Нержавеющая сталь против титана
Нержавеющая сталь против титана
Что такое нержавеющая сталь?
Нержавеющая сталь — это сплав железа с минимальным содержанием хрома 10,5%. На поверхности стали хром образует тонкий слой оксида, который известен как «пассивный слой». Это помогает предотвратить дальнейшую коррозию поверхности. Повышенное содержание хрома обеспечивает повышенную устойчивость к коррозии. Нержавеющая сталь дополнительно содержит различное количество углерода, кремния и марганца. Другие элементы, такие как никель и молибден, могут быть добавлены для придания других полезных свойств, таких как улучшенная формуемость и повышенная коррозионная стойкость. Для изменения характеристик нержавеющей стали ее комбинируют с одним или несколькими элементами.
Что такое титан?
Титан — это металлический элемент серебристо-серого цвета. Он имеет атомный номер 12 и символ Ti как химический элемент.
Разница между нержавеющей сталью и титаном?
Основное различие между нержавеющей сталью и титаном заключается в том, что титан — это металл, а нержавеющая сталь — это сплав металлов. Характеристики титана заложены в нем природой, в то время как характеристики нержавеющей стали создаются путем добавления в нее легирующих металлов.
Нержавеющую сталь предпочитают те отрасли промышленности, где вес имеет большее значение, чем прочность. Она очень хорошо подходит для таких специфических отраслей, как аэрокосмическая промышленность, где наряду с прочностью требуется меньшая плотность. Благодаря уникальным свойствам титана, обеспечивающим прочность и долговечность наряду с низкой плотностью, некоторые производители отдают ему предпочтение. Поэтому титану часто отдают предпочтение, когда вес является более важным фактором, чем прочность.
Титан дороже нержавеющей стали, что делает его нерентабельным для некоторых отраслей, где требуется большое количество продукции, например, для строительства. Поэтому, когда деньги являются важной частью уравнения, нержавеющая сталь выбирается вместо титана, если оба вещества считаются подходящими.
Титан чрезвычайно биосовместим, что означает, что он нетоксичен для человеческого организма. Он является отличным источником для изготовления таких заменяемых деталей, как протезы колена, имплантаты тазобедренного сустава, корпуса для кардиостимуляторов и черепно-лицевые пластины для человеческого тела. Поэтому он регулярно используется в медицинской промышленности. Он также полезен в стоматологической промышленности для изготовления зубных имплантатов — растущей области стоматологии. Титановый сплав широко используется для изготовления ювелирных изделий благодаря своей биосовместимости и легкости по сравнению с нержавеющей сталью.
Нержавеющая сталь обеспечивает формуемость и свариваемость, что позволяет легко придавать ей форму. Нержавеющая сталь популярна для использования в различных отраслях промышленности благодаря своему блестящему внешнему виду. Из нее изготавливают предметы домашнего обихода, такие как кухонные сковородки и кастрюли, а также медицинские изделия, такие как переносные тележки, раковины, стеллажи, столы и столешницы.
Титан очень устойчив к усталости, вызванной колебаниями температуры, в то время как нержавеющая сталь подвержена разрушению и усталости. Поэтому титан является лучшим выбором, когда колебания температуры приводят к экстремальным повышениям или понижениям.
Титан и нержавеющая сталь используются во многих отраслях промышленности по всему миру. Оба материала отличаются высокой прочностью, долговечностью и устойчивостью к коррозии. Как правило, выбор металла зависит от характера его использования.
Фушуньская специальная сталь LTD CO
Fushun Metal — крупный производитель и поставщик специальной стали. Мы являемся экспертами в области металлов и предоставляем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1998 года.
В Fushun Metal мы поставляем широкий спектр металлов для различных областей применения. Наша продукция/сток включает: нержавеющая сталь, легированная сталь, пружинная сталь, инструментальная сталь, быстрорежущая сталь, формовочная сталь, никелевый сплав.
Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая: прутки, трубы, листы и плиты. Мы можем нарезать металл по вашим точным спецификациям.
Отправьте нам информацию о вашем запросе и получите бесплатное предложение уже сегодня!
Титан против нержавеющей стали, в чем разница?
- Остин Пэн
- 6 января 2021
- Категория: Блог
Титан и нержавеющая сталь являются традиционными металлами, которые сегодня часто используются в обрабатывающей промышленности. Эти два металла по своей природе изысканны, и оба обладают уникальным набором свойств и прочностью. Следовательно, знание как титана, так и нержавеющей стали может иметь большое значение для достижения вашей цели в вашем проекте. Мы составили это подробное руководство, чтобы помочь вам отличить оба металла.
Давайте сравним 17 различий между титаном и нержавеющей сталью
Титан и нержавеющая сталь обладают превосходными характеристиками, которые отличают их друг от друга. Для простоты понимания мы проведем сравнение между титаном и нержавеющей сталью, используя разные свойства. Эти свойства включают элементный состав, коррозионную стойкость, электропроводность, теплопроводность, температуру плавления, твердость, вес и многое другое.
Титан против нержавеющей стали: состав элементов
Элементный состав — это характеристика, по которой можно отличить титан от нержавеющей стали. Для сравнения, коммерчески чистый титан содержит множество элементов, включая азот, водород, кислород, углерод, железо и никель. Имея титан в качестве основного элемента, состав других элементов варьируется от 0.013 до 0.5 процента.
С другой стороны, нержавеющая сталь состоит из разновидностей элементного состава с 11% хрома, а также других элементов с процентным составом от 0.
03% до более 1.00%. Содержание хрома в нержавеющей стали помогает предотвратить ржавчину, а также обеспечивает характеристики термостойкости. Эти элементы включают алюминий, кремний, серу, никель, селен, молибден, азот, титан, медь и ниобий.
Титан против нержавеющей стали: коррозионная стойкость
Когда дело доходит до применений, связанных с коррозией, существует термин, называемый специальными металлами. Эти специальные металлы обладают высокой коррозионной стойкостью. В этом контексте специальные металлы, такие как титан, обеспечивают высокую коррозионную стойкость и механическую стабильность, в то время как другие металлы, такие как нержавеющая сталь и многие другие, являются недостаточными. Материалы из нержавеющей стали обладают превосходными механическими свойствами; однако их коррозионная стойкость ограничена. Это ограничение в основном встречается в концентрированных кислотах при высоких температурах.
Специальные металлы, такие как титан, наиболее привлекательны для использования в чувствительном к коррозии оборудовании в различных отраслях промышленности.
В заключение, титан более устойчив к коррозии, чем нержавеющая сталь, в широкой области, такой как коррозия от щелочей, кислот, природных вод и промышленных химикатов.
Титан против нержавеющей стали: электропроводность
Электропроводность включает поток электронов через материал из-за падения потенциала. Кроме того, атомная структура такого металла сильно влияет на его электропроводность. По сравнению с использованием меди в качестве стандарта для измерения электропроводности, титан не является хорошим проводником. Он демонстрирует проводимость меди около 3.1%, в то время как нержавеющая сталь имеет проводимость меди 3.5%.
С другой точки зрения, электрическое сопротивление, которое противопоставляет материал потоку электронов. С этой точки зрения титан обладает плохой электропроводностью. В результате титан является хорошим резистором.
Титан против нержавеющей стали: теплопроводность
Теплопроводность — еще одна характеристика, которую можно использовать для сравнения титана и нержавеющей стали.
Теплопроводность — это мера, с которой титан и нержавеющая сталь могут использоваться для тепловых применений. В этом процессе измеряется и определяется количество энергии, а также скорость, с которой энергия поглощается и передается. Для сравнения, теплопроводность титана составляет 118 БТЕ-дюйм/час-фут²-°F.
С другой стороны, теплопроводность нержавеющей стали колеблется от 69.4 до 238 БТЕ-дюйм/час-фут²-°F. Это означает, что нержавеющая сталь обладает более высокой теплопроводностью по сравнению с титаном. В ситуации, когда теплопроводность имеет приоритет над другими характеристиками, то можно рассматривать нержавеющую сталь.
Титан против нержавеющей стали: температура плавления
Температура плавления материала, известная как точка плавления, представляет собой температуру, при которой материал начинает переходить из твердой фазы в жидкую. При этой температуре твердая фаза материала и жидкая фаза такого материала находятся в равновесии. Как только материал достигает этого температурного уровня, его можно легко формовать и использовать для термических применений.
В этом случае титан имеет температуру 1650–1670 °C (3000–3040 °F), а нержавеющая сталь — 1230–1530 °C (2250–2790 °F). Это показывает, что, когда для определения точки плавления требуется металл, титан предпочтительнее нержавеющей стали.
Титан против нержавеющей стали: твердость
Твердость материала — это сравнительная величина, которая помогает описать реакцию такого материала на травление, деформацию, царапание или вмятину вдоль поверхности материала. Эта мера в основном выполняется с использованием инденторных машин, которые существуют в большом количестве в зависимости от прочности материала. Для высокопрочных материалов производители или пользователи используют критерий твердости по Бринеллю.
Хотя твердость нержавеющей стали по Бринеллю сильно зависит от состава сплава и термической обработки, в большинстве случаев она тверже титана. Однако титан легко деформируется при вмятинах или царапинах. Чтобы избежать этого, титан образует оксидный слой, называемый слоем оксида титана, который образует исключительно твердую поверхность, сопротивляющуюся большинству сил проникновения.
Титан и нержавеющая сталь являются прочными материалами, которые отлично работают в суровых условиях.
Титан против нержавеющей стали: вес
Одним из важных поразительных различий между титаном и нержавеющей сталью является их плотность. Титан имеет превосходное соотношение прочности к весу, благодаря чему он обеспечивает почти такую же прочность, как нержавеющая сталь, при 40% своего веса. При измерении титан наполовину плотнее стали и значительно легче нержавеющей стали.
В результате титан жизненно важен для проектов, требующих минимального веса при максимальной прочности. Вот почему титан отлично подходит для изготовления деталей самолетов и других приложений, зависящих от веса. С другой стороны, сталь применяется в шасси транспортных средств и во многих других областях, но в большинстве случаев снижение веса часто вызывает озабоченность.
Титан против нержавеющей стали: долговечность
Долговечность материала — это его способность оставаться функциональными без использования чрезмерного ремонта или технического обслуживания всякий раз, когда материал сталкивается с проблемами нормальной эксплуатации в течение своего полураспада.
И титан, и нержавеющая сталь долговечны благодаря превосходным свойствам, которые они предлагают. Для сравнения, титан примерно в 3-4 раза прочнее нержавеющей стали. Это делает титан долговечным в течение нескольких поколений. Тем не менее, титан можно легко поцарапать, так как он требует регулярной полировки или рискует повредить его поверхность или потускнеть.
Титан против нержавеющей стали: обрабатываемость
Обрабатываемость — это сравнительная оценка, присваиваемая металлам для определения их реакции на механические нагрузки, включая фрезерование, токарную обработку, штамповку и многое другое. Эта оценка жизненно важна для проведения сравнений, чтобы определить лучший обрабатываемый материал для успеха вашего проекта. Кроме того, показатели обрабатываемости можно использовать для определения типа используемой механической обработки. Модуль упругости титана почему-то низкий, что говорит о том, что титан легко изгибается и деформируется. Это связано с трудностями обработки титана, поскольку он склеивает фрезы и предпочитает возвращаться к своей первоначальной форме.
С другой стороны, нержавеющая сталь имеет гораздо более высокий модуль упругости, что позволяет легко обрабатывать ее. В результате он используется в приложениях, включая кромки ножей, потому что он ломается и не сгибается под нагрузкой.
Титан против нержавеющей стали: формуемость
Когда материал проявляет пластическую деформацию, не повреждаясь при формовании, это называется формуемостью материала. Когда титан сравнивают с нержавеющей сталью, титан и его сплав можно формировать с использованием методов и оборудования, подходящих для нержавеющей стали. Однако титан обладает более низкой пластичностью при растяжении и требует больших радиусов изгиба.
Кроме того, титан имеет большую склонность к истиранию по сравнению с нержавеющей сталью и может быть исправлен с помощью горячей штамповки. Кроме того, может иметь место пружинение, в то время как подавляющее большинство титана изготавливается путем холодной или горячей штамповки с последующей горячей проклейкой для решения этой проблемы.
Титан против нержавеющей стали: свариваемость
Свариваемость, также известная как соединяемость, представляет собой способность материала к сварке. Титан и нержавеющая сталь можно сваривать, но один из двух металлов сваривается легче, чем другой. Свариваемость материала обычно используется для определения процесса сварки и для сравнения качества окончательного сварного шва с качеством другого материала. Для сравнения, нержавеющая сталь легче сваривается по сравнению с титаном. Это связано с тем, что сварка титана — это специальность внутри специальности. Хотя на первый взгляд сварка титана похожа на сварку стали, она требует высокого профессионализма.
Титан против нержавеющей стали: предел текучести
При сравнении предела текучести титана и нержавеющей стали интересно отметить, что нержавеющая сталь намного прочнее титана. Это интересное открытие противоречит распространенному заблуждению о том, что предел текучести титана выше, чем у большинства металлов.
В то время как титан только на одном уровне с нержавеющей сталью, он демонстрирует это при половине плотности нержавеющей стали. Вот почему титан считается одним из самых прочных металлов на единицу массы.
С другой стороны, нержавеющая сталь является идеальным материалом, когда проект требует общей прочности. В заключение, когда в проекте требуется только прочность, нержавеющая сталь является идеальным выбором, тогда как титан предпочтительнее, когда требуется прочность на единицу массы.
Титан против нержавеющей стали: прочность на растяжение
Предел прочности материала на растяжение является максимальным на инженерной кривой напряжения-деформации. Это максимальное напряжение, которое может выдержать материал при растяжении. Предельная прочность на растяжение в большинстве случаев сокращается до «прочности» или «предела прочности».
Когда металл достигает своего предела прочности на растяжение, материал подвергается сужению, при котором площадь поперечного сечения локально уменьшается.
При сравнении титан демонстрирует предел прочности при растяжении 230 МПа (31900 фунтов на квадратный дюйм), в то время как нержавеющая сталь имеет предел прочности при растяжении от 34.5 до 3100 МПа (5000–450000 фунтов на квадратный дюйм). Это значение показывает, что нержавеющая сталь имеет более высокий предел прочности при растяжении и поэтому предпочтительнее титана.
Титан против нержавеющей стали: прочность на сдвиг
Прочность материала на сдвиг — это его устойчивость к нагрузке сдвига до того, как компонент разрушится при сдвиге. Действие сдвига обычно происходит в направлении, параллельном направлению силы, действующей на плоскости. Напряжение сдвига титана составляет от 240 до 335 МПа в зависимости от свойств сплава, в то время как напряжение сдвига нержавеющей стали составляет от 74.5 до 597 МПа. Это показывает, что нержавеющая сталь является идеальным выбором в ситуациях, когда требуется высокая устойчивость к сдвигающей нагрузке.
Титан против нержавеющей стали: цвет
Когда дело доходит до цвета, титан и нержавеющая сталь могут выглядеть одинаково.
Титан и нержавеющая сталь в естественном состоянии представляют собой металлы серебристого цвета. Разница в том, что титан несколько темнее. В другом измерении и титан, и нержавеющая сталь могут выглядеть серыми, однако титан будет темнее, чем нержавеющая сталь.
Титан против нержавеющей стали: цена
С точки зрения стоимости титан относительно дороже нержавеющей стали. В результате титан становится более дорогостоящим для некоторых конкретных отраслей, включая строительную отрасль, где требуются большие количества. В ситуации, когда деньги являются важным фактором при частичном рассмотрении, нержавеющая сталь может быть выбрана вместо титана, если оба считаются подходящими.
Титан против нержавеющей стали: области применения
Титановые приложения
Титан используется в самых разных областях, включая легирующий элемент в стали для уменьшения размера зерна, а также в качестве раскислителя. Он также применяется в нержавеющей стали для снижения содержания углерода.
В промышленном пространстве титан в основном используется в следующих отраслях:
Аэрокосмическая индустрия
Титан широко применяется в аэрокосмической и морской промышленности, включая его использование в самолетах, военно-морских кораблях, ракетах, бронежилетах, космических кораблях и многом другом. Это связано с его сопротивлением усталости, высокой стойкостью к растрескиванию, высоким отношением прочности на растяжение к плотности, способностью выдерживать умеренно высокие температуры без ползучести и выдерживать высокую коррозионную стойкость.
Промышленное
Титан применяется в различных отраслях промышленности, включая теплообменники, клапаны, технологические сосуды в химической и нефтехимической промышленности. Его использование обусловлено высокой коррозионной стойкостью. Некоторые специфические сплавы титана используются в нефтяной и газовой никелевой гидрометаллургии и внутрискважинном применении из-за их коррозионной стойкости и высокой прочности.
Архитектурно-бытовой
Металлы титана применимы в самых разнообразных потребительских областях, включая автомобильную промышленность. Особенно автомобильные и мотоциклетные гонки, где требуется высокая прочность, жесткость и малый вес. Титан также используется во многих спортивных товарах, включая теннисные ракетки, клюшки для лакросса, крикет, хоккей, гольф-клубы, решетки для футбольных шлемов, велосипедные рамы и комплектующие. Они также используются в оправах для очков, которые очень дороги, но прочны, легки, долговечны и не вызывают кожной аллергии.
ювелирных изделий
Титан — популярный продукт, используемый в ювелирной промышленности из-за его долговечности, особенно в титановых кольцах. Химически титан инертен, что делает его более подходящим для людей, страдающих аллергией, или для тех, кто носит украшения в определенных условиях, таких как плавательные бассейны. В этой отрасли титан сплавляют с золотом, чтобы получить то, что продается как 24-каратное золото.
Даже в часовой промышленности в наши дни титан используется из-за его впечатляющих свойств, таких как легкий вес, долговечность, коррозионная стойкость и устойчивость к вмятинам.
Медицинская промышленность
Титан нетоксичен и широко применяется в медицине. Они используются в производстве хирургических инструментов и имплантатов, включая зубные имплантаты, тазобедренные суставы и гильзы.
Другие области применения включают производство наночастиц, используемых в электронике, а также доставку косметики и фармацевтических препаратов. Он также применим в производстве хирургических инструментов, используемых в хирургии под визуальным контролем, включая костыли, инвалидные коляски, а также другие инструменты, требующие малого веса и высокой прочности.
Хранение ядерных отходов
Благодаря высокой коррозионной стойкости титана титан используют для производства контейнеров для длительного хранения ядерных отходов. Несколько исследований титана подтвердили, что титан может быть использован для производства контейнеров, срок службы которых превышает 100,000 XNUMX лет.
В результате титан устанавливается поверх других контейнеров, чтобы сделать их долговечными.
Применение из нержавеющей стали
Архитектура
Нержавеющая сталь используется в зданиях из-за ее долговечности и эстетичности. Нержавеющая сталь используется в строительстве современных зданий – благодаря разработке высокопрочных марок нержавеющей стали, таких как дуплексные марки. Нержавеющая сталь обладает низкой отражательной способностью, поэтому ее используют в качестве кровельного материала в аэропортах, чтобы предотвратить ослепление пилотов.
Кроме того, это помогает поддерживать температуру поверхности крыши близкой к температуре окружающей среды. Они также используются для автомобильных и пешеходных мостов в виде труб, пластин или арматурных стержней.
Конверсия бумаги, целлюлозы и биомассы
Нержавеющая сталь широко применяется в целлюлозно-бумажной промышленности, чтобы избежать загрязнения продуктов железом. Это связано с его коррозионной стойкостью к различным химическим веществам, используемым в процессе производства бумаги.
Примером может служить использование дуплексной нержавеющей стали в варочных котлах для преобразования древесной щепы в древесную массу.
Переработка химикатов и нефтехимии
В химической и нефтехимической промышленности нержавеющая сталь широко используется в различных областях. Нержавеющая сталь используется из-за ее коррозионной стойкости к газообразным, водным и высокотемпературным средам.
Еда и напитки
Нержавеющая сталь является предпочтительным материалом для пищевой промышленности и производства напитков, особенно аустенитная (серия 300: типы 304 и 316). Они широко используются, поскольку не влияют на вкус пищевых продуктов и легко стерилизуются и очищаются для предотвращения бактериальной инвазии пищевых продуктов. Они также широко используются для производства посуды, коммерческих кухонь, пивоварения, мясопереработки и многого другого.
Энергия
Нержавеющая сталь обычно используется во всех типах электростанций, от солнечных до атомных.
Они идеально подходят в качестве механической опоры для энергоблока в ситуации, когда требуется проникновение жидкости или газа. Например, фильтры в охлаждающем оборудовании, опорные конструкции в электролизе, очистка горячего газа и многое другое.
Огнестрельное оружие
Нержавеющая сталь используется в некоторых видах огнестрельного оружия в качестве альтернативы вороненой или пакетированной стали. Например, некоторые модели пистолетов, включая Colt Пистолет М1911 и Smith and Wesson Model 60 полностью изготовлены из нержавеющей стали. Использование нержавеющей стали дает глянцевое покрытие, напоминающее никелирование. В отличие от никелирования, покрытие не подвержено шелушению, отслаиванию, истиранию или ржавчине при царапании.
Автомобили
Нержавеющая сталь используется в производстве автомобилей, автобусов, грузовиков и многих других. Они используются для труб, каталитических нейтрализаторов, выхлопных труб, коллекторов, глушителей и многого другого.
Нержавеющие стали используются в самых разных областях, включая шарики для устройств управления ремнями безопасности, пружины, щетки стеклоочистителей, крепежные детали и многое другое. Нержавеющая сталь также находит широкое применение в топливных баках самолетов и космических кораблей и во многих других областях. Это возможно благодаря его термической стабильности.
Медицинская промышленность
В основном медицинские и хирургические инструменты изготавливаются из нержавеющей стали из-за возможности стерилизации в автоклаве и долговечности. Кроме того, нержавеющая сталь используется в хирургических имплантатах, включая армирующие и замещающие кости. Они также используются в различных приложениях, таких как стоматология и многое другое.
3D печать
Нержавеющая сталь широко используется в 3D-печати. Чаще всего поставщики услуг 3D-печати имеют запатентованные смеси для спекания нержавеющей стали для использования в прототипировании. Наиболее часто используемая марка нержавеющей стали, используемая в 3D-печати, включает нержавеющую сталь 316L.
Сводная сравнительная таблица
Основываясь на нашем сравнении в разделе выше, мы представим сводную таблицу, которая поможет обобщить результаты. Ниже приведены наши сводные таблицы.
Титан против нержавеющей стали: часто задаваемые вопросы
Что приходит на ум дизайнерам, когда для проекта требуются прочные материалы, так это нержавеющая сталь и титан. Эти два металла представлены в широком ассортименте сплавов, обладающих широким спектром впечатляющих свойств. Чтобы помочь вам понять эти два металла и добиться успеха в проекте, мы представили полное руководство по свойствам, прочности и применению нержавеющей стали.
Взгляд на различия между титаном и нержавеющей сталью – CROSSTRAXX
Многие предприятия и отрасли промышленности используют титан и/или нержавеющую сталь в своей повседневной деятельности.
Основное различие между этими двумя веществами заключается в том, что титан — это металл, а нержавеющая сталь — металлический сплав. Продолжайте читать, чтобы лучше понять последствия этой разницы, а также составить более четкое представление о других различиях, существующих между титаном и нержавеющей сталью.
Металлический элемент титан имеет серебристо-серую окраску. Его атомный номер — 22, а символ химического элемента — Ti. Он предлагает высокое соотношение прочности к весу, создавая чрезвычайно прочное вещество. Титан также обладает высокой эффективностью теплопередачи и высокой устойчивостью к коррозии. В результате очень желательно использовать его в определенных отраслях, таких как строительство, где изменения температуры и элементы погоды могут оказывать неблагоприятное воздействие на компоненты конструкции.
Титан отличается высокой механической прочностью, что делает его чрезвычайно прочным. Его низкая плотность делает его легким, что повышает его востребованность в определенных отраслях.
Его коррозионная стойкость обнаруживается во многих областях, что делает его очень устойчивым к коррозии, создаваемой широким спектром щелочей, кислот, промышленных химикатов и природных вод.
Что такое нержавеющая сталь?
Нержавеющая сталь — это легированная сталь, что означает, что это сталь, объединенная с одним или несколькими элементами для изменения ее характеристик. Легирование относится к процессу смешивания более чем одного металла вместе. Что касается нержавеющей стали, она часто изготавливается из примерно десяти-тридцати процентов хрома и семидесяти процентов железа, чтобы придать ей коррозионную стойкость, а также способность хорошо выдерживать изменения температуры.
Когда в смесь добавляются другие элементы, это обычно делается для повышения способности стали сопротивляться коррозии или окислению. В некоторых случаях добавляется определенный элемент, чтобы стимулировать уникальные характеристики определенного типа нержавеющей стали.
Хотя они не всегда добавляются в легированную сталь, в смесь металлов иногда включают один или несколько следующих элементов: титан, медь, алюминий, сера, никель, селен, ниобий, азот, фосфор или молибден. Определенные металлы, которые были добавлены в сталь для производства нержавеющей стали, известны как легирующие элементы.
В чем разница между титаном и нержавеющей сталью?
Основное различие между нержавеющей сталью и титаном заключается просто в том, что нержавеющая сталь является металлическим сплавом, а титан — металлом. Уникальные характеристики нержавеющей стали создаются путем добавления в нее легирующих металлов, в то время как характеристики титана естественным образом присутствуют в ней.
Существуют обстоятельства, которые часто предполагают, что одно вещество лучше другого подходит для использования в конкретном проекте или деятельности. Например, некоторые производители часто отдают предпочтение титану из-за его уникальных качеств, обеспечивающих прочность и долговечность при низкой плотности.
Поэтому, когда вес является более важным фактором, чем прочность, часто предпочтение отдается титану. И наоборот, нержавеющая сталь предпочтительнее в отраслях, в которых вес важнее прочности. Хотя титан не такой плотный, как сталь, он такой же прочный, что делает его очень подходящим для конкретных отраслей, таких как аэрокосмическая промышленность, где требуется более низкая плотность в дополнение к прочности.
Титан дороже нержавеющей стали, что делает его нерентабельным для некоторых отраслей, таких как строительство, где требуются большие количества. Поэтому, когда деньги являются важной частью уравнения, нержавеющая сталь иногда предпочтительнее титана, если оба материала считаются подходящими.
Титан чрезвычайно биосовместим, то есть нетоксичен для человеческого организма. Поэтому он регулярно используется в медицинской промышленности в качестве отличного источника запасных частей, таких как имплантаты тазобедренного сустава, протезы коленного сустава, чехлы для кардиостимуляторов и черепно-лицевые пластины для человеческого тела.
Он также используется в стоматологической промышленности для зубных имплантатов, растущей области стоматологии. Благодаря своей биосовместимости титан обычно используется для изготовления ювелирных изделий, коррозионной стойкости и легкости по сравнению с нержавеющей сталью.
Нержавеющая сталь обладает как свариваемостью, так и формуемостью, что позволяет легко придавать ей форму, что повышает ее популярность для использования в ряде отраслей. Из-за своего блестящего внешнего вида нержавеющая сталь часто используется для изготовления предметов домашнего обихода, таких как кухонные кастрюли и сковородки, а также для изготовления товаров медицинского назначения, таких как раковины, столешницы, переносные тележки, стеллажи и столы.
Нержавеющая сталь подвержена усталости и разрушению, а титан обладает высокой устойчивостью к усталости, вызванной колебаниями температуры. Таким образом, титан является лучшим выбором, когда колебания температуры приводят к экстремальным максимумам или минимумам.
Нержавеющая сталь и титан используются в различных отраслях промышленности по всему миру. Оба очень долговечны, устойчивы к коррозии и прочны. Как правило, выбор металла определяется характером его использования.
Титан против нержавеющей стали, в чем разница?
- Остин Пэн
- 6 января 2021 г.
- Категория: Блог
Титан и нержавеющая сталь являются традиционными металлами, которые сегодня часто используются в обрабатывающей промышленности. Эти два металла по своей природе изысканны, и оба обладают уникальным набором свойств и прочностью. Следовательно, знание как титана, так и нержавеющей стали может иметь большое значение для достижения вашей цели в вашем проекте. Мы составили это подробное руководство, чтобы помочь вам отличить оба металла.
Давайте сравним 17 различий между титаном и нержавеющей сталью
Титан и нержавеющая сталь обладают отличными характеристиками, которые отличают их друг от друга.
Для простоты понимания мы проведем сравнение между титаном и нержавеющей сталью, используя разные свойства. Эти свойства включают элементный состав, коррозионную стойкость, электропроводность, теплопроводность, температуру плавления, твердость, вес и многое другое.
Титан и нержавеющая сталь: состав элементов
Состав элементов — это характеристика, по которой можно отличить титан от нержавеющей стали. Для сравнения, коммерчески чистый титан содержит множество элементов, включая азот, водород, кислород, углерод, железо и никель. Имея титан в качестве основного элемента, состав других элементов варьируется от 0,013 до 0,5 процента.
Нержавеющая сталь, с другой стороны, состоит из разновидностей элементного состава с 11% хрома, а также других элементов с процентным составом от 0,03% до более 1,00%. Содержание хрома в нержавеющей стали помогает предотвратить ржавчину, а также обеспечивает характеристики термостойкости. Эти элементы включают алюминий, кремний, серу, никель, селен, молибден, азот, титан, медь и ниобий.
Титан и нержавеющая сталь: коррозионная стойкость
Когда речь идет о коррозионно-стойких применениях, существует термин, называемый специальными металлами. Эти специальные металлы обладают высокой коррозионной стойкостью. В этом контексте специальные металлы, такие как титан, обладают высокой коррозионной стойкостью и механической стабильностью, в то время как другие металлы, такие как нержавеющая сталь и многие другие, являются недостаточными. Материалы из нержавеющей стали обладают превосходными механическими свойствами; однако их коррозионная стойкость ограничена. Это ограничение в основном встречается в концентрированных кислотах при высоких температурах.
Специальные металлы, такие как титан, наиболее привлекательны для использования в чувствительном к коррозии оборудовании в различных отраслях промышленности. В заключение, титан более устойчив к коррозии, чем нержавеющая сталь, в широкой области, такой как коррозия от щелочей, кислот, природных вод и промышленных химикатов.
Сравнение титана и нержавеющей стали: электропроводность
Электропроводность связана с потоком электронов через материал из-за падения потенциала. Кроме того, атомная структура такого металла сильно влияет на его электропроводность. По сравнению с использованием меди в качестве стандарта для измерения электропроводности, титан не является хорошим проводником. Он демонстрирует проводимость меди около 3,1%, в то время как нержавеющая сталь имеет проводимость меди 3,5%.
С другой точки зрения, электрическое сопротивление, которое представляет собой противодействие материала потоку электронов. С этой точки зрения титан обладает плохой электропроводностью. В результате титан является хорошим резистором.
Титан и нержавеющая сталь: теплопроводность
Теплопроводность — еще одна характеристика, которую можно использовать для сравнения титана и нержавеющей стали. Теплопроводность — это мера, с которой титан и нержавеющая сталь могут использоваться для тепловых применений.
В этом процессе измеряется и определяется количество энергии, а также скорость, с которой энергия поглощается и передается. Для сравнения, теплопроводность титана составляет 118 БТЕ-дюйм/час-фут²-°F.
С другой стороны, теплопроводность нержавеющей стали находится в диапазоне от 69,4 до 238 БТЕ-дюйм/час-фут²-°F. Это означает, что нержавеющая сталь обладает более высокой теплопроводностью по сравнению с титаном. В ситуации, когда теплопроводность имеет приоритет над другими характеристиками, то можно рассматривать нержавеющую сталь.
Сравнение титана и нержавеющей стали: температура плавления
Температура плавления материала, известная как температура плавления, представляет собой температуру, при которой материал начинает переходить из твердой фазы в жидкую. При этой температуре твердая фаза материала и жидкая фаза такого материала находятся в равновесии. Как только материал достигает этого температурного уровня, его можно легко формовать и использовать для термических применений.
В этом случае титан имеет температуру 1650–1670 °C (3000–3040 °F), а нержавеющая сталь — 1230–1530 °C (2250–2790 °F). Это показывает, что, когда для определения точки плавления требуется металл, титан предпочтительнее нержавеющей стали.
Титан и нержавеющая сталь: твердость
Твердость материала — это сравнительная величина, которая помогает описать реакцию такого материала на травление, деформацию, царапание или вмятину на поверхности материала. Эта мера в основном выполняется с использованием инденторных машин, которые существуют в большом количестве в зависимости от прочности материала. Для высокопрочных материалов производители или пользователи используют критерий твердости по Бринеллю.
Хотя твердость нержавеющей стали по Бринеллю сильно зависит от состава сплава и термической обработки, в большинстве случаев она тверже титана. Однако титан легко деформируется при вмятинах или царапинах. Чтобы избежать этого, титан образует оксидный слой, называемый слоем оксида титана, который образует исключительно твердую поверхность, сопротивляющуюся большинству сил проникновения.
Титан и нержавеющая сталь являются прочными материалами, которые отлично работают в суровых условиях.
Титан и нержавеющая сталь: вес
Одним из важных поразительных различий между титаном и нержавеющей сталью является их плотность. Титан имеет превосходное соотношение прочности к весу, благодаря чему он обеспечивает почти такую же прочность, как нержавеющая сталь, при 40% своего веса. При измерении титан наполовину плотнее стали и значительно легче нержавеющей стали.
В результате титан жизненно необходим для проектов, требующих минимального веса при максимальной прочности. Вот почему титан отлично подходит для изготовления деталей самолетов и других приложений, зависящих от веса. С другой стороны, сталь применяется в шасси транспортных средств и во многих других, но в большинстве случаев снижение веса часто вызывает озабоченность.
Титан по сравнению с нержавеющей сталью: долговечность
Долговечность материала — это его способность оставаться функциональными без использования чрезмерного ремонта или технического обслуживания всякий раз, когда материал сталкивается с проблемами нормальной эксплуатации в течение периода полураспада.
И титан, и нержавеющая сталь долговечны благодаря превосходным свойствам, которые они предлагают. Для сравнения, титан примерно в 3-4 раза прочнее нержавеющей стали. Это делает титан долговечным в течение нескольких поколений. Тем не менее, титан можно легко поцарапать, так как он требует регулярной полировки или рискует повредить его поверхность или потускнеть.
Титан и нержавеющая сталь: обрабатываемость
Обрабатываемость — это сравнительная оценка, присваиваемая металлам для определения их реакции на механические нагрузки, включая фрезерование, токарную обработку, штамповку и многое другое. Эта оценка имеет жизненно важное значение для проведения сравнений, чтобы определить лучший обрабатываемый материал для успеха вашего проекта. Кроме того, показатели обрабатываемости можно использовать для определения типа используемой механической обработки. Модуль упругости титана почему-то низкий, что говорит о том, что титан легко изгибается и деформируется. Это связано с трудностью обработки титана, поскольку он склеивает фрезы и предпочитает возвращаться к своей первоначальной форме.
С другой стороны, нержавеющая сталь имеет гораздо более высокий модуль упругости, что позволяет легко обрабатывать ее. В результате он используется в приложениях, включая лезвия ножей, потому что он ломается и не сгибается под нагрузкой.
Титан и нержавеющая сталь: формуемость
Когда материал проявляет пластическую деформацию без повреждения при формовании, это называется формуемостью материала. Когда титан сравнивают с нержавеющей сталью, титан и его сплав можно формировать с использованием методов и оборудования, подходящих для нержавеющей стали. Однако титан обладает более низкой пластичностью при растяжении и требует больших радиусов изгиба.
Кроме того, титан имеет большую склонность к истиранию по сравнению с нержавеющей сталью и может быть исправлен с помощью горячей штамповки. Кроме того, может иметь место пружинение, в то время как подавляющее большинство титана изготавливается путем холодной или горячей штамповки с последующей горячей проклейкой для решения этой проблемы.
Титан и нержавеющая сталь: свариваемость
Свариваемость — также известная как соединяемость, представляет собой способность материала к сварке. Титан и нержавеющая сталь можно сваривать, но один из двух металлов сваривается легче, чем другой. Свариваемость материала обычно используется для определения процесса сварки и для сравнения качества окончательного сварного шва с качеством другого материала. Для сравнения, нержавеющая сталь легче сваривается по сравнению с титаном. Это связано с тем, что сварка титана — это специальность внутри специальности. Хотя на первый взгляд сварка титана похожа на сварку стали, она требует высокого профессионализма.
Сравнение титана и нержавеющей стали: предел текучести
При сравнении предела текучести титана и нержавеющей стали интересно отметить, что нержавеющая сталь намного прочнее титана. Это интересное открытие противоречит распространенному заблуждению о том, что предел текучести титана выше, чем у большинства металлов.
В то время как титан только на одном уровне с нержавеющей сталью, он демонстрирует это при половине плотности нержавеющей стали. Вот почему титан считается одним из самых прочных металлов на единицу массы.
С другой стороны, нержавеющая сталь является идеальным материалом, когда в проекте требуется общая прочность. В заключение, когда в проекте требуется только прочность, нержавеющая сталь является идеальным выбором, тогда как титан предпочтительнее, когда требуется прочность на единицу массы.
Сравнение титана и нержавеющей стали: предел прочности при растяжении
Предел прочности при растяжении материала является максимальным значением на инженерной кривой напряжения-деформации. Это максимальное напряжение, которое может выдержать материал при растяжении. Предельная прочность на растяжение в большинстве случаев сокращается до «прочности» или «предела прочности».
Когда металл достигает предела прочности при растяжении, материал подвергается сужению, при котором площадь поперечного сечения локально уменьшается.
При сравнении титан демонстрирует предел прочности при растяжении 230 МПа (31900 фунтов на квадратный дюйм), в то время как нержавеющая сталь имеет предел прочности при растяжении от 34,5 до 3100 МПа (5000–450000 фунтов на квадратный дюйм). Это значение показывает, что нержавеющая сталь имеет более высокий предел прочности при растяжении и поэтому предпочтительнее титана.
Сравнение титана и нержавеющей стали: прочность на сдвиг
Прочность материала на сдвиг — это его способность сопротивляться сдвигающей нагрузке до того, как компонент разрушится при сдвиге. Действие сдвига обычно происходит в направлении, параллельном направлению силы, действующей на плоскости. Напряжение сдвига титана составляет от 240 до 335 МПа в зависимости от свойств сплава, в то время как напряжение сдвига нержавеющей стали составляет от 74,5 до 597 МПа. Это показывает, что нержавеющая сталь является идеальным выбором в ситуациях, когда требуется высокая устойчивость к сдвигающей нагрузке.
Титан и нержавеющая сталь: цвет
Когда дело доходит до цвета, титан и нержавеющая сталь могут выглядеть одинаково. Титан и нержавеющая сталь в естественном состоянии представляют собой металлы серебристого цвета. Разница в том, что титан несколько темнее. В другом измерении и титан, и нержавеющая сталь могут выглядеть серыми, однако титан будет темнее, чем нержавеющая сталь.
Титан по сравнению с нержавеющей сталью: Цена
С точки зрения стоимости титан относительно дороже нержавеющей стали. В результате титан становится более дорогостоящим для некоторых конкретных отраслей, включая строительную отрасль, где требуются большие количества. В ситуации, когда деньги являются важным фактором при частичном рассмотрении, нержавеющая сталь может быть выбрана вместо титана, если оба считаются подходящими.
Сравнение титана с нержавеющей сталью: области применения
Применение титана
Титан применяется в самых разных областях, включая легирующий элемент в стали для уменьшения размера зерна, а также в качестве раскислителя.
Он также применяется в нержавеющей стали для снижения содержания углерода. В космической промышленности титан в основном используется в следующих отраслях:
Аэрокосмическая промышленность
Титан широко применяется в аэрокосмической и морской промышленности, включая его использование в самолетах, военно-морских кораблях, ракетах, бронежилетах, космических кораблях и многих других. Это связано с его сопротивлением усталости, высокой стойкостью к растрескиванию, высоким отношением прочности на растяжение к плотности, способностью выдерживать умеренно высокие температуры без ползучести и выдерживать высокую коррозионную стойкость.
Промышленность
Титан применяется в различных отраслях промышленности, включая теплообменники, клапаны, технологические сосуды в химической и нефтехимической промышленности. Его использование обусловлено высокой коррозионной стойкостью. Некоторые специфические сплавы титана используются в нефтяной и газовой никелевой гидрометаллургии и внутрискважинном применении из-за их коррозионной стойкости и высокой прочности.
Архитектура и бытовая техника
Титановые металлы применимы в широком спектре бытовых применений, включая автомобильную промышленность. Особенно автомобильные и мотоциклетные гонки, где требуется высокая прочность, жесткость и малый вес. Титан также используется во многих спортивных товарах, включая теннисные ракетки, клюшки для лакросса, крикет, хоккей, клюшки для гольфа, решетки для футбольных шлемов, велосипедные рамы и компоненты. Они также используются в оправах для очков, которые очень дороги, но прочны, легки, долговечны и не вызывают кожной аллергии.
Ювелирные изделия
Титан является популярным продуктом, используемым в ювелирной промышленности из-за его долговечности, особенно в титановых кольцах. Химически титан инертен, что делает его более подходящим для людей, страдающих аллергией, или для тех, кто носит украшения в определенных условиях, таких как плавательные бассейны. В этой отрасли титан сплавляют с золотом, чтобы получить то, что продается как 24-каратное золото.
Даже в часовой промышленности в наши дни титан используется из-за его впечатляющих свойств, таких как легкий вес, долговечность, коррозионная стойкость и устойчивость к вмятинам.
Медицинская промышленность
Титан нетоксичен и используется во многих областях медицины. Они используются в производстве хирургических инструментов и имплантатов, включая зубные имплантаты, тазобедренные суставы и гильзы.
Другие области применения включают производство наночастиц, используемых в электронике, а также доставку косметики и фармацевтических препаратов. Он также применим в производстве хирургических инструментов, используемых в хирургии под визуальным контролем, включая костыли, инвалидные коляски, а также другие инструменты, требующие небольшого веса и высокой прочности.
Хранение ядерных отходов
Ввиду высокой коррозионной стойкости титана титан используется для изготовления контейнеров для длительного хранения ядерных отходов. Несколько исследований титана подтвердили, что титан может быть использован для производства контейнеров, срок службы которых превышает 100 000 лет.
В результате титан устанавливается поверх других контейнеров, чтобы сделать их долговечными.
Применения из нержавеющей стали
Архитектура
Нержавеющая сталь используется в зданиях благодаря ее долговечности и эстетичности. Нержавеющая сталь используется в строительстве современных зданий – благодаря разработке высокопрочных марок нержавеющей стали, таких как дуплексные марки. Нержавеющая сталь обладает низкой отражательной способностью, поэтому ее используют в качестве кровельного материала в аэропортах, чтобы предотвратить ослепление пилотов.
Также помогает поддерживать температуру поверхности крыши близкой к температуре окружающей среды. Они также используются для автомобильных и пешеходных мостов в виде труб, пластин или арматурных стержней.
Переработка бумаги, целлюлозы и биомассы
Нержавеющая сталь широко применяется в целлюлозно-бумажной промышленности, чтобы избежать загрязнения продуктов железом.
Это связано с его коррозионной стойкостью к различным химическим веществам, используемым в процессе производства бумаги. Примером может служить использование дуплексной нержавеющей стали в варочных котлах для преобразования древесной щепы в древесную массу.
Химическая и нефтехимическая промышленность
В химической и нефтехимической промышленности нержавеющая сталь широко используется в различных областях. Нержавеющая сталь используется из-за ее коррозионной стойкости к газообразным, водным и высокотемпературным средам.
Пищевая промышленность
Нержавеющая сталь является предпочтительным материалом для пищевой промышленности и производства напитков, особенно аустенитная (серия 300: типы 304 и 316). Они широко используются, поскольку не влияют на вкус пищевых продуктов и легко стерилизуются и очищаются для предотвращения бактериальной инвазии пищевых продуктов. Они также широко используются для производства посуды, коммерческих кухонь, пивоварения, мясопереработки и многого другого.
Энергия
Нержавеющая сталь обычно используется во всех типах электростанций, от солнечных до атомных. Они идеально подходят в качестве механической опоры для энергоблока в ситуации, когда требуется проникновение жидкости или газа. Например, фильтры в охлаждающем оборудовании, опорные конструкции в электролитическом производстве электроэнергии, очистка горячего газа и многое другое.
Огнестрельное оружие
Нержавеющая сталь используется в некоторых видах огнестрельного оружия в качестве альтернативы вороненой или пакетированной стали. Например, некоторые модели пистолетов, включая Colt M19.11 и Smith and Wesson Model 60 полностью изготовлены из нержавеющей стали. Использование нержавеющей стали дает глянцевое покрытие, напоминающее никелирование. В отличие от никелирования, покрытие не подвержено шелушению, отслаиванию, истиранию или ржавчине при царапании.
Автомобили
Нержавеющая сталь используется в производстве автомобилей, автобусов, грузовиков и многих других.
Они используются для труб, каталитических нейтрализаторов, выхлопных труб, коллекторов, глушителей и многого другого. Нержавеющие стали используются в самых разных областях, включая шарики для устройств управления ремнями безопасности, пружины, щетки стеклоочистителей, крепежные детали и многое другое. Нержавеющая сталь также находит широкое применение в топливных баках самолетов и космических кораблей и во многих других областях. Это возможно благодаря его термической стабильности.
Медицинская промышленность
В основном, медицинские и хирургические инструменты изготавливаются из нержавеющей стали из-за o возможности стерилизации в автоклаве и долговечности. Кроме того, нержавеющая сталь используется в хирургических имплантатах, включая армирующие и замещающие кости. Они также используются в различных приложениях, таких как стоматология и многое другое.
3D-печать
Нержавеющая сталь широко используется в 3D-печати. Чаще всего поставщики услуг 3D-печати имеют запатентованные смеси для спекания нержавеющей стали для использования в прототипировании.