Титан или нержавеющая сталь что лучше: Титан против нержавеющей стали, в чем разница?

Содержание

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 применение

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. Нержавеющая сталь используется из-за ее высокого температурного градиента и быстрой скорости затвердевания, что приводит к лучшим механическим свойствам.

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

Заключение

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.

в чем различия? (Окончательное сравнение)

Сталь и титан часто первые материалы, которые приходят на ум, когда дизайнеры думают о прочности и долговечности в своих проектах. Эти два металла входят в состав самых разных сплавов и используются для различных целей. Разницу между сталью и титаном будет нелегко распознать, если вы не углубитесь в их химические и структурные свойства. Если вам интересно, как сравнить эти два металла, вы находитесь в нужном месте. Эта статья рассматривает сталь и титан и исследует различия между ними, чтобы помочь вам понять основы каждого металла. Этот пост поможет вам выбрать подходящий материал для вашего проекта путем сравнения титана и стали на основе изучения механических, физических и рабочих свойств. Но прежде чем мы перейдем к сравнению, давайте сначала рассмотрим каждый металл.

Содержание

1 Что такое сталь?
2 Что такое титан?
3 Сравнение титана и стали
- 3.1 Сталь против. Титан: плотность
- 3.2 Сталь против. Титан: эластичность
- 3.3 Сталь против. Титан: прочность на разрыв
- 3.4 Сталь против. Титан: удлинение при разрыве
- 3.5 Сталь против. Титан: твердость
4 В нижней строке

Что такое сталь?

Сталь создается путем добавления углерода к элементарному железу. Этот процесс увеличивает твердость, прочность и устойчивость к ударам, коррозии и температуре. Сталь имеет широкий спектр сплавов, в состав которых входят легирующие элементы, такие как цинк, хром, молибден и кремний. Эти элементы улучшают способность стали противостоять коррозии, поэтому ее чаще всего называют нержавеющей сталью. Количество хрома, добавленного в сталь, определяет ее устойчивость к коррозии. Трудно обобщить свойства стали, поскольку она существует во многих типах и калибрах.

В частности, большинство сплавов стали плотные и твердые, но их все же можно обрабатывать. Сталь также поддается термической обработке, что придает ей разные свойства в зависимости от процесса и типа стали. Кроме того, сталь является отличным проводником как тепла, так и электричества. Некоторые образцы стали подвержены ржавчине из-за наличия железа. Однако эта проблема решается добавлением хрома для изготовления нержавеющей стали.

Что такое титан?

Титан — четвертый по распространенности металл на Земле. Однако титан в элементарной форме или в высокой концентрации встречается нечасто. Кроме того, титан очень трудно очистить, что делает его более дорогим.

Титан имеет плотность 4.51 г / см.³, что означает, что он легкий по сравнению с другими металлами. Кроме того, чистая форма бывает серебристо-серого цвета. Важно отметить, что титан не магнитный. Как и многие металлы, титан может присутствовать в элементарной форме или в различных сплавах. Эти сплавы часто упрочняются и более устойчивы к коррозии. Большинство сплавов титана используются в аэрокосмической, конструкционной и других областях, где требуется устойчивость к высоким температурам. Элементарный титан часто используется в качестве легирующего элемента.

Сравнение титана и Сталь

Выбор между сталью и титаном зависит от конкретной области применения. В этом разделе сравниваются механические характеристики стали и титана, что помогает определить, как можно специфицировать каждый металл. Однако лучшее сравнение этих металлов основано на разных типах сплавов, а не на обобщенных данных.

Сталь против. Титан: плотность
Плотность можно использовать для определения веса каждого металла. Как отмечалось ранее, титан легче стали и весит почти вдвое меньше стали. Это свойство делает титан подходящим для применений, требующих прочности и легкости, например, в аэрокосмической промышленности. С другой стороны, плотность стали выгодна при использовании в таких местах, как шасси транспортных средств.
Сталь против. Титан: эластичность
Эластичность материала характеризует его гибкость. Эту меру иногда называют модусом Юнга. Это свойство важно для понимания того, как материал реагирует на удар, изгибается он или деформируется, не достигая пластической деформации или нет.
В этом отношении титан имеет низкую эластичность, что означает, что материал изгибается и деформируется под давлением. Эта особенность также затрудняет обработку титана. С другой стороны, сталь имеет более высокий модуль упругости и ее можно обрабатывать с меньшими трудностями. Это свойство делает сталь пригодной для изготовления режущих кромок, поскольку она может ломаться, не сгибаясь под нагрузкой.
Сталь против. Титан: прочность на разрыв
С точки зрения прочности на разрыв сталь намного прочнее титана, в отличие от большинства людей, которые считают, что титан более мощный, чем большинство металлов. Эта особенность делает сталь более широко используемым металлом по сравнению с титаном. Однако титан столь же прочнее, как сталь, и весит почти вдвое меньше стали. Это делает титан более прочным на единицу массы по сравнению со сталью.
В приложениях, требующих общей прочности, сталь является наиболее предпочтительной, поскольку большинство ее сплавов имеют более высокий предел текучести по сравнению с другими металлами. Если вы ищете исключительно прочность, тогда сталь должна быть вашим металлом. Однако, если проект требует прочности на единицу массы, вы выбираете титан.

Сталь против. Титан: удлинение при разрыве
Эта функция является мерой того, насколько материал растягивается до разрыва. Более высокое удлинение при разрыве означает, что материал растягивается больше, прежде чем окончательно разорвется. Другими словами, если металл имеет большее удлинение при разрыве, то он более ковкий. Титан очень пластичен и перед разрушением растягивается почти на половину своей длины. Эта особенность затрудняет обработку титана. С другой стороны, сталь имеет широкий спектр сплавов с низким удлинением при разрыве, что означает, что она более твердая и хрупкая.
Сталь против. Титан: твердость
Твердость считается относительной величиной, которая относится к тому, как материал реагирует на царапины, вмятины, травления и другие удары, наносимые на его поверхность. Твердость металла измеряется с помощью индентора. Титан тверд, но не достигает уровня стали. Это не означает, что титан легко деформируется. Напротив, титан образует твердый слой диоксида, который защищает металл от царапин. Сталь твердая и не царапается. Это делает его подходящим для применений, требующих воздействия суровых условий.
В нижней строке
Сравнение стали с титаном — лучший способ определить лучший материал для проекта. Однако важно понимать, что выбор материала между сталью и титаном зависит от конкретной области применения.
Различия между титаном и сталью можно объяснить различными аспектами, такими как механические свойства. Эти различия позволяют лучше понять каждый металл.
Ссылки на связанные источники:
Нержавеющая сталь 18/10 VS Нержавеющая сталь 18/8: в чем различия
Алюминий против нержавеющей стали: в чем разница?
Углеродистая сталь и нержавеющая сталь: в чем разница?
Нержавеющая сталь 304 и 316: в чем разница?
Нержавеющая сталь 420 и нержавеющая сталь 430: в чем разница?
Хирургическая сталь и нержавеющая сталь: в чем разница?
Рошиндустри специализируется на высоком качестве Быстрое прототипирование, быстрый мелкосерийное производство и крупносерийное производство. Услуги быстрого прототипа, которые мы предоставляем, — это профессиональный инжиниринг, Обработка CNC включая фрезерные и токарные станки с ЧПУ, Изготовление листового металла или прототипирование листового металла, Умрите литье, металлическое тиснение, Вакуумное литье, 3D печать, SLA, Изготовление прототипов методом экструзии пластика и алюминия, Быстрая оснастка, Быстрое литье под давлением, Обработка поверхности закончить услуги и другие услуги быстрого прототипирования Китая, пожалуйста свяжитесь с нами прямо сейчас. 3. Низкая плотность титана делает его идеальным выбором для приложений, зависящих от веса.
Эластичность
Эластичность — это мера гибкости материала. Другими словами, он измеряет, насколько легко согнуть/деформировать материал без деформации. Типичная эластичность нержавеющей стали составляет ~ 200 ГПа по сравнению с ~ 115 ГПа титана. Низкая эластичность титана затрудняет его обработку по сравнению с нержавеющей сталью.
Прочность на растяжение
Прочность на растяжение измеряет максимальное напряжение, которое может выдержать конструкция. Прочность на растяжение нержавеющей стали составляет 485 МПа против 480 МПа титана. Для некоторой дополнительной перспективы, алюминий имеет МПа только 90, а у меди всего 200 МПа.
Здесь важно отметить, что в то время как нержавеющая сталь имеет большую общую прочность, титан имеет большую прочность на единицу массы. В результате, если общая прочность является основным фактором, определяющим решение о применении, нержавеющая сталь, как правило, является лучшим выбором. Если вес является основным фактором, титан может быть лучшим выбором.
Предел текучести
Предел текучести или предел текучести материала — это напряжение, при котором материал начинает деформироваться. Предел текучести нержавеющей стали 304L составляет 170 МПа по сравнению с пределом текучести Ti-6AI-4V (марка титана) 1100 МПа. Как показывает разница в эластичности, титан труднее поддается механической обработке, но имеет большую прочность на единицу массы.
Также стоит отметить, что титан биосовместим, в то время как нержавеющая сталь не делает титан идеальным выбором для многих медицинских применений.
Общие области применения
Нержавеющая сталь широко используется во многих отраслях промышленности. В частности, нержавеющая сталь широко используется в строительстве. Эта тенденция может сохраниться, поскольку нержавеющая сталь часто состоит из большого количества переработанного металла.
Использование нержавеющей стали в автомобильной промышленности восходит к 1930-х годов, и эта тенденция сохраняется и по сей день. Примеры автомобильных применений включают автомобильные выхлопные системы и решетки.
Кроме того, из-за устойчивости металла к коррозии в медицинском оборудовании часто используется нержавеющая сталь. Примеры включают сканеры МРТ и различные стоматологические инструменты.
Наконец, нефтегазовая промышленность выигрывает от высокого уровня прочности нержавеющей стали. Были даже разработаны специальные марки для повышения коррозионной стойкости в более широком диапазоне температур.
Пожалуйста, обратитесь к этому сообщению, чтобы узнать больше о распространенных применениях титана.
Кроме того, посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о различных сортах нержавеющей стали:

Ссылки на новости
ДеСантис: больницы Флориды не перегружены и готовы возобновить плановые процедуры в понедельник
Philadeliare 900phia больницы начинают планировать возобновление плановых операций, но до «нормального состояния» еще далеко
Forbes: когда необходима плановая операция: операции во время COVID-19Пандемия коронавируса
По данным ADP, в апреле число рабочих мест в частном секторе сократилось на 20,2 миллиона человек
Перестройка аэрокосмической отрасли начинается с борьбы с последствиями COVID-19 Работодатели говорят, что удаленная работа не вечна
Титан и нержавеющая сталь, 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 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 и нержавеющая сталь: состав элементов
Состав элементов — это характеристика, которая может использоваться для различения титана и 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 содержанием 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.
Сравнение титана и нержавеющей стали: 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
Электрическая проводимость 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 работоспособным 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 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 кромки ножей, потому что он ломается и не гнется под нагрузкой.
Титан и нержавеющая сталь: 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 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 с нержавеющей сталью: предел прочности при растяжении
Предел прочности при растяжении материала является максимальным значением 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 применяются в самых разных сферах бытового применения, 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 кольцах из титана. 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
В связи с высокой коррозионной стойкостью титана титан используется 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 лет. В результате титан устанавливается поверх других контейнеров, чтобы сделать их долговечными.
Применение 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.
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.
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 способности к 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. Нержавеющая сталь используется из-за ее высокого температурного градиента и быстрой скорости затвердевания, что приводит к лучшим механическим свойствам.
Сводная сравнительная таблица
На основе нашего сравнения в предыдущем разделе мы представляем сводную таблицу, которая поможет обобщить результаты.