آیا تیتانیوم قوی تر از فولاد جعلی است

1. نسبت قدرت به وزن: تیتانیوم به طور قابل توجهی برتر است

این متمایزترین مزیت تیتانیوم است. در حالی که بسیاری از فولادهای جعلی بالاتر هستندمطلققدرت ، تیتانیوم است40-50 ٪ سبک تر(چگالی: 4.5 گرم در سانتی متر در مقابل 7.8 گرم در سانتی متر استیل). هنگامی که استحکام با وزن عادی می شود (به عنوان مثال ، نسبت قدرت به وزن) ، تیتانیوم با یک حاشیه گسترده از اکثر فولادهای جعلی بهتر عمل می کند:

تیتانیوم درجه 5 (TI-6AL-4V)(پرکاربردترین آلیاژ تیتانیوم): در حالت آنیل شده ، قدرت کششی 900 پوند MPa و قدرت عملکرد 850 MPa پوند دارد. نسبت قدرت به وزن آن تقریباً است2 برابر بالاتراز فولاد جعلی خفیف (به عنوان مثال ، فولاد A36: مقاومت کششی 550 مگاپاسکال ، قدرت عملکرد 250 مگاپاسکال) و1.5 برابر بالاتراز فولاد جعلی متوسط کربن (به عنوان مثال ، فولاد 1045: مقاومت کششی 700 مگاپاسکال ، قدرت عملکرد 400 مگاپاسکال).

حتی فولادهای جعلی با استحکام بالا (به عنوان مثال ، فولاد آلیاژ 4140 ، تحت فشار گرما به مقاومت کششی 1200 پوند MPa) نمی توانند با نسبت قدرت به وزن تیتانیوم مطابقت داشته باشند. چگالی بالاتر آنها باعث افزایش قدرت در استحکام مطلق می شود و باعث می شود تیتانیوم به عنوان انتخابی سبک تر و قوی تر انتخاب شود.

2. استحکام مطلق: فولاد جعلی می تواند قوی تر باشد

از نظرقدرت خام ، بدون وزن تنظیم شده(استحکام کششی یا عملکرد) ، بسیاری از فولادهای جعلی با گرما از عملکرد آلیاژهای تجاری تیتانیوم فراتر رفته اند:

فولادهای جعلی آلیاژ با استحکام بالا: به عنوان مثال ،4340 فولاد(مورد استفاده در دنده فرود هوافضا و قطعات اتومبیل با بار بالا) می تواند به استحکام کششی 1800 پوند MPa و قدرت عملکرد 1600 پوند MPa هنگام خاموش شدن و تسویه حساب برسد. این به مراتب بیشتر از قویترین آلیاژهای متداول تیتانیوم مانند درجه 19 (TI-15V-3CR-3SN-3AL) است که در صدر 1،300 پوند استحکام کششی است.

فولادهای جعلی تخصصی: فولادهای ابزار (به عنوان مثال ، H13) یا فولادهای ضد زنگ بارش (به عنوان مثال ، pH 17-4 ، تحت درمان با گرما) نیز به نقاط قوت مطلق 1،500-2000 پوند MPa دست می یابند و از تمام نمرات استاندارد تیتانیوم پیشی می گیرند.

info-443-444

info-439-440 info-443-444

3. عوامل زمینه ای که مقایسه "قدرت" را تغییر می دهند

فراتر از معیارهای قدرت خام ، عملکرد در دنیای واقعی اغلب تعریف می کند که کدام ماده برای یک مورد استفاده خاص "قوی تر" است:

محیط های خورنده: تیتانیوم مقاومت استثنایی در برابر خوردگی (به عنوان مثال ، در آب دریا ، مواد شیمیایی اسیدی یا اسپری نمکی) نشان می دهد ، بنابراین قدرت کامل خود را با گذشت زمان حفظ می کند. فولاد فولادی و حتی از جنس استنلس استیل و یا در چنین شرایطی تضعیف می شود و در چنین شرایطی تضعیف می شود و تیتانیوم را به عنوان "بادوام و قوی تر" برای استفاده طولانی مدت انتخاب می کند.

ثبات در دمای بالا: تیتانیوم قدرت تا 400-600 پوند (بسته به درجه) را حفظ می کند ، امافولادهای جعلی مقاوم در برابر گرما(به عنوان مثال ، فولاد ابزار H11) یا Superalloys مبتنی بر نیکل (که اغلب در کنار فولاد جعلی در برنامه های گرمای بالا استفاده می شوند) عملکرد بهتری بالاتر از 600 درجه دارند. در دماهای بالاتر ، تیتانیوم قدرت را نرم می کند و از دست می دهد ، در حالی که فولادهای مقاوم در برابر گرما استحکام را حفظ می کنند.

قدرت خستگی: تیتانیوم از مقاومت در برابر خستگی عالی (توانایی مقاومت در برابر استرس مکرر بدون خرابی) برخوردار است ، که برای کاربردهایی مانند اجزای هواپیما یا ایمپلنت های پزشکی بسیار مهم است. بسیاری از فولادهای جعلی حتی اگر مقاومت کششی استاتیک آنها بیشتر باشد ، قدرت خستگی کمتری دارند.

اگرنسبت قدرت به وزن ، مقاومت در برابر خوردگی یا قدرت خستگیبسیار مهم است (به عنوان مثال ، هوافضا ، ایمپلنت های پزشکی ، تجهیزات ورزشی) ، تیتانیوم "قوی تر" از بیشتر فولادهای جعلی است.

اگرقدرت مطلق و سنگین باراولویت (به عنوان مثال ، فریم های ماشین آلات صنعتی ، سخت افزار ساخت و ساز که در آن وزن بی ربط است) ، فولادهای جعلی با مقاومت با گرما قوی تر هستند.

هیچ "برنده" جهانی وجود ندارد-انتخاب بستگی به خواسته های خاص برنامه دارد.