CNC megmunkálás a legelterjedtebb gyártási eljárás a feldolgozóiparban, és nagymértékben kompatibilis számos fémanyaggal. A fémanyagok közül a rozsdamentes acél és a titán a két leggyakrabban használt anyag egyedi alkatrészek vagy prototípusok CNC megmunkálásakor. Ez a két hasonló megjelenésű fémanyag nagyon sokoldalú. Körülöttünk CNC rozsdamentes acél és titán alkatrészek találhatók számos különböző alkalmazási területen.
És a kettő alkalmazási átfedése gyakori: például az orvostudományban mindig is a rozsdamentes acél dominált. Csak az 1980-as években kezdte fokozatosan felváltani a titán a rozsdamentes acélt a magasabb biokompatibilitás és a szilárdság/tömeg arány miatt. CNC rozsdamentes acél a titán alkatrészeket pedig széles körben használják a repülőgépiparban, a sugárhajtóművektől a pilótafülkéken át a futóművekig. Mind a rozsdamentes acél, mind a titán ütésálló, tartós és nagyon ellenáll a korróziónak. Ebben a cikkben részletes elemzést adunk a rozsdamentes acél és a titán közötti különbségekről a CNC megmunkálási folyamatban, különböző szempontok szerint, hogy segítsünk a legjobb anyag kiválasztásában a következő CNC projekthez.
A rozsdamentes acél acél és szén ötvözete, amely legalább 10.5 tömegszázalék krómot és legfeljebb 1.2 tömegszázalék szenet tartalmaz. A rozsdamentes acél korrózióállósága és mechanikai tulajdonságai tovább javíthatók további elemek, például nikkel, molibdén, titán, nióbium és mangán hozzáadásával. A rozsdamentes acél egy vagy több elemmel összekevert acél, hogy megváltoztassa tulajdonságait. Amikor a rozsdamentes acél levegővel, nedvességgel vagy vízzel érintkezik, vékony, át nem eresztő oxidfilm képződik a felületén. Ez a passzivált oxidréteg védi a felületét és egyedülálló öngyógyító képességgel rendelkezik.
5 féle rozsdamentes acél
A rozsdamentes acél öt különböző típusra osztható. Ezek tartalmazzák:
- Ferrites rozsdamentes acél
- Ausztenites rozsdamentes acél
- Martenzites rozsdamentes acél
- Duplex rozsdamentes acél
- PH rozsdamentes acél
Ferrites rozsdamentes acél
A ferrites rozsdamentes acélok körülbelül 10.5-30% krómot tartalmaznak, kevesebb szenet tartalmaznak (C<0.08%), és nem tartalmaznak nikkelt. A ferrites rozsdamentes acélok túlnyomórészt ferrites mikroszerkezettel rendelkeznek minden hőmérsékleten, és hőkezeléssel és edzéssel nem edzhetők. Bár egyes ferrites minőségek akár 4.00% molibdént is tartalmaznak, a króm az elsődleges fémötvözet komponens. Ezenkívül viszonylag alacsony a szilárdságuk magas hőmérsékleten. A ferrites acél legnagyobb előnye, hogy ellenáll a feszültségkorróziós repedéseknek. Ez a képesség vonzó alternatívává teszi az ausztenites rozsdamentes acélokat olyan alkalmazásokban, ahol az SCC kloridos környezetben fordul elő. A ferrites rozsdamentes acél egyes fajtái, például a 430-as rozsdamentes acél erős korrózióállósággal és nagy hőállósággal rendelkeznek.
430 rozsdamentes acél
A 430-as rozsdamentes acél kiváló korrózióállósággal, nagyobb hővezető képességgel, alacsonyabb hőtágulási együtthatóval és jobb hőfáradási ellenállással rendelkezik, mint az ausztenites rozsdamentes acél. A titán stabilizáló elemet tartalmazza, így a hegesztés erős mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. A 430-as rozsdamentes acélt gyakran használják építészeti dekorációban, tüzelőanyag-égő alkatrészekben, háztartási készülékekben és háztartási készülékek alkatrészeiben.
A 430F a 430-as rozsdamentes acél továbbfejlesztett változata, javítva a vágási teljesítményt. Főleg automatizált esztergagépek, csavarok és anyák gyártásához használják. A 430LX egy olyan ötvözet, amely Ti vagy Nb-t ad a 430-as acélhoz a széntartalom csökkentése, valamint a feldolgozási és hegesztési tulajdonságok javítása érdekében. Főleg melegvíz-tartályok, melegvíz-ellátó rendszerek, szaniterek, háztartási gépek, tartós készülékek, kerékpár lendkerekek stb. gyártására használják.
Austenites rozsdamentes acél
Az ausztenites rozsdamentes acélok Cr-tartalma 16% és 25% között van, és nitrogént is tartalmazhatnak, mindkettő javítja korrózióállóságukat. Az összes rozsdamentes acél közül az ausztenites rozsdamentes acélok rendelkeznek a legnagyobb korrózióállósággal, valamint kiváló alacsony hőmérsékleti tulajdonságokkal és magas hőmérsékleten való szilárdsággal. Ausztenites rozsdamentes acélA nikkel, a mangán és a nitrogén elemek határozzák meg az ausztenites rozsdamentes acél nem mágneses felületközpontú köbös (fcc) mikroszerkezetét és könnyű hegeszthetőségét.
Az ausztenites rozsdamentes acél nem edzhető hőkezeléssel, de más módszerekkel nagy szilárdsági szintre edzhető, miközben megőrzi a jó hajlékonyságot és szívósságot. A legismertebb ausztenites rozsdamentes acélfajták a 304 rozsdamentes acél és a 316 rozsdamentes acél. Kiválóan ellenállnak a különböző környezeti feltételeknek és a korrozív közegek széles választékának.
304 rozsdamentes acél
Az ausztenites rozsdamentes acélok közül a 304-es rozsdamentes acélt széles körben használják. Fő kémiai eleme a vas, de magas nikkeltartalma (8-10.5 tömeg%) és krómtartalma (18-20 tömegszázalék), emellett egyéb ötvöző komponenseket is tartalmaz, például mangánt, szilíciumot és szén. Magas króm- és nikkeltartalmának köszönhetően a 304-es rozsdamentes acél jó korrózióállósággal rendelkezik. A 304-es rozsdamentes acél általános felhasználási területei közé tartoznak a hűtőszekrények és a mosogatógépek, a kereskedelmi élelmiszer-feldolgozó berendezések, a kötőelemek, a csövek, a hőcserélők és még sok más.
316 rozsdamentes acél
A 316 rozsdamentes acél hasonló a 304-hez. Főleg vasat, valamint nagy koncentrációban krómot és nikkelt tartalmaz. Szilíciumot, mangánt és szenet is tartalmaz. A 304-es és a 316-os rozsdamentes acél kémiai összetétele eltérő, a 316-os 2-3 tömeg% molibdént tartalmaz, míg a 304-ben a molibdéntartalom elhanyagolható. A 316-os fokozat nagyobb korrózióállósággal rendelkezik a nagyobb molibdéntartalom miatt. Amikor a tengeri alkalmazásokhoz használt ausztenites rozsdamentes acélokról van szó, a 316-os rozsdamentes acélt gyakran az egyik legjobb választásnak tekintik. A 316-os rozsdamentes acélt gyakran használják vegyipari feldolgozó és tároló berendezésekben, finomítókban, orvosi berendezésekben és tengeri környezetben is, különösen a kloridokat tartalmazó környezetben.
Martenzites rozsdamentes acél
A martenzites rozsdamentes acél hasonló a ferrites acélhoz, mivel 12-14% krómot és 0.2-1% molibdént tartalmaz, de széntartalma eléri az 1% -ot, és általában nem tartalmaz nikkelt. Mivel a martenzites rozsdamentes acél több szenet tartalmaz, mint a szén és az alacsony ötvözetű acélok, keménysége növelése érdekében hűthető és temperálható. A martenzites rozsdamentes acél közepesen ellenáll a korróziónak, erős és enyhén törékeny. Az ausztenites rozsdamentes acéltól eltérően a martenzites rozsdamentes acél mágneses, és roncsolásmentesen tesztelhető mágneses részecskék vizsgálati módszereivel. A martenzites rozsdamentes acélból készült tipikus termékek közé tartoznak az étkészletek és az orvosi sebészeti műszerek.
Duplex rozsdamentes acél
Ahogy a neve is sugallja, a duplex rozsdamentes acél a két leggyakoribb rozsdamentes acéltípus keveréke. Ausztenitből és ferritből álló vegyes mikroszerkezettel rendelkeznek, ami 50/50 keveréket eredményez, míg a kereskedelmi duplex rozsdamentes acélötvözetek aránya 40/60 lehet. A duplex rozsdamentes acélok korrózióállósága nagyjából megegyezik az ausztenites rozsdamentes acélokéval. Ennek ellenére a feszültségkorrózióval szembeni ellenállásuk (különösen a kloridos feszültségkorróziós repedésekkel szemben), a szakítószilárdságuk és a folyáshatáruk (az ausztenites rozsdamentes acélokénak körülbelül kétszerese) általában nagyobb. A duplex rozsdamentes acél széntartalma általában kevesebb, mint 0.03%. Krómtartalmuk 21.00-26.00%, nikkeltartalmuk 3.50-8.00%. A duplex rozsdamentes acélok molibdént tartalmazhatnak (legfeljebb 4.50%). A duplex rozsdamentes acélok szívóssága és alakíthatósága általában az ausztenites és ferrites acélok között van.
A duplex acélokat korrózióállóságuk alapján a következőkre osztják: standard duplex acélok, szuperduplex acélok és egyszerűsített duplex acélok. A szuperduplex acélok nagyobb szilárdságot és ellenállást biztosítanak minden típusú korrózióval szemben, mint a hagyományos ausztenites acélok. A szuperduplex acélokat gyakran használják tengeri, petrolkémiai üzemekben, földgázüzemekben, sótalanító üzemekben, hőcserélőkben és papírgyártásban.
PH rozsdamentes acél
A PH rozsdamentes acél (kicsapással edzett rozsdamentes acél) körülbelül 17% krómot és 4% nikkelt tartalmaz, ami a martenzites és ausztenites tulajdonságok optimális kombinációja. A PH rozsdamentes acélok arról ismertek, hogy hőkezeléssel nagy szilárdságot alakítanak ki (hasonlóan a martenzites rozsdamentes acélokhoz), és az ausztenites rozsdamentes acélok korrózióállóságával is rendelkeznek. Ezek az ötvözetek még magas hőmérsékleten is megőrzik szilárdságukat és korrózióállóságukat, így ideálisak a repülőgépiparban való használatra.
A csapadékkal edzett rozsdamentes acélok nagyobb szakítószilárdsággal rendelkeznek a martenzit vagy ausztenit mátrix hőkezelési technikák által okozott kiválásos keményedése miatt. A csapadékos edzésű rozsdamentes acélt egy vagy több elem hozzáadásával edzik: réz, alumínium, titán, nióbium és molibdén. A PH rozsdamentes acél általában a legjobb választás az összes rendelkezésre álló rozsdamentes acél nagy szilárdsága, szívóssága és korrózióállósága szempontjából.
Mi a titán?
A titán ezüstös, fényes fém, sűrűsége 4.506 g/cm3, olvadáspontja 1,668°C. A titán két legkiemelkedőbb tulajdonsága a korrózióállóság és a legmagasabb szilárdság-tömeg arány. A titán 30%-kal erősebb, mint az acél, de közel 43%-kal könnyebb és 60%-kal nehezebb, mint az alumínium, de kétszer olyan erős. A titán alacsony hőtágulási együtthatóval és nagy keménységgel rendelkezik. Bár a titán nem olyan kemény, mint egyes hőkezelt acélok, nem mágneses, nem mutat képlékeny és rideg átmenetet, jó a biokompatibilitása, és rossz hő- és elektromos vezető. A titán azonban gyorsan felszívja az oxigént és a nitrogént 500 °C feletti hőmérsékleten, ami potenciálisan ridegedési problémákhoz vezethet. A titán számos nagy teljesítményű alkalmazásban fontos, beleértve a repülőgépgyártást, az autógyártást, az orvostudományt, a robotikát, a luxushajózási berendezéseket és az ipari gépeket.
Tipikus minőségű titán
#1 1. osztály
Az 1. fokozatú titán az első a négy kereskedelmi tisztaságú titán közül. Ez a tiszta titán legrugalmasabb és leghajlékonyabb minősége. Az 1. fokozatú titán maximális alakíthatóságot, legjobb korrózióállóságot és legnagyobb ütésállóságot kínál. Ezeknek a kiváló tulajdonságoknak köszönhetően az 1. osztályú titánlemez és -csövek a választott anyag minden olyan alkalmazáshoz, amely megköveteli a könnyű alakítást. Íme néhány példa:
- vegyi feldolgozás
- Sótalanítás
- Építészet
- Orvosi ipar
- Tengeri ipar
- Autó alkatrészek
- Repülőgép szerkezet
#2 2. osztály
A 2-es fokozatú titán a kereskedelmileg tiszta titán „munkalovaként” ismert, és számos tulajdonsága hasonló az 1-es osztályú titánhoz, de lényegesen erősebb. Mindkettő azonos korrózióállóságú. A 2. fokozatú titán kiváló hegeszthetőséget, szilárdságot, hajlékonyságot és alakíthatóságot kínál. Ezért a 2-es fokozatú titán rudak és lemezek az első választás számos alkalmazáshoz:
- Építészet
- Orvosi ipar
- Tengeri ipar
- Kipufogócső védő
- Repülőgép bőr
- vegyi feldolgozás
- Klór gyártósor
#3 3. osztály
A 3. fokozatú titán a legritkábban használt kereskedelmi tisztaságú titán, de ettől még nem lesz kevésbé értékes. A 3. fokozat erősebb, mint az 1. és 2. fokozat, hasonló a hajlékonysága, de valamivel kisebb az alakíthatósága, de magasabb a mechanikai tulajdonságai. A 3-as szint közepes szilárdságot és jelentős korrózióállóságot igénylő alkalmazásokhoz használatos. Íme néhány példa:
- Repülőtéri szerkezetek
- Vegyi feldolgozás
- Orvosi ipar
- Tengeri ipar
#4 4. osztály
A 4. fokozatú titán a legerősebb a négy kereskedelmi tisztaságú titán közül, és magas korrózióállóságáról, alakíthatóságáról és hegeszthetőségéről ismert. Bár a 4. fokozatú titánt hagyományosan a következő ipari alkalmazásokban használják, újabban gyakran használják orvosi eszközökben. Nagy szilárdságot igénylő alkalmazásokban szükséges:
- Repülőgép alkatrészek
- Kriogén tartály
- Hőcserélő
- CPI eszköz
- Kondenzátor csövek
- Sebészeti berendezések
Titánötvözet
A titánötvözetek kiváló mechanikai tulajdonságokkal és CNC megmunkálási tulajdonságokkal rendelkeznek, például nagy szilárdság/sűrűség arány, nagy korrózióállóság, nagy kifáradási repedésállóság, mérsékelten magas hőmérsékletekkel szembeni ellenállás, kúszás nélkül stb., és széles körben használják szerkezeti anyagként repülőipar. Szuperszonikus repülőgépek és űrhajók, valamint nem repülési szegmensek, például katonai, autóipari és sportszerek. Mivel a titánötvözetek biológiailag kompatibilisek, nem mérgezőek és a szervezet nem utasítja el őket, népszerűek az orvosi alkalmazásokban is, beleértve a sebészeti eszközöket és implantátumokat, például ízületi pótlásokat, amelyek akár 20 évig is eltarthatnak.
Tipikus titánötvözet
#1 7. osztály
A 7-es fokozatú titán mechanikailag és fizikailag azonos a 2-es fokozattal, és a palládium intersticiális elemét tartalmazza. A 7-es fokozatú titánötvözet a legkorrózióállóbb az összes titánötvözet közül, jó hegeszthetősége, megmunkálhatósága és korrózióállósága. A 7. szintet gyakran használják vegyipari gyártósorok alkatrészeinek gyártására.
#2 11. osztály
A 11-es fokozatú titán hasonló az 1-eshez, és nyomokban palládiumot adnak hozzá a korrózióállóság javítása érdekében. Ez a korrózióállóság fontos a rés-erózió megelőzésében és a savszint csökkentésében kloridos környezetben. A 11-es fokozatú titán tulajdonságai közé tartozik még a nagy alakíthatóság, hidegen alakíthatóság, megbízható szilárdság, ütésállóság és hegeszthetőség. Ez az ötvözet ugyanazokhoz a titán alkalmazásokhoz alkalmas, mint az 1. fokozat, különösen ahol a korrózió problémát jelent, mint például:
- Vegyi termelés
- Klórgyártás
- Sótalanítás
- Alkalmazások az óceánban
#3 12. osztály
A 12-es fokozatú titán kiváló hegeszthetősége kiváló titánötvözetté teszi. Ez egy hosszú élettartamú ötvözet, nagy szilárdsággal magas hőmérsékleten. A 12-es fokozatú titán ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkezik, mint a 300-as sorozatú rozsdamentes acél. Ez az ötvözet melegen vagy hidegen gyártható présfékek, hidraulikus prések, húzó- vagy ejtősúly módszerekkel. Mivel sokféle formában formázható, sokféle felhasználási területen értékes. A 12-es fokozatú titán korrózióállósága fontos a berendezésgyártók számára, ahol a réskorrózió probléma. A 12-es fokozat a következő iparágakhoz és alkalmazásokhoz alkalmas:
- Hőcserélő és ház
- Hidrometallurgiai alkalmazások
- Magas hőmérsékletű vegyszergyártás
- Tengeri és repülőgép alkatrészek
Rozsdamentes acél vs. titán: mi a különbség?
A titánt és a rozsdamentes acélt széles körben használják különféle fogyasztói és ipari alkalmazásokban. Mi a különbség a rozsdamentes acél és a titán között? A titán és a rozsdamentes acél egyedi tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek különböznek egymástól. A könnyebb megértés érdekében összehasonlítjuk a titánt és a rozsdamentes acélt különböző tulajdonságokkal.
#1 Elemi összetétel
A titán és a rozsdamentes acél elemi összetétele eltérő. Általánosságban elmondható, hogy a kereskedelemben kapható tiszta titán titánt használ fő elemként, és nitrogént, hidrogént, oxigént, szenet, vasat, nikkelt és egyéb elemeket is tartalmaz 0.013-0.5% tartalommal. A titán más fémekkel kombinálható erősebb titánötvözetek kialakítására, amelyek rendkívül korrózióállóak, de könnyűek. A rozsdamentes acél ezzel szemben sokféle elemből épül fel, és az acél csak akkor korrózióálló, ha a Cr-tartalom elér egy bizonyos értéket, tehát legalább 10.5% krómot és további elemeket tartalmaz, az egyéb ötvözetkomponensek pedig kb. 0.03%-tól több mint 1.00%-ig. A rozsdamentes acél krómtartalma segít megelőzni a korróziót és hőállóságot biztosít. További elemek az alumínium, szilícium, kén, nikkel, szelén, molibdén, nitrogén, titán, réz és nióbium.
# 2 Sűrűség
A titán fém sűrűsége 4.51 g/cm3, a rozsdamentes acélé 7.70-7.90 g/cm3. A titán sokkal könnyebb, mint a rozsdamentes acél, így ideális olyan alkalmazásokhoz, ahol a súly elsődleges szempont. Ezenkívül a titánnak nagyobb a szilárdság-tömeg aránya, mint a rozsdamentes acélnak, ami azt jelenti, hogy nagyobb súlyt bír el, miközben könnyű.
#3 Olvadáspont
A titán olvadáspontja 3,027 °C. A rozsdamentes acél olvadáspontja 1,416-1,537°C. A titánnak sokkal magasabb olvadáspontja van, mint a rozsdamentes acélnak, így alkalmas extrém hőmérsékletet igénylő alkalmazásokhoz. Ezen túlmenően, mivel a titánötvözetek jobban ellenállnak a magas hőmérsékletnek, mint a rozsdamentes acél, jól alkalmazhatók repülőgép- és autóipari alkalmazásokban.
# 4 Keménység
Az anyag keménysége a felületén lévő maratásra, deformációra, karcolásokra vagy horpadásokra adott reakciójára utal. A Brinell keménységi tesztet a nagy szilárdságú anyagok gyártói és fogyasztói használják.
Míg a rozsdamentes acél Brinell keménysége nagymértékben változik az ötvözet összetételétől és a hőkezeléstől függően, általában szívósabb, mint a titán. A titán viszont gyorsan deformálódhat, ha benyomódik vagy megkarcolódik. Ennek elkerülésére a titán egy titán-oxid rétegnek nevezett oxidréteget fejleszt ki, amely rendkívül kemény felületet hoz létre, amely ellenáll a maximális behatoló nyomásnak. A rozsdamentes acél Brinell keménysége jellemzően 180-400 tartományban van, míg a titán Brinell keménysége 100-200 tartományban van.
#5 Korrózióállóság
A titánötvözet korrózióállósága sokkal jobb, mint a rozsdamentes acélé, és széles körben használják nedves légkörben és tengervízben; erősen ellenáll a pontkorróziónak, a savas korróziónak és a feszültségkorróziónak; kiválóan ellenáll a lúgoknak, kloridoknak, klórnak, salétromsavnak, kénsavnak stb. korrózióálló. A titánnak azonban gyenge a korrózióállósága a redukáló oxigénnel és a krómsóval szemben.
A rozsdamentes acél azonban a króm jelenléte miatt nagyon ellenálló lehet a korrózióval szemben. Ez az ötvözet nem csak javítja a fém korrózióállóságát, hanem tartósabbá is teszi.
# 6 Tartósság
Egy anyag azon képessége, hogy a felezési ideje alatt szükségtelen javítás vagy karbantartás nélkül tovább tud működni, az anyag tartósságának mutatója. A titán és a rozsdamentes acél egyaránt tartósak kiváló tulajdonságaiknak köszönhetően. A titán körülbelül 3-4-szer erősebb, mint a rozsdamentes acél.
# 7 Rugalmasság
A rugalmasság az anyag rugalmasságának mértéke. Ez azt jelenti, hogy kiértékeli, hogy egy anyag milyen könnyen hajlítható vagy deformálódhat. A rozsdamentes acél normál rugalmassága 200 GPa, míg a titáné 115 GPa. Mivel a legtöbb ötvözet rugalmasabb, a rozsdamentes acél ebben a tekintetben gyakran felülmúlja a titánt. Hasonlóképpen, a nagyobb rugalmasság megkönnyíti a rozsdamentes acél CNC-marását és a különböző alkatrészek gyártását. Ez egy fontos mutató, mert közvetlenül befolyásolja a CNC megmunkálás költségeit.
# 8 Szakítószilárdság
Egy anyag végső szakítószilárdsága a műszaki feszültség-nyúlás görbe maximális értéke. Ez az a maximális feszültség, amelyet a feszített anyag ellenáll. Legtöbbször a végső szakítószilárdságot szakítószilárdságnak vagy végső szakítószilárdságnak rövidítik. A rozsdamentes acélnak nagyobb a szakítószilárdsága, mint a titánnak.
Fontos megjegyezni, hogy míg a rozsdamentes acél nagyobb szilárdságú, a titán erősebb tömegegységenként. Ezért, ha az általános szilárdság az alkalmazás kiválasztásának elsődleges hajtóereje, gyakran a rozsdamentes acél a legjobb választás. Ha a súly a legfontosabb, a titán jobb választás lehet.
# 9 Hozamerő
Egy anyag folyáshatára vagy folyáshatára az a feszültség, amelynél deformálódik. A 304L rozsdamentes acél folyáshatára 210 MPa, míg a Ti-6AI-4V (titán minőségű) folyáshatára 1100 MPa. Amint az a rugalmasságbeli különbségből látható, a titánt nehezebb előállítani, de tömegegységenként erősebb. Ezenkívül a titán biokompatibilis, míg a rozsdamentes acél nem teljesen biokompatibilis. Emiatt a titán kiváló választás az orvosi felhasználások széles körében.
#10 súly
Az egyik jelentős különbség a titán és a rozsdamentes acél között a súlyuk. A titánnak magas a szilárdság/tömeg aránya, ami lehetővé teszi, hogy nagyjából ugyanolyan szilárdsági szintet biztosítson, mint a rozsdamentes acél, miközben súlya mindössze 40%-a. Ezért a titán kritikus fontosságú olyan alkalmazásokban, amelyek minimális súlyt és maximális szilárdságot igényelnek. Ez az oka annak, hogy a titán hasznos repülőgép-alkatrészekben és más súlyérzékeny alkalmazásokban. Az acélt viszont autóvázak és egyéb tárgyak készítésére használják, de gyakran nehéz könnyebbé tenni.
#11 Ár
Árát tekintve a titán drágább, mint a rozsdamentes acél. Ennek eredményeként drágábbá válik bizonyos, nagy mennyiségű titánt igénylő iparágakban, például az űriparban. Ha a költség fontos tényező, a rozsdamentes acél jobb lehet, mint a titán, ha mindkettő elég jó.
A rozsdamentes acél megfizethető megoldás. Mivel vasban és szénben nincs hiány a Földön, könnyebb elkészíteni. Ezenkívül a rozsdamentes acélnak nincsenek összetett CNC megmunkálási követelményei. A rozsdamentes acél ára viszont a lehetőségek széles skálája miatt igen eltérő. A szén- és vasötvözetek a legalacsonyabb költségek. A krómból, cinkből vagy titánból készült rozsdamentes acélok drágábbak lesznek.
#12 Feldolgozhatóság
A titánt nehezebb CNC megmunkálni, mint a rozsdamentes acélt, speciális vágószerszámokat és hűtőfolyadékot igényel a titán munkadarab kopásának megakadályozása érdekében. A rozsdamentes acél viszont könnyebben megmunkálható szabványos gyorsacél (HSS) vagy keményfém szerszámokkal. Összességében a rozsdamentes acélnak számos előnye van a titánnal szemben, ha CNC megmunkálhatóságról van szó.
#13 Plaszticitás
A titán viszonylag kevésbé alakítható, míg a rozsdamentes acél különféle ötvözetek hozzáadásával rugalmasabbá tehető. Ezért a rozsdamentes acélt általában könnyebb a kívánt formára megmunkálni, mint a titánt.
# 14 Hegesztés
A titánötvözetek hegeszthetők gázvolfrám ívhegesztéssel (GTAW) vagy plazmaívhegesztéssel (PAW). Ezzel szemben a rozsdamentes acélt gyakrabban kötik össze MIG és AWI hegesztési módszerekkel. A titán nehezen hegeszthető, képzett hegesztőt és speciális szerszámokat igényel, míg a rozsdamentes acél könnyebben hegeszthető. Mindkét fém hegesztés utáni rendszeres tisztítást és karbantartást igényel, hogy jó állapotban maradjanak és megelőzzék a korróziót.
#15 Hővezetőképesség
A titán hővezető képessége λ=15.24 W/(mK), ami körülbelül 1/4 nikkel, 1/5 vas és 1/14 alumínium. A különböző titánötvözetek hővezető képessége körülbelül 50%-kal alacsonyabb, mint a titáné.
A rozsdamentes acél hővezető képessége 20-60 W/(mK) között mozog. Általánosságban elmondható, hogy a rozsdamentes acélnak nagyobb a hővezető képessége, mint a titánnak, így jobban megfelel a hőátadást vagy gyors hűtést igénylő alkalmazásokhoz.
#16 Vezetőképesség
A titán vezetőképessége 18MS/m, a rozsdamentes acél 10-50MS/m, a réz vezetőképessége 100-400MS/m. Összességében a réz sokkal vezetőbb, mint a titán vagy a rozsdamentes acél, így jobban megfelel a nagy vezetőképességet igénylő alkalmazásokhoz. A titán azonban sokkal könnyebb, mint a réz és a rozsdamentes acél, és súlyelőnye miatt bizonyos alkalmazásokban előnyösebb.
#17 Alkalmazási területek
A rozsdamentes acél és a titán felhasználási területei nagyon eltérőek. A rozsdamentes acél ideális építőipari, papír-, cellulóz- és biomassza-átalakításhoz, vegyi és petrolkémiai feldolgozáshoz, élelmiszer- és italgyártáshoz, energiához, lőfegyverekhez, autóiparhoz, orvosi iparhoz és 3D nyomtatáshoz. A titán viszont kiválóan alkalmas repülésre, fogyasztói alkalmazásokra, ékszerekre, orvosi iparra és nukleáris hulladék tárolására.
A titán és a rozsdamentes acél közötti különbségek összehasonlító táblázata
A titán és a rozsdamentes acél egyedi és figyelemre méltó tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek megkülönböztetik őket egymástól. Az összehasonlítás tisztázása érdekében táblázatba foglaltuk a kettő közötti különbségeket.
Ingatlanok | Titán | Rozsdamentes acél | Következtetés |
Tartósság | Könnyebb és korrózióállóbb fém, valamint jobban ellenáll a magas hőmérsékletnek és a hősokknak, mint a rozsdamentes acél | A titánnál jobban ellenáll a karcolásoknak és horpadásoknak, és nem porózus felületének köszönhetően könnyebben karbantartható | A titán és a rozsdamentes acél is rendkívül tartós fémek, a választás az adott alkalmazástól függ |
Kiadás | Magasabb feldolgozási és gyártási költségei miatt általában drágább, mint a rozsdamentes acél | Ez általában egy költségkímélő megoldás, amelyet széles körben használnak a feldolgozóiparban | A titán ideális olyan kulcsfontosságú alkalmazásokhoz, mint az orvosi és a repülés, a rozsdamentes acélt részesítik előnyben, ha a költségvetés az előfeltétel |
Keménység | Kemény oxidréteget képez, amely ellenáll a legtöbb erőnek, nagy szilárdság/tömeg arány mellett | Keménysége az ötvözet összetételétől és az alkalmazott gyártási eljárástól függ | Mind a titán, mind a rozsdamentes acél erős és tartós fémek, amelyeket durva környezetben használnak |
Súly | Sűrűsége körülbelül 4.51 g/cm³ | Sűrűsége körülbelül 7.9 g/cm³ | A titán nagyjából 40%-kal könnyebb, mint az azonos térfogatú acél |
Korróziós ellenállás | Kiváló korrózióállóságáról ismert természetes és mesterséges környezetben, az oxidréteg kialakulásának köszönhetően | Passzív filmet képező krómtartalmának köszönhetően közepes korrózióállóságú | A rozsdamentes acél bizonyos környezetben és körülmények között érzékenyebb a korrózióra, mint a titán |
Elektromos vezetőképesség | Elektromos vezetőképessége körülbelül 3.1 x 10^6 siemens/méter | 1.45 x 10^6 és 2.5 x 10^6 siemens/méter közötti tartomány a rozsdamentes acél adott minőségétől függően | A rozsdamentes acél általában jobb elektromos vezető, mint a titán |
Hővezető | Hővezető képessége körülbelül 22 W/(m*K) | Összetételétől függően változik, és 14.4 W/(m*K) és 72 W/(m*K) között változhat az ausztenites rozsdamentes acélok esetében | A rozsdamentes acél általában alacsonyabb hővezető képességgel rendelkezik, mint a titán, mivel nagyobb hőátadási ellenállása |
Olvadáspont | Olvadáspontja 1,668°C (3034°F) | Olvadáspontja jellemzően 1,400-1,500°C (2,552-2,732°F) | A titán olvadáspontja magasabb, mint a rozsdamentes acél |
megmunkálhatósága | Nehéz megmunkálni, mivel alacsony a rugalmassági modulusa, ami azt jelzi, hogy könnyen hajlik és deformálódik | Magasabb a rugalmassági modulusa és kisebb a vágószerszámokhoz való ragaszkodási hajlama, így könnyebben megmunkálható | Általában a rozsdamentes acél könnyebben megmunkálható, mint a titán az alacsonyabb szilárdsága és keménysége miatt |
Alakíthatóság | Alacsonyabb alakíthatósága, mint a rozsdamentes acélé, mivel kisebb a hajlékonysága és a munkaedzési hajlam | Ez egy képlékeny és alakítható fém, így könnyen formázható különféle formákba törés vagy repedés nélkül | Általában a rozsdamentes acél könnyebben megmunkálható, és jobban alakítható, mint a titán |
Hegeszthetőség | Magas olvadáspontja és nagy az oxigénre való reakciókészsége, ami megnehezítheti a hegesztést | Alacsonyabb az oxigénre való reaktivitása, hegeszthetősége az alkalmazott ötvözettől függ | Összességében a titán hegeszthetősége nagyobb kihívást jelent, mint a rozsdamentes acélé |
Folyáshatár | Az egységnyi tömegre vetített egyik legerősebb fémnek tartják, mivel a rozsdamentes acélhoz hasonló szilárdságot mutat, fele akkora sűrűséggel | A rozsdamentes acél folyáshatára az ötvözőelemektől függően 25 MPa és 2500 MPa között változik. | A rozsdamentes acél jobb választás az általános szilárdságot igénylő projektekhez, míg a titánt részesítjük előnyben, ha az egységnyi tömegre van szükség |
Szakítószilárdság | A kereskedelemben tiszta titán szakítószilárdsága 240-410 MPa (megapascal), míg egyes nagy szilárdságú ötvözetek szakítószilárdsága akár 1,400 MPa is lehet. | A rozsdamentes acél szakítószilárdsága a rozsdamentes acél minőségétől és típusától függően általában 515-827 MPa | A rozsdamentes acél szakítószilárdsága általában nagyobb, mint a titáné |
Nyírószilárdság | A titán nyírószilárdsága körülbelül 300 és 580 MPa (43,500 84,000 és XNUMX XNUMX psi) között van. | A rozsdamentes acél tipikus nyírószilárdsága 400 és 800 MPa (58,000 116,000 és XNUMX XNUMX psi) között van. | A rozsdamentes acél nyíróterheléssel szembeni ellenállása nagyobb, mint a titáné |
Megjelenés/Szín | A titán természetes állapotában ezüstszürke színű | A rozsdamentes acél inkább ezüstös vagy szürkésfehér árnyalatú | A rozsdamentes acél a bevonat vagy a befejezés után is fémszerű fényt kap, míg a titán természetes színe mindig látható lesz |
Alkalmazási területek | Nagy szilárdság / tömeg arány | Nagyon sokoldalú | Titán: Repülési, ipari, építészeti, fogyasztási, ékszer, orvosi ipar, nukleáris hulladék tárolása; |
Titán kontra rozsdamentes acél – előnyei és hátrányai
Mind a rozsdamentes acél, mind a titán egyedi tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek jobban megfelelnek az Ön egyedi igényeinek. Mindkét fém előnyeinek és hátrányainak megértése segít a döntésben. Itt vannak az előnyeik és hátrányaik.
A rozsdamentes acél előnyei
- Olcsó és könnyen beszerezhető.
- Nagy szilárdság és tartósság.
- Kiváló korrózióállóság.
- Kiváló mechanikai tulajdonságok.
- Fenntarthatóság és környezetvédelem.
- Nagy szilárdság és kiváló tartósság.
- A rozsdamentes acél újrahasznosítható.
- Könnyen testreszabható.
- A rozsdamentes acél berendezések könnyen tisztíthatók.
A rozsdamentes acél hátrányai
- Magas hőmérsékleten az erő csökken.
- A rozsdamentes acél berendezés nagyon nehéz.
A titán előnyei
- Csodálatos korrózióállóság.
- Magas olvadáspont és magas hőmérsékletállóság.
- Nagy szilárdságú és könnyű.
- Nem mérgező és széles körben használják az orvosi iparban.
- Jó biokompatibilitás.
- Újrahasznosítható.
A titán hátrányai
- Drága.
- Alacsony rugalmasság és könnyen deformálható.
- Nehézségek az extrakció, öntés és feldolgozás során.
Hogyan válasszuk ki a megfelelő anyagot CNC megmunkálási projektjéhez: rozsdamentes acél vagy titán?
A titán és a rozsdamentes acél ötvözeteit széles körben használják a CNC megmunkálásban. E két anyag feldolgozás közbeni teljesítményének mélyreható elemzéséhez az AN-Prototype több éves tapasztalat alapján összeállított egy összehasonlító táblázatot a kettő között. Részletező oldalainkat is megtekintheti CNC megmunkálás rozsdamentes acélból és a CNC megmunkálás titán szolgáltatások átfogóbb részletekért.
Titán | Rozsdamentes acél | |
Ötvözetek | Titán 1. fokozat | Rozsdamentes acél 303 |
Előnyök | Nagy szilárdság / tömeg arány | Jó hőállóság |
Hátrányok | Magas ár | A mágnesesség korlátozza használatukat |
tűrések | A kívánt hatás és a felhasznált titán határozza meg. ±0.005” (±0.13 mm) tűrés érhető el. | A kívánt hatás és a pontos felhasznált ötvözet határozza meg. ±0.005” (±0.13 mm) tűrés érhető el. |
Falvastagság | Minimális falvastagság ±0.03” (±0.8 mm). | Minimális falvastagság ±0.03” (±0.8 mm). |
Alkatrész mérete | Leginkább a rendelkezésre álló gép és alkatrész geometriája dönti el. | Leginkább a rendelkezésre álló gép és alkatrész geometriája dönti el. |
befejezi | Megmunkált, tok edzés, eloxálás. | Megmunkált, Porszórt bevonat, Gyöngyszemcseszórás. |
Következtetés
A CNC rozsdamentes acél és titán alkatrészeket széles körben használják különféle iparágakban, és mindkét ötvözet kiváló minőséget kínál. A megfelelő berendezések és paraméterek használata után ezek a fémötvözetek szinte minden CNC megmunkáláshoz felhasználhatók. A megfelelő rozsdamentes acél és titánötvözetek használata megköveteli tulajdonságaik, feldolgozási környezetük, tervezett funkcionalitásuk és egyéb fontos tényezők alapos megértését.
Az AN-Prototype-nál kínálunk 5 tengelyes CNC megmunkálási szolgáltatások több mint 160 anyagválasztékkal, a fémektől a műanyagokig és más speciális anyagokig. Szakképzett mérnökeinkből álló csapatunk mélyreható elemzést végez annak biztosítása érdekében, hogy a CNC megmunkálási folyamat megfeleljen a specifikus követelményeknek és a tűréshatároknak, hogy precíz alkatrészeket hozzon létre a különféle iparágakban. Magasan képzett szakértőkből álló csapatunk van, akik a legújabb CNC technológiát alkalmazzák, hogy terveit maximális hatékonysággal, pontossággal és precizitással valósítsák meg.
Kap egy azonnali idézet és kezdje el CNC megmunkálási projektjét még ma!