CNC obrábění je nejběžnější výrobní proces ve zpracovatelském průmyslu a je vysoce kompatibilní s různými kovovými materiály. Mezi kovovými materiály jsou nerezová ocel a titan dva nejčastěji používané materiály při CNC obrábění zakázkových dílů nebo prototypů. Tyto dva kovové materiály s podobným vzhledem jsou velmi univerzální. Všude kolem nás najdeme CNC nerezové a titanové díly v mnoha různých aplikacích.
A překrývání aplikací mezi těmito dvěma je běžné: například v lékařské oblasti vždy dominovala nerezová ocel. Až v 1980. letech XNUMX. století začal titan postupně nahrazovat nerezovou ocel díky vyšší biokompatibilitě a poměru pevnosti k hmotnosti. CNC nerezová ocel a titanové díly jsou široce používány v leteckém průmyslu, od proudových motorů přes kokpity až po přistávací zařízení. Nerezová ocel i titan jsou nárazuvzdorné, trvanlivé a vysoce odolné vůči korozi. V tomto článku poskytneme hloubkovou analýzu rozdílů mezi nerezovou ocelí a titanem v procesu CNC obrábění z různých hledisek, abychom vám pomohli vybrat ten nejlepší materiál pro váš další CNC projekt.
Nerezová ocel je slitina oceli a uhlíku obsahující nejméně 10.5 % hmotnosti chrómu a maximálně 1.2 % hmotnosti uhlíku. Odolnost proti korozi a mechanické vlastnosti nerezové oceli lze dále zlepšit přidáním dalších prvků, jako je nikl, molybden, titan, niob a mangan. Nerezová ocel je ocel smíchaná s jedním nebo více prvky za účelem změny jejích vlastností. Při kontaktu nerezové oceli se vzduchem, vlhkostí nebo vodou se na jejím povrchu vytvoří tenký nepropustný oxidový film. Tato pasivovaná vrstva oxidu chrání jeho povrch a má jedinečné samoléčebné schopnosti.
5 druhy nerezové oceli
Nerezovou ocel lze rozdělit do pěti různých typů. Tyto zahrnují:
- Feritická nerezová ocel
- Austenitická nerezová ocel
- Martenzitická nerezová ocel
- Duplexní nerezová ocel
- PH Nerezová ocel
Feritická nerezová ocel
Feritické nerezové oceli obsahují přibližně 10.5 % až 30 % chrómu, mají méně uhlíku (C<0.08 %) a neobsahují žádný nikl. Feritické korozivzdorné oceli mají při všech teplotách převážně feritickou mikrostrukturu a nelze je vytvrdit tepelným zpracováním a kalením. Ačkoli některé feritické třídy obsahují až 4.00 % molybdenu, chrom je primární složkou kovové slitiny. Navíc mají relativně nízkou pevnost při vysokých teplotách. Největší výhodou feritické oceli je její schopnost odolávat koroznímu praskání pod napětím. Tato schopnost z nich činí atraktivní alternativu k austenitickým nerezovým ocelím v aplikacích, kde se SCC vyskytuje v chloridovém prostředí. Některé druhy feritické nerezové oceli, jako je nerezová ocel 430, mají silnou odolnost proti korozi a vysokou tepelnou odolnost.
430 nerezová ocel
Nerezová ocel 430 má vynikající odolnost proti korozi, vyšší tepelnou vodivost, nižší koeficient tepelné roztažnosti a lepší odolnost proti tepelné únavě než austenitická nerezová ocel. Obsahuje stabilizační prvek titan, takže svar má silné mechanické vlastnosti. Nerezová ocel 430 se často používá v architektonické výzdobě, součástech palivových hořáků, domácích spotřebičích a součástech domácích spotřebičů.
430F je vylepšená verze nerezové oceli 430, která zlepšuje její řezný výkon. Používá se především při výrobě automatických soustruhů, šroubů a matic. 430LX je slitina, která přidává Ti nebo Nb do oceli 430 pro snížení obsahu uhlíku a zlepšení zpracovatelských a svařovacích vlastností. Používá se především k výrobě zásobníků teplé vody, systémů zásobování teplou vodou, sanitární keramiky, domácích spotřebičů, odolných spotřebičů, setrvačníků jízdních kol atd.
Austenitická nerezová ocel
Austenitické nerezové oceli se pohybují v obsahu Cr od 16 % do 25 % a mohou také obsahovat dusík, který oba pomáhá zlepšit jejich odolnost proti korozi. Austenitické nerezové oceli mají největší odolnost proti korozi ze všech nerezových ocelí a také vynikající nízkoteplotní vlastnosti a pevnost při vysokých teplotách. Austenitická nerezová ocel Prvky nikl, mangan a dusík určují nemagnetickou plošně centrovanou krychlovou (FCC) mikrostrukturu austenitické nerezové oceli a její snadné svařování.
Austenitická nerezová ocel nemůže být vytvrzena tepelným zpracováním, ale může být vytvrzena na vysokou pevnost jinými způsoby při zachování dobré tažnosti a houževnatosti. Nejznámější austenitické nerezové oceli jsou nerezová ocel 304 a nerezová ocel 316. Mají vynikající odolnost vůči různým podmínkám prostředí a široké škále korozivních médií.
304 nerezová ocel
Z austenitických nerezových ocelí je široce používána nerezová ocel 304. Jeho hlavním chemickým prvkem je železo, ale má vysoký obsah niklu (8 % až 10.5 % hmotnostních) a vysoký obsah chromu (18 % až 20 % hmotnostních) a obsahuje také další legující složky, jako je mangan, křemík a další. uhlík. Díky vysokému obsahu chrómu a niklu má nerezová ocel 304 dobrou odolnost proti korozi. Mezi běžné použití nerezové oceli 304 patří chladničky a myčky nádobí, komerční zařízení na zpracování potravin, spojovací prvky, trubky, výměníky tepla a další.
316 nerezová ocel
Nerezová ocel 316 je podobná oceli 304. Obsahuje převážně železo a vysoké koncentrace chrómu a niklu. Dále obsahuje křemík, mangan a uhlík. Chemické složení nerezové oceli 304 a 316 je odlišné, přičemž 316 obsahuje 2 až 3 % molybdenu (hmotnostně), zatímco obsah molybdenu v 304 je zanedbatelný. Třída 316 má vyšší odolnost proti korozi díky vyššímu podílu molybdenu. Pokud jde o austenitické nerezové oceli pro námořní aplikace, je nerezová ocel 316 často považována za jednu z nejlepších možností. Nerezová ocel 316 se také běžně používá v zařízeních pro chemické zpracování a skladování, rafinériích, lékařských zařízeních a mořských prostředích, zejména těch, které obsahují chloridy.
Martenzitická nerezová ocel
Martenzitická nerezová ocel je podobná feritické oceli v tom, že obsahuje 12 % až 14 % chrómu a 0.2 % až 1 % molybdenu, ale její obsah uhlíku je až 1 % a obvykle neobsahuje žádný nikl. Protože martenzitická nerezová ocel obsahuje více uhlíku, jako uhlíkové a nízkolegované oceli, lze ji kalit a popouštět, aby se zvýšila její tvrdost. Martenzitická nerezová ocel má střední odolnost proti korozi a je pevná a mírně křehká. Na rozdíl od austenitické nerezové oceli je martenzitická nerezová ocel magnetická a lze ji nedestruktivně testovat pomocí metod testování magnetických částic. Mezi typické výrobky z martenzitické nerezové oceli patří nádobí a lékařské chirurgické nástroje.
Duplexní nerezová ocel
Jak název napovídá, duplexní nerezová ocel je směsí dvou nejběžnějších typů nerezové oceli. Mají smíšenou mikrostrukturu austenitu a feritu, což vede ke směsi 50/50, zatímco poměr v komerčních duplexních slitinách nerezové oceli může být 40/60. Odolnost duplexních nerezových ocelí proti korozi je zhruba stejná jako u austenitických nerezových ocelí. Nicméně jejich odolnost vůči korozi pod napětím (zejména chloridové korozní praskání), pevnost v tahu a mez kluzu (přibližně dvakrát vyšší než u austenitických korozivzdorných ocelí) jsou obecně vyšší. Obsah uhlíku v duplexní nerezové oceli je obvykle menší než 0.03 %. Jejich obsah chrómu se pohybuje od 21.00 % do 26.00 % a obsah niklu se pohybuje od 3.50 do 8.00 %. Duplexní nerezové oceli mohou obsahovat molybden (až 4.50 %). Duplexní korozivzdorné oceli mají obecně houževnatost a tažnost mezi austenitickými a feritickými ocelemi.
Na základě odolnosti vůči korozi se duplexní oceli dělí na: standardní duplexní oceli, super duplexní oceli a zjednodušené duplexní oceli. Super duplexní oceli nabízejí vyšší pevnost a odolnost vůči všem typům koroze ve srovnání s konvenčními austenitickými oceli. Super duplexní oceli se často používají v námořních, petrochemických závodech, zemním plynu, odsolovacích závodech, výměnících tepla a při výrobě papíru.
PH nerezová ocel
Nerezová ocel PH (precipitační tvrzená nerezová ocel) obsahuje cca 17 % chrómu a 4 % niklu, což je optimální kombinace martenzitických a austenitických vlastností. Nerezové oceli PH jsou známé svou schopností být tepelně zpracovány pro dosažení vysoké pevnosti (podobně jako martenzitické nerezové oceli) a mají také odolnost proti korozi jako austenitické nerezové oceli. Tyto slitiny si zachovávají svou pevnost a odolnost proti korozi i při vysokých teplotách, díky čemuž jsou ideální pro použití v leteckém průmyslu.
Precipitačně kalené nerezové oceli mají vyšší pevnost v tahu v důsledku precipitačního kalení martenzitické nebo austenitové matrice způsobeného technikami tepelného zpracování. Precipitační kalení nerezová ocel se kalí přidáním jednoho nebo více prvků: mědi, hliníku, titanu, niobu a molybdenu. Nerezová ocel PH je obecně nejlepší volbou pro vysokou pevnost, houževnatost a odolnost proti korozi ze všech dostupných jakostí nerezové oceli.
Co je titan?
Titan je stříbřitý, lesklý kov s hustotou 4.506 g/cm3 a bodem tání 1,668 30 °C. Dvě nejvýznamnější vlastnosti titanu jsou odolnost proti korozi a jeho nejvyšší poměr pevnosti k hmotnosti. Titan je o 43 % pevnější než ocel, ale téměř o 60 % lehčí a o 500 % těžší než hliník, ale dvakrát tak pevný. Titan má nízký koeficient tepelné roztažnosti a vysokou tvrdost. Přestože titan není tak tvrdý jako některé tepelně zpracované oceli, je nemagnetický, nevykazuje přechod z tvárné ke křehké, má dobrou biokompatibilitu a je špatným vodičem tepla a elektřiny. Titan však rychle absorbuje kyslík a dusík při teplotách nad XNUMX °C, což vede k potenciálním problémům s křehnutím. Titan je důležitý v několika vysoce výkonných aplikacích, včetně letectví, automobilového průmyslu, lékařství, robotiky, luxusního námořního vybavení a průmyslových strojů.
Typické třídy titanu
#1 Třída 1
Titan třídy 1 je první ze čtyř komerčně čistých jakostí titanu. Jedná se o nejpružnější a nejtažnější kvalitu čistého titanu. Titan třídy 1 nabízí maximální tvarovatelnost, nejlepší odolnost proti korozi a nejvyšší rázovou houževnatost. Díky těmto vynikajícím vlastnostem jsou titanové plechy a trubky třídy 1 materiálem volby pro jakoukoli aplikaci, která vyžaduje snadné tvarování. Zde jsou nějaké příklady:
- Chemické zpracování
- Odsolování
- Architektura
- Lékařský průmysl
- Námořní průmysl
- Auto díly
- Konstrukce letadla
#2 Třída 2
Titan třídy 2 je známý jako „tahoun“ komerčně čistého titanu a má mnoho vlastností podobných titanu třídy 1, ale je výrazně pevnější. Oba mají stejnou odolnost proti korozi. Titan třídy 2 nabízí vynikající svařitelnost, pevnost, tažnost a tvarovatelnost. Titanové tyče a desky stupně 2 jsou proto první volbou pro různé aplikace:
- Architektura
- Lékařský průmysl
- Námořní průmysl
- Ochranný kryt výfukového potrubí
- Kůže letadla
- Chemické zpracování
- Výrobní linka chlorátu
#3 Třída 3
Titan třídy 3 je nejméně běžně používaný z komerčně čistých jakostí titanu, ale to neznamená, že je méně hodnotný. Stupeň 3 je pevnější než Stupeň 1 a 2, má podobnou tažnost, ale o něco menší tvárnost, ale má vyšší mechanické vlastnosti. Úroveň 3 se používá pro aplikace vyžadující střední pevnost a významnou odolnost proti korozi. Zde jsou nějaké příklady:
- Letecké konstrukce
- Chemické zpracování
- Lékařský průmysl
- Námořní průmysl
#4 Třída 4
Titan třídy 4 je nejsilnější ze čtyř komerčně čistých titanových tříd a je známý svou vysokou odolností proti korozi, tvarovatelností a svařitelností. Ačkoli se titan třídy 4 tradičně používá v následujících průmyslových aplikacích, v poslední době se často používá v lékařských zařízeních. Je zapotřebí v aplikacích vyžadujících vysokou pevnost:
- Díly draku letadla
- Kryogenní kontejner
- Výměník tepla
- CPI zařízení
- Trubky kondenzátoru
- Chirurgické vybavení
Titanová slitina
Titanové slitiny mají vynikající mechanické vlastnosti a vlastnosti CNC obrábění, jako je vysoký poměr pevnosti k hustotě, vysoká odolnost proti korozi, vysoká odolnost proti únavovým trhlinám, odolnost vůči středně vysokým teplotám bez tečení atd., a jsou široce používány jako konstrukční materiály v letecký průmysl. Nadzvuková letadla a kosmické lodě i neletecké segmenty, jako jsou vojenské, automobilové a sportovní zboží. Vzhledem k tomu, že slitiny titanu jsou biokompatibilní, netoxické a tělo je neodmítá, jsou také oblíbené v lékařských aplikacích, včetně chirurgických nástrojů a implantátů, jako jsou kloubní náhrady, které mohou trvat až 20 let.
Typická slitina titanu
#1 Třída 7
Titan třídy 7 je mechanicky a fyzikálně identický s titanem třídy 2 a obsahuje intersticiální prvek palladium. Titanová slitina třídy 7 je nejodolnější vůči korozi ze všech titanových slitin a má dobrou svařitelnost, obrobitelnost a odolnost proti korozi. Úroveň 7 se často používá k výrobě dílů pro chemické výrobní linky.
#2 Třída 11
Titan třídy 11 je podobný jako titan třídy 1 se stopovým množstvím palladia přidaným ke zlepšení odolnosti proti korozi. Tato odolnost proti korozi je důležitá pro zabránění erozi štěrbin a snížení hladiny kyselin v chloridových prostředích. Mezi vlastnosti titanu třídy 11 patří také vysoká tažnost, tvárnost za studena, spolehlivá pevnost, rázová houževnatost a svařitelnost. Tato slitina je vhodná pro stejné aplikace titanu jako třída 1, zejména tam, kde je problémem koroze, jako například:
- Chemická výroba
- Výroba chlorečnanů
- Odsolování
- Aplikace v oceánu
#3 Třída 12
Vynikající svařitelnost titanu třídy 12 z něj činí vynikající slitinu titanu. Jedná se o trvanlivou slitinu s vysokou pevností při vysokých teplotách. Titan třídy 12 má stejné vlastnosti jako nerezová ocel řady 300. Tato slitina může být vyráběna za tepla nebo za studena pomocí ohraňovacích lisů, hydraulických lisů, metodou tažení nebo poklesu hmotnosti. Protože může být tvarován v různých formách, má hodnotu v široké škále aplikací. Odolnost titanu třídy 12 proti korozi je důležitá pro výrobce zařízení, kde je problémem štěrbinová koroze. Stupeň 12 je vhodný pro následující průmyslová odvětví a aplikace:
- Výměník tepla a skříň
- Hydrometalurgické aplikace
- Vysokoteplotní chemická výroba
- Námořní a letecké komponenty
Nerezová ocel vs. titan: Jaký je rozdíl?
Titan a nerezová ocel jsou široce používány v různých spotřebitelských a průmyslových aplikacích. Jaký je rozdíl mezi nerezovou ocelí a titanem? Titan a nerezová ocel mají jedinečné vlastnosti, díky kterým se od sebe liší. Pro snazší pochopení porovnáme titan a nerezovou ocel pomocí různých vlastností.
#1 Elementární složení
Titan a nerezová ocel mají různé elementární složení. Obecně lze říci, že komerční čistý titan používá jako hlavní prvek titan a dále obsahuje dusík, vodík, kyslík, uhlík, železo, nikl a další prvky s obsahem 0.013 % až 0.5 %. Titan lze kombinovat s jinými kovy a vytvořit tak pevnější slitiny titanu, které jsou vysoce odolné proti korozi a přitom lehké. Nerezová ocel je naproti tomu složena z různých prvků a ocel je odolná vůči korozi pouze tehdy, když obsah Cr dosáhne určité hodnoty, obsahuje tedy alespoň 10.5 % chrómu a další prvky, přičemž další složky slitiny od 0.03 % až více než 1.00 %. Obsah chrómu v nerezové oceli pomáhá předcházet korozi a poskytuje tepelnou odolnost. Dalšími prvky jsou hliník, křemík, síra, nikl, selen, molybden, dusík, titan, měď a niob.
#2 Hustota
Hustota kovového titanu je 4.51 g/cm3 a hustota nerezové oceli je 7.70-7.90 g/cm3. Titan je mnohem lehčí než nerezová ocel, takže je ideální pro aplikace, kde je prvořadým hlediskem hmotnost. Kromě toho má titan vyšší poměr pevnosti k hmotnosti než nerezová ocel, což znamená, že unese větší váhu a přitom je stále lehký.
#3 Bod tání
Teplota tání titanu je 3,027 1,416 °C. Bod tání nerezové oceli je 1,537 XNUMX-XNUMX XNUMX °C. Titan má mnohem vyšší bod tání než nerezová ocel, takže je vhodný pro aplikace vyžadující extrémní teploty. Navíc, protože slitiny titanu odolávají vysokým teplotám lépe než nerezová ocel, jsou vhodné pro použití v leteckém a automobilovém průmyslu.
#4 Tvrdost
Tvrdost materiálu se týká jeho reakce na leptání, deformaci, škrábance nebo promáčkliny na jeho povrchu. Zkoušku tvrdosti podle Brinella používají výrobci a spotřebitelé vysoce pevných materiálů.
I když se tvrdost nerezové oceli podle Brinella značně liší v závislosti na složení slitiny a tepelném zpracování, je obecně tvrdší než titan. Titan se na druhé straně může rychle deformovat, když je promáčknutý nebo poškrábaný. Aby se tomu zabránilo, titan vytváří vrstvu oxidu nazývanou vrstva oxidu titanu, která vytváří extrémně tvrdý povrch, který odolá maximálnímu penetračnímu tlaku. Nerezová ocel má obvykle tvrdost podle Brinella v rozmezí 180-400, zatímco titan má tvrdost podle Brinella v rozmezí 100-200.
#5 Odolnost proti korozi
Odolnost titanové slitiny proti korozi je mnohem lepší než u nerezové oceli a je široce používána ve vlhké atmosféře a médiích s mořskou vodou; má silnou odolnost proti důlkové korozi, kyselé korozi a korozi pod napětím; má vynikající odolnost vůči alkáliím, chloridům, chlóru, kyselině dusičné, sírové atd. odolnost proti korozi. Titan má však špatnou odolnost proti korozi při snižování obsahu kyslíku a chrómových solí.
Nerezová ocel se však stále může stát vysoce odolnou vůči korozi kvůli přítomnosti chrómu. Tato slitina nejen zlepšuje odolnost kovu proti korozi, ale také ho činí odolnějším.
#6 Trvanlivost
Schopnost materiálu pokračovat ve funkci bez zbytečné opravy nebo údržby během jeho poločasu životnosti je indikátorem trvanlivosti materiálu. Titan i nerezová ocel jsou odolné díky svým vynikajícím vlastnostem. Titan je přibližně 3 až 4krát pevnější než nerezová ocel.
#7 Elasticita
Elasticita je měřítkem pružnosti materiálu. To znamená, že vyhodnocuje, jak snadno se může materiál ohnout nebo zkroutit, aniž by se deformoval. Normální elasticita nerezové oceli je 200 GPa, zatímco normální elasticita titanu je 115 GPa. Protože většina slitin je elastičtější, nerezová ocel v tomto ohledu často předčí titan. Stejně tak větší flexibilita usnadňuje CNC frézování nerezové oceli a výrobu různých dílů. To je důležitý ukazatel, protože přímo ovlivňuje náklady na CNC obrábění.
# 8 Pevnost v tahu
Mezní pevnost v tahu materiálu je maximální hodnota na křivce inženýrské napětí-deformace. To je maximální namáhání, které materiál v tahu vydrží. Ve většině případů je konečná pevnost v tahu zkrácena jako „síla v tahu“ nebo „ultimátní“. Nerezová ocel má vyšší konečnou pevnost v tahu než titan.
Zde je důležité si pamatovat, že zatímco nerezová ocel má větší celkovou pevnost, titan je silnější na jednotku hmotnosti. Pokud je tedy hlavním faktorem při výběru aplikace celková pevnost, je často nejlepší volbou nerezová ocel. Pokud je hmotnost nejdůležitější, může být lepší volbou titan.
#9 Mez kluzu
Mez kluzu nebo mez kluzu materiálu je napětí, při kterém se deformuje. Mez kluzu nerezové oceli 304L je 210 MPa, zatímco mez kluzu Ti-6AI-4V (třída titanu) je 1100 MPa. Jak můžete vidět z rozdílu v elasticitě, titan je obtížnější vyrobit, ale je pevnější na jednotku hmotnosti. Kromě toho je titan biokompatibilní, zatímco nerezová ocel není plně biokompatibilní. Z tohoto důvodu je titan vynikající volbou pro širokou škálu lékařských použití.
Hmotnost #10
Jedním z podstatných rozdílů mezi titanem a nerezovou ocelí je jejich hmotnost. Titan má vysoký poměr pevnosti k hmotnosti, což mu umožňuje poskytovat zhruba stejné úrovně pevnosti jako nerezová ocel, přičemž váží pouze 40 %. Proto je titan kritický pro aplikace, které vyžadují minimální hmotnost a maximální pevnost. To je důvod, proč je titan užitečný v letadlových součástech a dalších aplikacích citlivých na hmotnost. Ocel se na druhé straně používá k výrobě rámů automobilů a dalších předmětů, ale často je obtížné předměty odlehčit.
Cena č. 11
Cenově je titan dražší než nerezová ocel. V důsledku toho se stává dražší pro určitá odvětví, která vyžadují velké množství titanu, jako je letecký průmysl. Pokud je cena důležitým faktorem, může být nerezová ocel lepší než titan, pokud jsou obě dostatečně dobré.
Nerezová ocel je cenově dostupná varianta. Vzhledem k tomu, že na Zemi není nedostatek železa nebo uhlíku, je jeho výroba jednodušší. Kromě toho nerezová ocel nemá složité požadavky na CNC obrábění. Ceny nerezové oceli se na druhou stranu velmi liší kvůli široké škále možností. Slitiny uhlíku a železa jsou nejlevnější. Ty nerezové oceli vyrobené z chromu, zinku nebo titanu budou dražší.
#12 Zpracovatelnost
Titan je pro CNC obrábění obtížnější než nerezová ocel a vyžaduje speciální řezné nástroje a chladicí kapalinu, aby se zabránilo opotřebení titanového obrobku. Nerezová ocel je na druhou stranu snadněji obrobitelná na CNC se standardními nástroji z rychlořezné oceli (HSS) nebo tvrdokovu. Celkově má nerezová ocel oproti titanu mnoho výhod, pokud jde o CNC obrobitelnost.
# 13 Plasticita
Titan je relativně méně tvárný, zatímco nerezová ocel může být vyrobena tažnější přidáním různých slitin. Proto se nerezová ocel obecně snáze obrábí do požadovaného tvaru než titan.
# 14 Svařování
Slitiny titanu lze svařovat pomocí svařování plynovým wolframovým obloukem (GTAW) nebo plazmového obloukového svařování (PAW). Nerezová ocel se na druhé straně běžněji spojuje metodami svařování MIG a TIG. Titan se obtížně svařuje a vyžaduje zručného svářeče a speciální nástroje, zatímco nerezová ocel se svařuje snadněji. Oba kovy vyžadují pravidelné čištění a údržbu po svařování, aby se udržely v dobrém stavu a zabránily korozi.
#15 Tepelná vodivost
Tepelná vodivost titanu je λ=15.24W/(mK), což je asi 1/4 niklu, 1/5 železa a 1/14 hliníku. Tepelná vodivost různých slitin titanu je asi o 50 % nižší než u titanu.
Tepelná vodivost nerezové oceli se pohybuje v rozmezí 20-60 W/(mK). Obecně řečeno, nerezová ocel má vyšší tepelnou vodivost než titan, takže se lépe hodí pro aplikace, které vyžadují přenos tepla nebo rychlé chlazení.
# 16 Vodivost
Titan má vodivost 18MS/m, nerezová ocel má vodivost v rozsahu 10-50MS/m a měď má vodivost 100-400MS/m. Celkově je měď mnohem vodivější než titan nebo nerezová ocel, takže se lépe hodí pro aplikace, které vyžadují vysokou vodivost. Titan je však mnohem lehčí než měď a nerezová ocel a je upřednostňován pro určité aplikace kvůli své hmotnosti.
#17 Oblasti použití
Použití nerezové oceli a titanu se velmi liší. Nerezová ocel se ideálně hodí pro stavebnictví, přeměnu papíru, buničiny a biomasy, chemické a petrochemické zpracování, potraviny a nápoje, energetiku, střelné zbraně, automobilový průmysl, lékařský průmysl a 3D tisk. Titan se na druhou stranu dobře hodí pro letectví, spotřebitelské aplikace, šperky, lékařský průmysl a skladování jaderného odpadu.
Srovnávací tabulka rozdílů mezi titanem a nerezovou ocelí
Titan a nerezová ocel mají jedinečné a pozoruhodné vlastnosti, které je od sebe odlišují. Abychom vám toto srovnání pomohli objasnit, sepsali jsme pro vás rozdíly mezi těmito dvěma.
Vlastnictví | Titan | Nerezová ocel | Proč investovat do čističky vzduchu? |
Trvanlivost | Je to lehčí a korozivzdornější kov a také odolnější vůči vysokým teplotám a teplotním šokům než nerezová ocel | Je odolnější vůči poškrábání a promáčknutí než titan a díky neporéznímu povrchu se snadněji udržuje. | Titan i nerezová ocel jsou vysoce odolné kovy, výběr mezi nimi závisí na konkrétní aplikaci |
Cena/cena | Bývá dražší než nerezová ocel kvůli vyšším nákladům na zpracování a výrobu | Je to obecně úsporné řešení široce používané ve zpracovatelském průmyslu | Titan je ideální pro klíčové aplikace, jako je medicína a letectví, nerezová ocel je preferována, když je předpokladem rozpočet |
Tvrdost | Vytváří tvrdou oxidovou vrstvu, která odolává většině sil s vysokým poměrem pevnosti k hmotnosti | Jeho tvrdost závisí na složení slitiny a použitém výrobním procesu | Titan i nerezová ocel jsou pevné a odolné kovy používané pro drsná prostředí |
Hmotnost | Jeho hustota je přibližně 4.51 g/cm³ | Jeho hustota se pohybuje kolem 7.9 g/cm³ | Titan je zhruba o 40 % lehčí než ocel stejného objemu |
Odolnost proti korozi | Je známý svou vynikající odolností proti korozi v celé řadě přírodních i umělých prostředí díky tvorbě oxidové vrstvy | Má střední odolnost proti korozi díky obsahu chrómu, který tvoří pasivní film | Nerezová ocel je v určitých prostředích a podmínkách náchylnější ke korozi než titan |
Elektrická vodivost | Jeho elektrická vodivost je asi 3.1 x 10^6 siemens/metr | Rozsah od 1.45 x 10^6 do 2.5 x 10^6 siemens/metr v závislosti na konkrétní třídě nerezové oceli | Nerezová ocel je obecně lepší vodič elektřiny než titan |
Tepelná vodivost | Jeho tepelná vodivost je asi 22 W/(m*K) | Liší se v závislosti na složení a může se pohybovat od 14.4 W/(m*K) do 72 W/(m*K) pro austenitické nerezové oceli | Obecně má nerezová ocel nižší tepelnou vodivost ve srovnání s titanem kvůli větší odolnosti vůči přenosu tepla |
Bod tání | Má bod tání 1,668 °C (3034 °F) | Obvykle má bod tání 1,400-1,500 °C (2,552-2,732 °F) | Titan má vyšší bod tání ve srovnání s nerezovou ocelí |
Obrábění | Je obtížné jej obrábět, protože jeho modul pružnosti je nízký, což naznačuje, že se snadno ohýbá a deformuje | Má vyšší modul pružnosti a nižší sklon k lepení na řezné nástroje, což usnadňuje obrábění | Obecně lze nerezovou ocel snáze obrábět než titan kvůli její nižší pevnosti a tvrdosti |
Tvarovatelnost | Má nižší tvárnost než nerezová ocel díky své nižší tažnosti a sklonu k mechanickému zpevnění | Je to tažný a tvárný kov, takže jej lze snadno tvarovat do různých tvarů, aniž by se zlomil nebo popraskal | Obvykle se s nerezovou ocelí pracuje snadněji a má lepší tvarovatelnost než titan |
Svařitelnost | Má vysoký bod tání a vysokou reaktivitu vůči kyslíku, což může znesnadňovat svařování | Má nižší reaktivitu na kyslík a jeho svařitelnost závisí na konkrétní použité slitině | Celkově je svařitelnost titanu náročnější než svařitelnost nerezové oceli |
Síla výtěžnosti | Je považován za jeden z nejpevnějších kovů na jednotku hmotnosti, protože vykazuje podobnou pevnost jako nerezová ocel při poloviční hustotě. | V závislosti na legujících prvcích se mez kluzu nerezové oceli pohybuje od 25 MPa do 2500 MPa | Nerezová ocel je lepší volbou pro projekty, které vyžadují celkovou pevnost, zatímco titan je preferován, když je nutná pevnost na jednotku hmotnosti |
Pevnost v tahu | Komerčně čistý titan má pevnost v tahu v rozmezí 240–410 MPa (megapascalů), zatímco některé vysoce pevné slitiny mohou mít pevnost v tahu až 1,400 XNUMX MPa. | Pevnost v tahu nerezové oceli se typicky pohybuje od 515-827 MPa v závislosti na jakosti a typu nerezové oceli | Pevnost v tahu nerezové oceli je obecně vyšší než u titanu |
Smyková síla | Smyková pevnost titanu se pohybuje od asi 300 do 580 MPa (43,500 84,000 až XNUMX XNUMX psi) | Typická pevnost ve smyku nerezové oceli se pohybuje od 400 do 800 MPa (58,000 116,000 až XNUMX XNUMX psi) | Nerezová ocel je vyšší než titan v odolnosti proti smykovému zatížení |
Vzhled/Barva | Titan je v přírodním stavu stříbrno-šedá barva | Nerezová ocel má více stříbrný nebo šedobílý odstín | Nerezová ocel bude mít po potažení nebo povrchové úpravě stále kovový lesk, zatímco přirozená barva titanu bude vždy viditelná |
Aplikace | Vysoký poměr pevnosti k hmotnosti | Vysoce univerzální | Titan: letectví, průmysl, architektura, spotřeba, šperky, lékařský průmysl, skladování jaderného odpadu; |
Titan vs. nerezová ocel – výhody a nevýhody
Nerezová ocel i titan mají jedinečné vlastnosti, díky nimž se lépe hodí pro vaše specifické potřeby. Pochopení výhod a nevýhod obou kovů vám pomůže při rozhodování. Zde jsou jejich pro a proti.
Výhody nerezové oceli
- Levné a snadno dostupné.
- Vysoká pevnost a odolnost.
- Vynikající odolnost proti korozi.
- Vynikající mechanické vlastnosti.
- Udržitelnost a ochrana životního prostředí.
- Vysoká pevnost a vynikající odolnost.
- Nerezová ocel je recyklovatelná.
- Snadné přizpůsobení.
- Zařízení z nerezové oceli se snadno čistí.
Nevýhody nerezové oceli
- Pevnost se sníží při vysokých teplotách.
- Zařízení z nerezové oceli je velmi těžké.
Výhody titanu
- Úžasná odolnost proti korozi.
- Vysoký bod tání a vysoká teplotní odolnost.
- Vysoká pevnost a lehkost.
- Netoxický a široce používaný v lékařském průmyslu.
- Dobrá biokompatibilita.
- Recyklovatelné.
Nevýhody titanu
- Nákladné.
- Nízká elasticita a snadná deformace.
- Obtížnost při těžbě, odlévání a zpracování.
Jak vybrat správný materiál pro váš projekt CNC obrábění: nerezová ocel nebo titan?
Slitiny titanu a nerezové oceli jsou široce používány v CNC obrábění. Pro hloubkovou analýzu výkonu těchto dvou materiálů během zpracování sestavil AN-Prototype na základě dlouholetých zkušeností srovnávací tabulku mezi těmito dvěma materiály. Můžete také navštívit naše stránky s podrobnostmi CNC obrábění nerezové oceli a CNC obrábění titanu služby pro podrobnější informace.
Titan | Nerezová ocel | |
Slitiny | Titanový stupeň 1 | Nerezová ocel 303 |
Výhody | Vysoký poměr pevnosti k hmotnosti | Dobrá tepelná odolnost |
Nevýhody | Vysoká cena | Magnetismus omezuje jejich použití |
Tolerance | Je dán požadovaným efektem a použitým titanem. Je dosažitelná tolerance ±0.005” (±0.13 mm). | Je určeno požadovaným efektem a přesnou použitou slitinou. Je dosažitelná tolerance ±0.005” (±0.13 mm). |
Tloušťka stěny | Minimální tloušťka stěny ±0.03” (±0.8 mm). | Minimální tloušťka stěny ±0.03” (±0.8 mm). |
Velikost součásti | Většinou rozhoduje dostupná geometrie stroje a součásti. | Většinou rozhoduje dostupná geometrie stroje a součásti. |
Dokončete | Jako obrobené, povrchové kalení, eloxování. | Jako obrobené, Práškové lakování, Tryskání perličkami. |
Proč investovat do čističky vzduchu?
CNC nerezové a titanové díly jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích a obě slitiny nabízejí vynikající kvalitu. Jakmile je použito správné vybavení a parametry, lze tyto kovové slitiny použít téměř pro všechna CNC obrábění. Použití správné nerezové oceli a slitin titanu vyžaduje důkladné pochopení jejich vlastností, prostředí zpracování, zamýšlené funkčnosti a dalších důležitých faktorů.
V AN-Prototype nabízíme Služby 5osého CNC obrábění pro více než 160 materiálových možností, od kovů po plasty a další speciální materiály. Náš tým zkušených inženýrů provádí hloubkovou analýzu, aby zajistil, že proces CNC obrábění splňuje specifické požadavky a toleranční limity pro vytvoření přesných součástí pro různé aplikace v různých průmyslových odvětvích. Máme tým vysoce kvalifikovaných odborníků, kteří využívají nejnovější CNC technologii, aby uvedli vaše návrhy do reality s maximální účinností, přesností a precizností.
Získat okamžitá nabídka a začněte svůj projekt CNC obrábění ještě dnes!