫn không bị rỗ trong nước biển đầy đủ, Nhờ sự ổn định đáng chú ý của Tio₂.

Lợi thế này làm cho Titanium trở thành vật liệu được lựa chọn cho các nhà máy khử muối, Phần cứng hàng hải, và đầu nối dưới đất.

Môi trường có tính axit và kiềm

Nhôm hòa tan trong axit mạnh (PH < 4) và cơ sở mạnh mẽ (PH > 9) trừ khi được đối xử đặc biệt.

Ví dụ, 6061-T6 chịu đựng nước mưa có tính axit nhẹ nhưng giảm nhanh các dung dịch sunfuric hoặc natri hydroxit đậm đặc.

Ngược lại, titan đứng lên với cả hai axit mạnh (VÍ DỤ., HCl, H₂so₄) và dung dịch kiềm ở nhiệt độ môi trường xung quanh, với điều kiện không có tác nhân oxy hóa có mặt.

Cân nhắc ăn mòn điện

Khi nhôm tiếp xúc với kim loại cao quý hơn (chẳng hạn như titan hoặc thép không gỉ) trong một chất điện phân, nó đóng vai trò là đối tác anốt và ăn mòn ưu tiên.

Các nhà thiết kế phải cách nhiệt các khớp kim loại không giống nhau, Chất niêm phong, hoặc lớp phủ rào cản - để ngăn chặn cuộc tấn công điện nhanh vào các thành phần nhôm.

Sự ổn định lâu dài và phương pháp điều trị bề mặt

Qua nhiều năm phục vụ, Phim nhôm oxit vẫn còn mỏng nhưng có thể bị các cuộc tấn công cục bộ; Tái tính định kỳ hoặc tái định kỳ giúp duy trì sự bảo vệ.

Lớp oxit Titanium từ vẫn ổn định vô thời hạn, ngay cả dưới nhiệt độ theo chu kỳ 550 ° C., với nguy cơ tối thiểu của Spallation.

Cho môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như lò đốt chất thải hoặc lò phản ứng hóa học tích cực,

Các kỹ sư thường áp dụng các lớp bổ sung (VÍ DỤ., Sơn polymer trên nhôm, thuốc xịt nhiệt gốm trên titan) để cung cấp thêm một rào cản chống xói mòn và tiếp xúc với hóa chất.

6. Chế tạo và khả năng gia công: Sự phức tạp tương phản và khả năng tiếp cận

Chế tạo và khả năng máy móc của nhôm VS. Titan phân kỳ đáng kể, được thúc đẩy bởi các tính chất vật lý và hóa chất hợp kim của chúng.

Nhôm, điểm nóng chảy thấp và độ linh hoạt cho phép hiệu quả chi phí, Sản xuất khối lượng lớn,

Trong khi khả năng phục hồi và phản ứng nhiệt độ cao của Titanium,, tác động đến cả độ phức tạp sản xuất và khả năng sử dụng cuối.

Đúc và rèn: Khả năng mở rộng so với. Chuyên môn

Nhôm: Nhà vô địch sản xuất hàng loạt

• Sự thống trị đúc: Với một điểm nóng chảy của 660° C."Thấp nhất trong số các kim loại kỹ thuật phổ biến, dầu nhôm vượt trội trong Đúc cát, chết đúc, Và Đúc đầu tư.
  Chết đúc, đặc biệt, đạt được hình học phức tạp (Độ dày tường mỏng như 0.8 mm) ở tốc độ lên đến 100 chu kỳ/giờ, Lý tưởng cho các khối động cơ ô tô (VÍ DỤ., Nhôm A356, trị giá: $2Mạnh5/kg).
• Giả mạo hiệu quả: Nóng rèn tại 400Mùi500 ° C. sản xuất các thành phần cường độ cao như xương sườn cánh (7075-T6), với cuộc sống chết vượt quá 10,000 chu kỳ Do mặc công cụ thấp.
  Lạnh rèn thêm tăng cường bề mặt (RA ≤0,8 m) Đối với hàng tiêu dùng như khung điện thoại thông minh.

Titan: Chuyên về tinh khiết cao, Các bộ phận căng thẳng cao

• Thử thách: Titanium từ 1,668° C Điểm nóng chảy cần thiết đúc chân không để ngăn ngừa ô nhiễm oxy/nitơ, cái nào sẽ bao trùm kim loại.
  Điều này làm tăng chi phí thiết bị bằng cách 300% So với nhôm, với cuộc sống nấm mốc giới hạn 1,000Chu kỳ5.000 chu kỳ (VÍ DỤ., Vỏ tuabin TI-6AL-4V, trị giá: $30Mạnh100/kg).
• Rèn Yêu cầu: Nóng rèn tại 900Mạnh1.000 ° C. Trong khí quyển được kiểm soát hình dạng các thành phần cường độ cao như thiết bị hạ cánh máy bay,
  Nhưng chi phí công cụ là 10x cao hơn hơn nhôm, và năng suất vật liệu giảm xuống 60–70% Do khả năng chống biến dạng cao.

Hàn và gia công: Kỹ thuật và sự đánh đổi

Hàn: Độ chính xác so với. Sự bảo vệ

• Hàn nhôm:

• • Phương pháp: TÔI (Gawn) và Tig (GTAW) là tiêu chuẩn, Sử dụng kim loại phụ như 4043 (Al-si) hoặc 5356 (Al-mg).
    Tốc độ hàn 1–2 m/tôi, Nhưng rủi ro độ xốp (từ hydro hòa tan) yêu cầu bề mặt sạch và làm nóng trước (100–150 ° C cho các phần dày).
  • Trị giá: $50Mạnh100 mỗi giờ, Với điều trị nhiệt sau hàn (cho 7075-T6) thêm 15–20% đến thời gian xử lý.

• Hàn titan:

• • Phương pháp: Hàn tig dưới hàn argon hoặc electron thuần túy trong chân không Ổn định pha từ oxy (làm giảm độ dẻo).
    Tốc độ hàn là 30% chậm hơn hơn nhôm, và kim loại phụ (VÍ DỤ., Dây TI-6AL-4V, $50/kg) đắt hơn 5 lần.
  • Trị giá: $200Cấm300 mỗi giờ, với kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt (VÍ DỤ., Kiểm tra tia X cho 100% của các mối hàn hàng không vũ trụ).

Gia công: Tốc độ so với. Quản lý nhiệt

• Khả năng gia công bằng nhôm:

• • Thuận lợi: Độ dẫn nhiệt cao (205 W/m · k) làm tan nhiệt hiệu quả, cho phép gia công tốc độ cao với Công cụ HSS Tại 200Mùi300 m/i (Tốc độ cắt).
    Độ nhám bề mặt thấp như Ra 0.4 μm có thể đạt được với các nhà máy kết thúc cacbua, Lý tưởng cho các bộ phận chính xác như tản nhiệt.
  • Cuộc sống công cụ: Các phương tiện làm việc cứng làm việc tối thiểu có nghĩa là thay thế công cụ xảy ra 5–8 giờ trong hoạt động liên tục, thấp hơn đáng kể so với Titanium từ 1 giờ2 giờ.

• Khả năng gia công titan:

• • Thách thức: Độ dẫn nhiệt thấp (16 W/m · k) Bẫy nhiệt ở giao diện công cụ-công cụ, tăng hao mòn công cụ bằng cách 50%.
    Tốc độ gia công bị hạn chế 50–80 m/tôi, Và chỉ Công cụ cacbua hoặc gốm (trị giá: $100+/chèn) có thể chịu được lực lượng cắt cao (20% cao hơn nhôm).
  • Nhu cầu làm mát: Chất làm mát áp suất cao (80Thanh100) là bắt buộc để ngăn chặn các cạnh tích hợp, tăng thời gian gia công bằng cách 30% và tiêu thụ chất lỏng bằng cách 40%.

Xử lý bề mặt: Nâng cao chức năng và hình thức

Xử lý bề mặt nhôm

• Anodizing: Một quá trình hiệu quả chi phí ($10Từ 20/mét) phát triển một lớp al₂o₃ xốp (5Mùi25 μm), cải thiện khả năng chống ăn mòn (Kháng phun muối: 1,000+ giờ) và cho phép màu sắc rực rỡ.
  Hồ sơ kiến ​​trúc (6063-T6) thường sử dụng anod hóa axit sunfuric cho độ bền và sức hấp dẫn thẩm mỹ.
• sơn tĩnh điện: Áp dụng ở 180 nhiệt200 ° C., nó cung cấp một kết thúc chống tia cực tím (5Bảo hành 10 năm) Đối với các thành phần ngoài trời như hàng rào nhôm, với độ bền bám dính vượt quá 5 N/mm.

Xử lý bề mặt Titan

• Nitriding huyết tương: Tăng cường độ cứng bề mặt để 1,0001.500 HV (vs. 350 HV cho Ti-6AL-4V được trồng), Quan trọng đối với các bộ phận chống hao mòn như trục bánh răng trong các ứng dụng biển.
  Trị giá: $50Tiết100/m2, Nhưng tuổi thọ tăng lên bởi 2x trong môi trường mài mòn.
• Lắng đọng hơi vật lý (PVD): Tiền gửi DLC (Carbon giống như kim cương) hoặc lớp phủ thiếc (5Mạnh10 μm) để giảm ma sát (Hệ số ≤0.2),
  Được sử dụng trong cấy ghép y tế titan để tăng cường khả năng tương thích sinh học và kháng mòn.

7. Tỷ lệ trọng lượng-mạnh và các ứng dụng cấu trúc

Sự thống trị hàng không vũ trụ

• Nhôm: Kiểm soát 70 Ném80% trọng lượng khung máy bay (VÍ DỤ., Boeing 737), với 2024-T3 được sử dụng cho da thân máy bay do chi phí và khả năng định dạng.
  Giới hạn: Làm mềm trên 150 ° C., đòi hỏi titan cho các bộ phận động cơ (VÍ DỤ., Ti-6al-4V trong tuabin Airbus A350, Hoạt động ở 500 ° C.).
• Titan: Tài khoản cho 15–20% trọng lượng máy bay hiện đại (Boeing 787), với độ cứng và sức cản mệt mỏi lý tưởng cho cánh và thiết bị hạ cánh, mặc dù là 60% nặng hơn nhôm.

Đánh đổi ô tô

• Nhôm: Thống trị các thùng pin EV (Mô hình Tesla y, 40% Tiết kiệm trọng lượng so với. Thép) và các tấm cơ thể (Audi A8, 40% nhẹ hơn thép), được thúc đẩy bởi chi phí ($20/kg cho các bộ phận được hình thành).
• Titan: Sử dụng thích hợp trong các thành phần hiệu suất cao như hệ thống ống xả (50% nhẹ hơn thép không gỉ, nhưng $ 1.000+/kg), giới hạn bởi chi phí nhưng có giá trị chống ăn mòn trong xe sang trọng.

8. Cân nhắc về chi phí và kinh tế

Nguyên liệu thô và chi phí xử lý

• Nhôm: Chi phí chính: $2Mạnh3/kg; tái chế: $1Mạnh2/kg (Dự trữ bauxite phong phú ở Úc, Trung Quốc).
• Titan: Miếng bọt biển titan: $30Mạnh60/kg; thanh hợp kim: $100Mạnh200/kg (phụ thuộc vào quặng rutile/ilmenite hiếm, 90% có nguồn gốc từ Úc và Nam Phi).

Kinh tế vòng đời

• BẢO TRÌ: Nhôm yêu cầu lớp phủ định kỳ (VÍ DỤ., anod hóa mỗi 10 năm, $50/Mấm), trong khi bộ phim thụ động Titanium từ giảm bảo trì 70% trong môi trường khắc nghiệt.
• Tính tái chế: Nhôm dẫn với 90% Tỷ lệ tái chế, Tiết kiệm 95% năng lượng so với. Sản xuất chính; Titanium tái chế tại 50–70%, Bị hạn chế bởi ô nhiễm hợp kim nhưng vẫn tiết kiệm 85% năng lượng.

9. Ứng dụng nhôm VS. Titan

Hàng không vũ trụ

• Nhôm Thống trị các thành phần cấu trúc lớn như da cánh, tấm thân máy bay, và dầm sàn.
  Mật độ thấp và khả năng định dạng tuyệt vời của nó cho phép các nhà sản xuất tạo ra ánh sáng, Các máy đùn phức tạp và các tổ hợp đinh tán được sử dụng trong các máy bay thương mại (VÍ DỤ., 2024-Hợp kim T3 và 6061-T6).
• Titan tìm thấy vị trí của nó trong môi trường nhiệt độ cao và độ cao cao, Đĩa máy nén, và các thành phần xả.
  TI-6AL-4V, cuộc sống mệt mỏi vượt trội và khả năng chống ăn mòn cho phép các phần tuabin chịu được nhiệt độ 600 ° C., nơi hợp kim nhôm sẽ làm mềm.

ô tô

• Nhôm tính năng rất nhiều trong các khối động cơ, Đầu xi lanh, bánh xe, và các tấm thân xe của những chiếc xe hiện đại, giảm khối lượng xe bằng nhiều như 100 KG trong các thiết kế chuyên sâu nhôm.
  Trong xe điện, Việc sử dụng nó trong vỏ pin và bộ trao đổi nhiệt đóng góp trực tiếp vào phạm vi mở rộng.
• Titan, trong khi tốn kém hơn, Xuất hiện trong hệ thống ống xả hiệu suất và lò xo van cho xe hiệu suất cao và đua xe.
  Việc sử dụng nó trong việc kết nối thanh và ốc vít mang lại sức mạnh và khả năng chịu nhiệt mà không bị phạt quá nhiều.

Y tế và y sinh

• Nhôm Làm cho các khung nhẹ cho thiết bị chẩn đoán và đồ nội thất bệnh viện nơi khả năng tương thích sinh học không quan trọng.
• Titan Đứng đối với sự thay thế của cấy ghép và thay thế đầu gối, Đồ đạc nha khoa, và thanh cột sống, vì phim tio₂ của nó ngăn chặn sự ăn mòn cơ thể và khuyến khích osseointegration.
  Cấp 5 Cấy ghép TI-6AL-4V thường xuyên trong nhiều thập kỷ qua in vivo.

Hàng hải và ngoài khơi

• Nhôm hợp kim (5Sê -ri XXX) Phục vụ trong các cấu trúc thượng tầng, Hulls của thủ công tốc độ cao, và cột buồm ăng ten hàng hải.
  Trọng lượng thấp của họ giúp cải thiện độ nổi và hiệu quả nhiên liệu, mặc dù họ yêu cầu lớp phủ bảo vệ chống lại nước mặn.
• Titan vượt trội trong đường ống nước biển, Nhiệt - ống lưu chuyển, và vỏ chìm, trong đó sự ăn mòn do clorua gây ra sẽ nhanh chóng làm suy giảm nhôm hoặc thép.
  Dịch vụ dài hạn của nó trong các nhà máy khử muối và các giếng dưới đất biện minh cho chi phí vật liệu cao cấp.

Thể thao và giải trí

• Nhôm Vẫn là vật liệu được lựa chọn cho khung xe đạp, Racquets quần vợt, và thiết bị cắm trại-kết hợp khả năng chi trả với tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng thuận lợi.
• Titan phục vụ cho thiết bị cao cấp: Đầu câu lạc bộ golf, Phân xe đạp cao cấp, và khung kính mắt.
  Trong các ứng dụng này, Người dùng giá trị phản ứng mệt mỏi mùa xuân Titanium, miễn dịch ăn mòn, Và cảm giác khác biệt.

Năng lượng và công nghiệp

• Nhôm thực hiện trong các vây lưu thông nhiệt, cuộn dây máy biến áp, và các đường truyền trên cao, trong đó độ dẫn điện và điện cao của nó cho thấy hiệu quả.
• Titan phục vụ trong các tàu chế biến hóa học, FLUE - Các đơn vị khử lưu huỳnh, và máy thu tập trung, Tận dụng khả năng chống tấn công axit và đạp xe nhiệt cho đến 600 ° C..

10. Tóm tắt lợi thế và bất lợi

Nhôm

• Thuận lợi: Trọng lượng thấp, độ dẫn cao, hiệu quả chi phí, dễ dàng tái chế, Khả năng định dạng tuyệt vời.
• Bất lợi: Cường độ nhiệt độ cao hạn chế, Kháng ăn mòn vừa phải, Các vấn đề Galvanic.

Titan

• Thuận lợi: Sức mạnh cao để cân nặng, Kháng ăn mòn nổi bật, Hiệu suất nhiệt độ cao, Khả năng tương thích sinh học.
• Bất lợi: Chi phí cao, chế tạo khó khăn, độ dẫn thấp hơn, Tái chế phức tạp hơn.

11. Bảng so sánh Tóm tắt của nhôm VS. Titan

12. Phần kết luận

Nhôm vs. Titanium chiếm vai trò bổ sung trong kỹ thuật: Nhôm cung cấp hiệu quả chi phí, Hiệu suất nhẹ cho các ứng dụng khối lượng lớn, Trong khi titan mang lại sức mạnh đặc biệt và khả năng chống ăn mòn đối với môi trường đòi hỏi.

Đi về phía trước, Tập trung nhôm, sẽ chuyển sang sản xuất xanh hơn và vật liệu tổng hợp tiên tiến, Trong khi Titanium sẽ áp dụng sản xuất phụ gia và hợp kim tiểu thuyết để giảm chi phí.

Cuối cùng, Chọn giữa chúng yêu cầu cân bằng các yêu cầu về hiệu suất, Hạn chế về ngân sách, và mục tiêu bền vững.

 

Câu hỏi thường gặp

Đó là nhẹ hơn, nhôm hoặc titan?

Nhôm nặng về 2.70 g/cm³, Trong khi titan là 4.51 g/cm³. Do đó, nhôm mang lại lợi thế trọng lượng đáng kể trong các ứng dụng trong đó giảm khối lượng là rất quan trọng.

Kim loại nào mạnh hơn?

Trong các hợp kim cấu trúc điển hình, Ti-6al-4V (Cấp 5 titan) đạt được sức mạnh kéo cuối cùng gần 900 MPA, trong khi các hợp kim nhôm có độ bền cao như 7075-T6 trên cùng xung quanh 570 MPA.

Những gì tốt hơn, nhôm hoặc titan?

• Nhôm chiến thắng cho trọng lượng thấp, Độ dẫn nhiệt/điện cao, dễ gia công và hàn,
  và chi phí thấp-lý tưởng cho khối lượng lớn, Ứng dụng nhiệt độ vừa phải (ví dụ. thân hình ô tô, Trao đổi nhiệt).
• Titan vượt trội trong sức mạnh cao, chống mệt mỏi, và vai trò chống ăn mòn, đặc biệt là ở nhiệt độ cao (lên đến 400 °600 ° C),
  làm cho nó trở thành vật liệu được lựa chọn cho các thành phần động cơ hàng không vũ trụ, Thiết bị xử lý hóa học, và cấy ghép y sinh.

Titanium hay nhôm đắt hơn?

Chi phí titan nhiều hơn đáng kể:

• Nguyên liệu thô: Nhôm chạy khoảng $ 2, $ 3 mỗi kg, Trong khi đó titan được bán với giá khoảng $ 15 $ 30 mỗi kg.
• Xử lý: Titanium từ nhu cầu tan chảy chân không, chuyên ngành rèn, và hàn-khí trơ tiếp tục làm tăng thêm tổng chi phí của nó 5Tiết10 × của một thành phần nhôm có thể so sánh.

Nhôm có dễ dàng hơn titan không?

Đúng. Hợp kim Titan (VÍ DỤ., Ti-6al-4V) thường đăng ký xung quanh 330 HB Trên thang độ cứng Brinell, trong khi hợp kim nhôm phổ biến (6061-T6, 7075-T6) rơi giữa 95Mạnh150 HB.

Titanium, độ cứng cao hơn và khả năng chống mài mòn có nghĩa là bề mặt nhôm sẽ bị trầy xước hoặc dễ dàng hơn trong các điều kiện tiếp xúc tương tự.