CNC-bewerking is het meest voorkomende productieproces in de productie-industrie en is zeer compatibel met een verscheidenheid aan metalen materialen. Van de metalen materialen zijn roestvrij staal en titanium de twee meest gebruikte materialen bij het CNC-bewerkingen van op maat gemaakte onderdelen of prototypes. Deze twee metalen materialen met een vergelijkbaar uiterlijk zijn zeer veelzijdig. Overal om ons heen vinden we CNC roestvrijstalen en titanium onderdelen in veel verschillende toepassingen.
En de toepassingsoverlapping tussen deze twee is gebruikelijk: op medisch gebied heeft roestvrij staal bijvoorbeeld altijd gedomineerd. Pas in de jaren tachtig begon titanium geleidelijk roestvrij staal te vervangen vanwege de hogere biocompatibiliteit en sterkte-gewichtsverhouding. CNC-roestvrij staal en titaniumonderdelen worden veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie, van straalmotoren tot cockpits en landingsgestellen. Zowel roestvrij staal als titanium zijn slagvast, duurzaam en zeer goed bestand tegen corrosie. In dit artikel geven we een diepgaande analyse van de verschillen tussen roestvrij staal en titanium in het CNC-bewerkingsproces vanuit verschillende perspectieven om de selectie van het beste materiaal voor uw volgende CNC-project te begeleiden.
Roestvast staal is een legering van staal en koolstof die minimaal 10.5 massaprocent chroom en maximaal 1.2 massaprocent koolstof bevat. De corrosieweerstand en mechanische eigenschappen van roestvrij staal kunnen verder worden verbeterd door andere elementen toe te voegen, zoals nikkel, molybdeen, titanium, niobium en mangaan. Roestvast staal is staal gemengd met een of meer elementen om de eigenschappen ervan te veranderen. Wanneer roestvrij staal in contact komt met lucht, vocht of water, vormt zich een dunne, ondoordringbare oxidefilm op het oppervlak. Deze gepassiveerde oxidelaag beschermt het oppervlak en heeft unieke zelfherstellende eigenschappen.
5 soorten roestvrij staal
Roestvast staal kan worden onderverdeeld in vijf verschillende soorten. Deze omvatten:
- Ferritisch roestvrij staal
- Austenitisch roestvrij staal
- Martensitic roestvrij staal
- Duplex RVS
- PH-roestvrij staal
Ferritisch roestvrij staal
Ferritisch roestvast staal bevat ongeveer 10.5% tot 30% chroom, heeft minder koolstof (C<0.08%) en bevat geen nikkel. Ferritische roestvaste staalsoorten hebben bij alle temperaturen een overwegend ferritische microstructuur en kunnen niet worden gehard door warmtebehandeling en afschrikken. Hoewel sommige ferritische kwaliteiten tot 4.00% molybdeen bevatten, is chroom het belangrijkste onderdeel van de metaallegering. Bovendien hebben ze een relatief lage sterkte bij hoge temperaturen. Het grootste voordeel van ferritisch staal is het vermogen om spanningscorrosie te weerstaan. Deze mogelijkheid maakt ze tot een aantrekkelijk alternatief voor austenitisch roestvast staal in toepassingen waarbij SCC voorkomt in chlorideomgevingen. Sommige soorten ferritisch roestvrij staal, zoals roestvrij staal 430, hebben een sterke corrosieweerstand en hoge hittebestendigheid.
430 roestvrij staal
430 roestvrij staal heeft een uitstekende corrosieweerstand, een hogere thermische geleidbaarheid, een lagere thermische uitzettingscoëfficiënt en een betere weerstand tegen thermische vermoeidheid dan austenitisch roestvrij staal. Het bevat het stabiliserende element titanium, waardoor de las sterke mechanische eigenschappen heeft. 430 roestvrij staal wordt vaak gebruikt in architectonische decoratie, onderdelen van brandstofbranders, huishoudelijke apparaten en onderdelen van huishoudelijke apparaten.
430F is een verbeterde versie van 430 roestvrij staal, waardoor de snijprestaties worden verbeterd. Het wordt voornamelijk gebruikt bij de vervaardiging van geautomatiseerde draaibanken, bouten en moeren. 430LX is een legering die Ti of Nb toevoegt aan 430-staal om het koolstofgehalte te verminderen en de verwerkings- en laseigenschappen te verbeteren. Het wordt voornamelijk gebruikt voor de productie van warmwatertanks, warmwatervoorzieningssystemen, sanitair, huishoudelijke apparaten, duurzame apparaten, fietsvliegwielen, enz.
Austenitisch roestvrij staal
Austenitische roestvaste staalsoorten variëren in Cr-gehalte van 16% tot 25% en kunnen ook stikstof bevatten, die beide hun corrosieweerstand helpen verbeteren. Austenitische roestvaste staalsoorten hebben de meeste corrosieweerstand van alle roestvaste staalsoorten, evenals uitstekende eigenschappen bij lage temperaturen en sterkte bij hoge temperaturen. Austenitisch roestvrij staal De elementen nikkel, mangaan en stikstof bepalen de niet-magnetische vlakgecentreerde kubieke (fcc) microstructuur van austenitisch roestvrij staal en het lasgemak.
Austenitisch roestvast staal kan niet door warmtebehandeling worden gehard, maar kan wel op andere manieren tot hoge sterkteniveaus worden gehard, terwijl de goede ductiliteit en taaiheid behouden blijft. De meest bekende austenitische roestvaststaalsoorten zijn roestvrij staal 304 en roestvrij staal 316. Ze zijn uitstekend bestand tegen verschillende omgevingsomstandigheden en een breed scala aan corrosieve media.
304 roestvrij staal
Onder de austenitische roestvaste staalsoorten wordt roestvrij staal 304 veel gebruikt. Het belangrijkste chemische element is ijzer, maar het heeft een hoog nikkelgehalte (8% tot 10.5% van het gewicht) en een hoog chroomgehalte (18% tot 20% van het gewicht) en bevat ook andere legeringscomponenten zoals mangaan, silicium en koolstof. Door het hoge chroom- en nikkelgehalte heeft 304 roestvrij staal een goede corrosieweerstand. Veel voorkomende toepassingen voor 304 roestvrij staal zijn onder meer koelkasten en vaatwassers, commerciële voedselverwerkingsapparatuur, bevestigingsmiddelen, pijpen, warmtewisselaars en meer.
316 roestvrij staal
316 roestvrij staal is vergelijkbaar met 304. Het bevat voornamelijk ijzer en hoge concentraties chroom en nikkel. Het bevat ook silicium, mangaan en koolstof. De chemische samenstelling van roestvrij staal 304 en 316 is anders: 316 bevat 2 tot 3% molybdeen (op gewichtsbasis), terwijl het molybdeengehalte in 304 verwaarloosbaar is. Kwaliteit 316 heeft een hogere corrosieweerstand vanwege het hogere aandeel molybdeen. Als het gaat om austenitisch roestvast staal voor maritieme toepassingen, wordt roestvrij staal 316 vaak als een van de beste keuzes beschouwd. 316 roestvrij staal wordt ook vaak gebruikt in chemische verwerkings- en opslagapparatuur, raffinaderijen, medische apparatuur en maritieme omgevingen, vooral die welke chloriden bevatten.
Martensitic roestvrij staal
Martensitisch roestvrij staal is vergelijkbaar met ferritisch staal omdat het 12% tot 14% chroom en 0.2% tot 1% molybdeen bevat, maar het koolstofgehalte is wel 1% en bevat gewoonlijk geen nikkel. Omdat martensitisch roestvrij staal meer koolstof bevat, zoals koolstof- en laaggelegeerde staalsoorten, kan het worden afgeschrikt en getemperd om de hardheid te vergroten. Martensitisch roestvrij staal heeft een matige corrosieweerstand, is sterk en enigszins bros. In tegenstelling tot austenitisch roestvrij staal is martensitisch roestvrij staal magnetisch en kan het niet-destructief worden getest met behulp van magnetische deeltjestestmethoden. Typische producten van martensitisch roestvrij staal zijn serviesgoed en medisch-chirurgische instrumenten.
Duplex roestvrij staal
Zoals de naam al doet vermoeden is duplex roestvast staal een mix van de twee meest voorkomende roestvast staalsoorten. Ze hebben een gemengde microstructuur van austeniet en ferriet, wat resulteert in een 50/50 mengsel, terwijl de verhouding bij commerciële duplex roestvrij staallegeringen 40/60 kan zijn. De corrosieweerstand van duplex roestvast staal is ongeveer gelijk aan die van austenitisch roestvast staal. Niettemin zijn hun weerstand tegen spanningscorrosie (vooral chloride-spanningscorrosiescheuren), treksterkte en vloeigrens (ongeveer tweemaal die van austenitische roestvaste staalsoorten) over het algemeen hoger. Het koolstofgehalte in duplex roestvast staal is doorgaans minder dan 0.03%. Hun chroomgehalte varieert van 21.00% tot 26.00% en hun nikkelgehalte varieert van 3.50 tot 8.00%. Duplex roestvrij staal kan molybdeen bevatten (tot 4.50%). Duplex roestvast staal heeft over het algemeen een taaiheid en ductiliteit die tussen die van austenitische en ferritische staalsoorten ligt.
Op basis van hun corrosieweerstand worden duplexstaalsoorten onderverdeeld in: standaard duplexstaalsoorten, superduplexstaalsoorten en vereenvoudigd duplexstaalsoorten. Super duplex staalsoorten bieden een hogere sterkte en weerstand tegen alle soorten corrosie vergeleken met conventionele austenitische staalsoorten. Super duplex staalsoorten worden vaak gebruikt in maritieme, petrochemische fabrieken, aardgas, ontziltingsinstallaties, warmtewisselaars en papierproductie.
PH roestvrij staal
PH roestvast staal (precipitatiegehard roestvast staal) bevat circa 17% chroom en 4% nikkel, wat een optimale combinatie is van martensitische en austenitische eigenschappen. PH roestvast staal staat bekend om zijn vermogen om een warmtebehandeling te ondergaan om een hoge sterkte te ontwikkelen (vergelijkbaar met martensitisch roestvast staal) en heeft ook de corrosieweerstand van austenitisch roestvast staal. Deze legeringen behouden hun sterkte en corrosiebestendigheid, zelfs bij hoge temperaturen, waardoor ze ideaal zijn voor gebruik in de lucht- en ruimtevaartsector.
Precipitatiegehard roestvast staal heeft een hogere treksterkte als gevolg van precipitatieharding van een martensiet- of austenietmatrix veroorzaakt door warmtebehandelingstechnieken. Neerslaghardend roestvast staal wordt gehard door toevoeging van één of meerdere elementen: koper, aluminium, titanium, niobium en molybdeen. PH roestvrij staal is over het algemeen de beste keuze vanwege de hoge sterkte, taaiheid en corrosieweerstand van alle beschikbare roestvrij staalsoorten.
Wat is titaan?
Titanium is een zilverachtig, glanzend metaal met een dichtheid van 4.506 g/cm3 en een smeltpunt van 1,668°C. De twee meest opvallende eigenschappen van titanium zijn corrosieweerstand en de hoogste sterkte-gewichtsverhouding. Titanium is 30% sterker dan staal, maar bijna 43% lichter en 60% zwaarder dan aluminium, maar twee keer zo sterk. Titanium heeft een lage thermische uitzettingscoëfficiënt en een hoge hardheid. Hoewel titanium niet zo hard is als sommige warmtebehandelde staalsoorten, is het niet-magnetisch, vertoont het geen overgang van ductiel naar bros, heeft het een goede biocompatibiliteit en is het een slechte geleider van warmte en elektriciteit. Titanium absorbeert echter snel zuurstof en stikstof bij temperaturen boven 500°C, wat tot potentiële verbrossingsproblemen leidt. Titanium is belangrijk in verschillende hoogwaardige toepassingen, waaronder de ruimtevaart, de automobielsector, de medische sector, de robotica, luxe scheepsuitrusting en industriële machines.
Typische soorten titanium
#1 Graad 1
Graad 1 titanium is de eerste van vier commercieel zuivere titaniumkwaliteiten. Het is de meest flexibele en taaie kwaliteit van puur titanium. Titanium van klasse 1 biedt maximale vervormbaarheid, de beste corrosieweerstand en de hoogste slagvastheid. Vanwege deze uitstekende eigenschappen zijn platen en buizen van klasse 1 titanium het materiaal bij uitstek voor elke toepassing waarbij vervormingsgemak vereist is. Hier zijn enkele voorbeelden:
- Chemische verwerking
- Ontzilting
- Architectuur
- Medische industrie
- Maritieme industrie
- Auto-onderdelen
- vliegtuig structuur
#2 Graad 2
Graad 2 titanium staat bekend als het “werkpaard” van commercieel zuiver titanium en heeft veel eigenschappen die vergelijkbaar zijn met klasse 1 titanium, maar is aanzienlijk sterker. Beide hebben een gelijke corrosieweerstand. Graad 2 titanium biedt uitstekende lasbaarheid, sterkte, ductiliteit en vervormbaarheid. Daarom zijn staven en platen van titanium van klasse 2 de eerste keuze voor een verscheidenheid aan toepassingen:
- Architectuur
- Medische industrie
- Maritieme industrie
- Uitlaatpijp beschermer
- Vliegtuig huid
- Chemische verwerking
- Chloraatproductielijn
#3 Graad 3
Titanium van klasse 3 is de minst gebruikte van de commercieel zuivere titaniumsoorten, maar dat maakt het niet minder waardevol. Graad 3 is sterker dan klasse 1 en 2, heeft een vergelijkbare ductiliteit, maar iets minder vervormbaarheid, maar heeft hogere mechanische eigenschappen. Niveau 3 wordt gebruikt voor toepassingen die matige sterkte en aanzienlijke corrosieweerstand vereisen. Hier zijn enkele voorbeelden:
- Ruimtevaartstructuren
- Chemische verwerking
- Medische industrie
- Maritieme industrie
#4 Graad 4
Graad 4 titanium is de sterkste van de vier commercieel zuivere titaniumkwaliteiten en staat bekend om zijn hoge corrosieweerstand, vervormbaarheid en lasbaarheid. Hoewel titanium van klasse 4 traditioneel wordt gebruikt in de volgende industriële toepassingen, wordt het de laatste tijd vaak gebruikt in medische apparaten. Het is nodig in toepassingen die een hoge sterkte vereisen:
- Onderdelen van het casco
- Cryogene container
- Warmtewisselaar
- CPI-apparaat
- Condensor pijpen
- Chirurgische apparatuur
Titanium legering
Titaniumlegeringen hebben uitstekende mechanische eigenschappen en CNC-bewerkingseigenschappen, zoals een hoge sterkte-dichtheidsverhouding, hoge corrosieweerstand, hoge weerstand tegen vermoeidheidsscheuren, weerstand tegen matig hoge temperaturen zonder kruip, enz., en worden veel gebruikt als structurele materialen in de Luchtvaartindustrie. Supersonische vliegtuigen en ruimtevaartuigen, evenals niet-luchtvaartsegmenten zoals militaire, automobiel- en sportartikelen. Omdat titaniumlegeringen biocompatibel en niet-giftig zijn en niet door het lichaam worden afgestoten, zijn ze ook populair in medische toepassingen, waaronder chirurgische instrumenten en implantaten zoals gewrichtsvervangingen, die tot 20 jaar mee kunnen gaan.
Typische titaniumlegering
#1 Graad 7
Titanium van klasse 7 is mechanisch en fysiek identiek aan klasse 2 en bevat het interstitiële element palladium. Titaniumlegering van klasse 7 is de meest corrosiebestendige van alle titaniumlegeringen en heeft een goede lasbaarheid, bewerkbaarheid en corrosieweerstand. Niveau 7 wordt vaak gebruikt om onderdelen voor chemische productielijnen te vervaardigen.
#2 Graad 11
Titanium van klasse 11 is vergelijkbaar met klasse 1, waarbij sporen van palladium zijn toegevoegd om de corrosieweerstand te verbeteren. Deze corrosieweerstand is belangrijk om spleeterosie te voorkomen en de zuurniveaus in chlorideomgevingen te verminderen. De eigenschappen van titanium van klasse 11 omvatten ook hoge ductiliteit, koude vervormbaarheid, betrouwbare sterkte, slagvastheid en lasbaarheid. Deze legering is geschikt voor dezelfde titaniumtoepassingen als klasse 1, vooral waar corrosie een probleem is, zoals:
- Chemische productie
- Chloraat productie
- Ontzilting
- Toepassingen in de oceaan
#3 Graad 12
De uitstekende lasbaarheid van titanium van klasse 12 maakt het tot een uitstekende titaniumlegering. Het is een duurzame legering met hoge sterkte bij hoge temperaturen. Titanium van klasse 12 heeft dezelfde eigenschappen als roestvrij staal uit de 300-serie. Deze legering kan warm of koud worden vervaardigd met behulp van kantbanken, hydraulische persen, trek- of valgewichtmethoden. Omdat het in verschillende vormen kan worden gegoten, heeft het waarde in een breed scala aan toepassingen. De corrosieweerstand van titanium van klasse 12 is belangrijk voor fabrikanten van apparatuur waar spleetcorrosie een probleem is. Graad 12 is geschikt voor de volgende industrieën en toepassingen:
- Warmtewisselaar en behuizing
- Hydrometallurgische toepassingen
- Chemische productie op hoge temperatuur
- Marine- en vliegtuigcomponenten
Roestvrij staal versus titanium: wat is het verschil?
Titanium en roestvrij staal worden veel gebruikt in een verscheidenheid aan consumenten- en industriële toepassingen. Wat is het verschil tussen roestvrij staal en titanium? Titanium en roestvrij staal hebben unieke eigenschappen waardoor ze van elkaar verschillen. We zullen titanium en roestvrij staal vergelijken met behulp van verschillende eigenschappen voor een beter begrip.
#1 Elementaire compositie
Titanium en roestvrij staal hebben verschillende elementaire samenstellingen. Over het algemeen gebruikt commercieel puur titanium titanium als het belangrijkste element en bevat het ook stikstof, waterstof, zuurstof, koolstof, ijzer, nikkel en andere elementen met een gehalte van 0.013% tot 0.5%. Titanium kan worden gecombineerd met andere metalen om sterkere titaniumlegeringen te vormen die zeer corrosiebestendig en toch licht van gewicht zijn. Roestvast staal daarentegen is samengesteld uit een verscheidenheid aan elementen, en staal is alleen corrosiebestendig als het Cr-gehalte een bepaalde waarde bereikt, dus het bevat ten minste 10.5% chroom en aanvullende elementen, terwijl andere legeringscomponenten variëren van 0.03% tot meer dan 1.00%. Het chroomgehalte in roestvrij staal helpt corrosie te voorkomen en zorgt voor hittebestendigheid. Andere elementen zijn aluminium, silicium, zwavel, nikkel, selenium, molybdeen, stikstof, titanium, koper en niobium.
#2 Dichtheid
De dichtheid van titaniummetaal is 4.51 g/cm3 en de dichtheid van roestvrij staal is 7.70-7.90 g/cm3. Titanium is veel lichter dan roestvrij staal, waardoor het ideaal is voor toepassingen waarbij gewicht een primaire overweging is. Bovendien heeft titanium een hogere sterkte-gewichtsverhouding dan roestvrij staal, wat betekent dat het meer gewicht kan dragen en toch licht van gewicht is.
#3 Smeltpunt
Het smeltpunt van titanium is 3,027°C. Het smeltpunt van roestvrij staal is 1,416-1,537°C. Titanium heeft een veel hoger smeltpunt dan roestvrij staal, waardoor het geschikt is voor toepassingen die extreme temperaturen vereisen. Omdat titaniumlegeringen beter bestand zijn tegen hoge temperaturen dan roestvrij staal, zijn ze bovendien zeer geschikt voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaart en de automobielsector.
#4 Hardheid
De hardheid van een materiaal verwijst naar de reactie op etsen, vervorming, krassen of deuken op het oppervlak. De Brinell-hardheidstest wordt gebruikt door fabrikanten en consumenten van materialen met een hoge sterkte.
Hoewel de Brinell-hardheid van roestvrij staal sterk varieert, afhankelijk van de legeringssamenstelling en de warmtebehandeling, is het over het algemeen taaier dan titanium. Titanium daarentegen kan snel vervormen als het wordt ingedeukt of bekrast. Om dit te voorkomen ontwikkelt titanium een oxidelaag, een zogenaamde titaniumoxidelaag, die een extreem hard oppervlak creëert dat maximale penetratiedruk kan weerstaan. Roestvrij staal heeft doorgaans een Brinell-hardheid in het bereik van 180-400, terwijl titanium een Brinell-hardheid heeft in het bereik van 100-200.
#5 Corrosiebestendigheid
De corrosieweerstand van titaniumlegering is veel beter dan die van roestvrij staal en wordt veel gebruikt in vochtige atmosfeer en zeewatermedia; het heeft een sterke weerstand tegen putcorrosie, zuurcorrosie en spanningscorrosie; het heeft een uitstekende weerstand tegen alkali, chloride, chloor, salpeterzuur, zwavelzuur, enz. Corrosieweerstand. Titanium heeft echter een slechte corrosieweerstand tegen reducerende zuurstof- en chroomzoutmedia.
Roestvast staal kan echter nog steeds zeer goed bestand zijn tegen corrosie vanwege de aanwezigheid van chroom. Deze legering verbetert niet alleen de corrosieweerstand van het metaal, maar maakt het ook duurzamer.
# 6 Duurzaamheid
Het vermogen van een materiaal om tijdens zijn halfwaardetijd te blijven functioneren zonder onnodige reparatie of onderhoud, is een indicator voor de duurzaamheid van een materiaal. Zowel titanium als roestvrij staal zijn duurzaam vanwege hun superieure eigenschappen. Titanium is ongeveer 3 tot 4 keer sterker dan roestvrij staal.
#7 Elasticiteit
Elasticiteit is een maatstaf voor de flexibiliteit van een materiaal. Dit betekent dat het evalueert hoe gemakkelijk een materiaal kan buigen of kromtrekken zonder te vervormen. De normale elasticiteit van roestvrij staal is 200 GPa, terwijl de normale elasticiteit van titanium 115 GPa is. Omdat de meeste legeringen elastischer zijn, presteert roestvrij staal in dit opzicht vaak beter dan titanium. Op dezelfde manier maakt een grotere flexibiliteit het gemakkelijker om roestvrij staal te CNC-frezen en verschillende onderdelen te vervaardigen. Dit is een belangrijke indicator omdat het een directe invloed heeft op de CNC-bewerkingskosten.
#8 Treksterkte
De ultieme treksterkte van een materiaal is de maximale waarde op de technische spanning-rekcurve. Dit is de maximale spanning die een materiaal onder spanning kan weerstaan. Meestal wordt ultieme treksterkte afgekort als treksterkte of ‘ultiem’. Roestvast staal heeft een hogere treksterkte dan titanium.
Het belangrijkste om te onthouden is dat hoewel roestvrij staal een grotere algehele sterkte heeft, titanium sterker is per massa-eenheid. Als algehele sterkte de belangrijkste reden is voor de selectie van toepassingen, is roestvrij staal daarom vaak de beste keuze. Als gewicht het belangrijkst is, kan titanium een betere keuze zijn.
#9 Opbrengststerkte
De vloeispanning of vloeigrens van een materiaal is de spanning waarbij het vervormt. De vloeigrens van 304L roestvrij staal is 210 MPa, terwijl de vloeigrens van Ti-6AI-4V (titaniumkwaliteit) 1100 MPa is. Zoals je kunt zien aan het verschil in elasticiteit, is titanium moeilijker te maken, maar is het sterker per massa-eenheid. Bovendien is titanium biocompatibel, terwijl roestvrij staal niet volledig biocompatibel is. Hierdoor is titanium een uitstekende keuze voor een breed scala aan medische toepassingen.
#10 gewicht
Een significant verschil tussen titanium en roestvrij staal is hun gewicht. Titanium heeft een hoge sterkte-gewichtsverhouding, waardoor het ongeveer dezelfde sterkteniveaus biedt als roestvrij staal, terwijl het slechts 40% zoveel weegt. Daarom is titanium van cruciaal belang voor toepassingen die een minimaal gewicht en maximale sterkte vereisen. Dit is de reden waarom titanium nuttig is in vliegtuigonderdelen en andere gewichtsgevoelige toepassingen. Staal daarentegen wordt gebruikt om autoframes en andere voorwerpen te maken, maar het is vaak moeilijk om voorwerpen lichter te maken.
# 11 Prijs
Qua prijs is titanium duurder dan roestvrij staal. Als gevolg hiervan wordt het duurder voor bepaalde industrieën die grote hoeveelheden titanium nodig hebben, zoals de lucht- en ruimtevaart. Als de kosten een belangrijke factor zijn, kan roestvrij staal beter zijn dan titanium als beide goed genoeg zijn.
Roestvrij staal is een betaalbare optie. Omdat er op aarde geen tekort aan ijzer of koolstof is, is het gemakkelijker te maken. Bovendien heeft roestvrij staal geen complexe CNC-bewerkingsvereisten. De prijzen van roestvrij staal variëren daarentegen sterk vanwege de grote verscheidenheid aan opties. Koolstof- en ijzerlegeringen zijn de laagste kosten. Roestvrij staal gemaakt van chroom, zink of titanium zal duurder zijn.
#12 Verwerkbaarheid
Titanium is moeilijker te CNC-bewerkingen dan roestvrij staal, waardoor speciale snijgereedschappen en koelvloeistof nodig zijn om slijtage aan het titaniumwerkstuk te voorkomen. Roestvast staal daarentegen is gemakkelijker te CNC-bewerken met standaard snelstaal (HSS) of hardmetalen gereedschappen. Over het algemeen heeft roestvrij staal veel voordelen ten opzichte van titanium als het gaat om CNC-bewerkbaarheid.
#13 Plasticiteit
Titanium is relatief minder kneedbaar, terwijl roestvrij staal taaier kan worden gemaakt door verschillende legeringen toe te voegen. Daarom is roestvrij staal over het algemeen gemakkelijker in de gewenste vorm te bewerken dan titanium.
# 14 Lassen
Titaniumlegeringen kunnen worden gelast met gaswolfraambooglassen (GTAW) of plasmabooglassen (PAW). Roestvast staal daarentegen wordt vaker verbonden via MIG- en TIG-lasmethoden. Titanium is moeilijk te lassen en vereist een ervaren lasser en speciaal gereedschap, terwijl roestvrij staal gemakkelijker te lassen is. Beide metalen vereisen regelmatige reiniging en onderhoud na het lassen om ze in goede staat te houden en corrosie te voorkomen.
#15 Thermische geleidbaarheid
De thermische geleidbaarheid van titanium is λ=15.24W/(mK), wat ongeveer 1/4 van nikkel, 1/5 van ijzer en 1/14 van aluminium is. De thermische geleidbaarheid van verschillende titaniumlegeringen is ongeveer 50% lager dan die van titanium.
De thermische geleidbaarheid van roestvrij staal varieert van 20-60 W/(mK). Over het algemeen heeft roestvrij staal een hogere thermische geleidbaarheid dan titanium, waardoor het beter geschikt is voor toepassingen die warmteoverdracht of snelle koeling vereisen.
#16 Geleidbaarheid
Titanium heeft een geleidbaarheid van 18 MS/m, roestvrij staal heeft een geleidbaarheidsbereik van 10-50 MS/m en koper heeft een geleidbaarheid van 100-400 MS/m. Over het algemeen is koper veel beter geleidend dan titanium of roestvrij staal, waardoor het beter geschikt is voor toepassingen die een hoge geleidbaarheid vereisen. Titanium is echter veel lichter dan koper en roestvrij staal en heeft voor bepaalde toepassingen de voorkeur vanwege het gewichtsvoordeel.
#17 Toepassingsgebieden
De toepassingen van RVS en titanium lopen sterk uiteen. Roestvast staal is bij uitstek geschikt voor de bouw, de conversie van papier, pulp en biomassa, chemische en petrochemische verwerking, voedsel en drank, energie, vuurwapens, de automobielindustrie, de medische industrie en 3D-printen. Titanium daarentegen is zeer geschikt voor de ruimtevaart, consumententoepassingen, sieraden, de medische industrie en de opslag van kernafval.
Vergelijkingstabel met verschillen tussen titanium en roestvrij staal
Titanium en roestvrij staal hebben unieke en opmerkelijke eigenschappen die hen van elkaar onderscheiden. Om deze vergelijking te verduidelijken, hebben we ter referentie de verschillen tussen de twee in tabelvorm weergegeven.
Appartementen | Titanium | RVS | Conclusie |
Duurzaam | Het is een lichter en corrosiebestendiger metaal en ook beter bestand tegen hoge temperaturen en thermische schokken dan roestvrij staal | Het is beter bestand tegen krassen en deuken dan titanium en is gemakkelijker te onderhouden vanwege het niet-poreuze oppervlak | Zowel titanium als roestvrij staal zijn zeer duurzame metalen, de keuze daartussen hangt af van de specifieke toepassing |
Kostprijs | Het is doorgaans duurder dan roestvrij staal vanwege de hogere verwerkings- en productiekosten | Het is over het algemeen een kostenbesparende oplossing die veel wordt gebruikt in de productie-industrie | Titanium is ideaal voor cruciale toepassingen zoals de medische sector en de ruimtevaart, terwijl roestvrij staal de voorkeur heeft als budget een vereiste is |
Hardheid | Het vormt een harde oxidelaag die bestand is tegen de meeste krachten en een hoge sterkte-gewichtsverhouding heeft | De hardheid hangt af van de legeringssamenstelling en het gebruikte productieproces | Zowel titanium als roestvrij staal zijn sterke en duurzame metalen die worden gebruikt in ruige omgevingen |
Gewicht | De dichtheid bedraagt ongeveer 4.51 g/cm³ | De dichtheid bedraagt ongeveer 7.9 g/cm³ | Titanium is ongeveer 40% lichter dan staal met hetzelfde volume |
Corrosiebestendigheid | Het staat bekend om zijn uitstekende corrosieweerstand in een groot aantal natuurlijke en kunstmatige omgevingen, dankzij de vorming van een oxidelaag | Het heeft een matige corrosieweerstand vanwege het chroomgehalte dat een passieve film vormt | Roestvrij staal is in bepaalde omgevingen en omstandigheden gevoeliger voor corrosie dan titanium |
Elektrische geleiding | De elektrische geleidbaarheid bedraagt ongeveer 3.1 x 10^6 siemens/meter | Bereik van 1.45 x 10^6 tot 2.5 x 10^6 siemens/meter, afhankelijk van de specifieke kwaliteit roestvrij staal | Roestvrij staal is over het algemeen een betere geleider van elektriciteit dan titanium |
Warmtegeleiding | De thermische geleidbaarheid bedraagt ongeveer 22 W/(m*K) | Varieert afhankelijk van de samenstelling en kan variëren van 14.4 W/(m*K) tot 72 W/(m*K) voor austenitisch roestvast staal | Over het algemeen heeft roestvrij staal een lagere thermische geleidbaarheid in vergelijking met titanium vanwege de grotere weerstand tegen warmteoverdracht |
Smeltpunt | Het heeft een smeltpunt van 1,668°C (3034°F) | Het heeft doorgaans een smeltpunt van 1,400-1,500 °C (2,552-2,732 °F) | Titanium heeft een hoger smeltpunt vergeleken met roestvrij staal |
bewerkbaarheid | Het is moeilijk te bewerken omdat de elastische modulus laag is, wat aangeeft dat het gemakkelijk buigt en vervormt | Het heeft een hogere elasticiteitsmodulus en een lagere neiging om aan snijgereedschappen te kleven, waardoor het gemakkelijker te bewerken is | Over het algemeen kan roestvrij staal gemakkelijker te bewerken zijn dan titanium vanwege de lagere sterkte en hardheid |
Vormbaarheid | Het heeft een lagere vervormbaarheid dan roestvrij staal vanwege de lagere taaiheid en de neiging tot verharding | Het is een taai en kneedbaar metaal, dus het kan gemakkelijk in verschillende vormen worden gevormd zonder te breken of te barsten | Meestal is roestvrij staal gemakkelijker om mee te werken en heeft het een betere vervormbaarheid dan titanium |
lasbaarheid | Het heeft een hoog smeltpunt en een hoge reactiviteit met zuurstof, waardoor het moeilijk is om te lassen | Het heeft een lagere reactiviteit met zuurstof en de lasbaarheid ervan hangt af van de specifieke gebruikte legering | Over het algemeen is de lasbaarheid van titanium een grotere uitdaging dan die van roestvrij staal |
Opbrengststerkte | Het wordt beschouwd als een van de sterkste metalen per massa-eenheid, omdat het bij de helft van de dichtheid dezelfde sterkte vertoont als roestvrij staal | Afhankelijk van de legeringselementen varieert de vloeigrens van roestvast staal van 25 MPa tot 2500 MPa | Roestvrij staal is een betere keuze voor projecten die algehele sterkte vereisen, terwijl titanium de voorkeur heeft als sterkte per massa-eenheid noodzakelijk is |
Treksterkte | Commercieel zuiver titanium heeft een treksterkte variërend van 240-410 MPa (megapascal), terwijl sommige zeer sterke legeringen een treksterkte tot 1,400 MPa kunnen hebben | De treksterkte van roestvrij staal varieert doorgaans van 515-827 MPa, afhankelijk van de kwaliteit en het type roestvrij staal | De treksterkte van roestvrij staal is over het algemeen hoger dan die van titanium |
Schuifsterkte | De schuifsterkte van titanium varieert van ongeveer 300 tot 580 MPa (43,500 tot 84,000 psi) | De typische schuifsterkte van roestvrij staal varieert van 400 tot 800 MPa (58,000 tot 116,000 psi) | Roestvrij staal is beter bestand tegen schuifbelasting dan titanium |
Uiterlijk/kleur | Titanium is in zijn natuurlijke staat een zilvergrijze kleur | Roestvrij staal heeft een meer zilverachtige of grijswitte tint | Roestvrij staal zal na het coaten of afwerken nog steeds een metaalachtige glans hebben, terwijl de natuurlijke kleur van titanium altijd zichtbaar zal zijn |
Toepassingen | Hoge sterkte-gewichtsverhouding | Zeer veelzijdig | Titanium: ruimtevaart, industrie, architectuur, consumptie, sieraden, medische industrie, opslag van kernafval; |
Titanium versus roestvrij staal – voor- en nadelen
Zowel roestvrij staal als titanium hebben unieke eigenschappen waardoor er één beter geschikt is voor uw specifieke behoeften. Als u de voor- en nadelen van beide metalen begrijpt, kunt u uw beslissing nemen. Hier zijn hun voor- en nadelen.
Voordelen van roestvrij staal
- Goedkoop en gemakkelijk verkrijgbaar.
- Hoge sterkte en duurzaamheid.
- Uitstekende corrosieweerstand.
- Uitstekende mechanische eigenschappen.
- Duurzaamheid en milieubescherming.
- Hoge sterkte en uitstekende duurzaamheid.
- Roestvrij staal is recyclebaar.
- Gemakkelijk aan te passen.
- Roestvrijstalen apparatuur is gemakkelijk schoon te maken.
Nadelen van roestvrij staal
- De sterkte zal afnemen bij hoge temperaturen.
- Roestvrijstalen apparatuur is erg zwaar.
Voordelen van titanium
- Verbazingwekkende corrosieweerstand.
- Hoog smeltpunt en hoge temperatuurbestendigheid.
- Hoge sterkte en lichtgewicht.
- Niet giftig en veel gebruikt in de medische industrie.
- Goede biocompatibiliteit.
- Recyclebaar.
Nadelen van titanium
- Duur.
- Lage elasticiteit en gemakkelijk te vervormen.
- Moeilijkheden bij het extraheren, gieten en verwerken.
Hoe kiest u het juiste materiaal voor uw CNC-bewerkingsproject: roestvrij staal of titanium?
Titanium- en roestvrijstalen legeringen worden veel gebruikt bij CNC-bewerkingen. Voor een diepgaande analyse van de prestaties van deze twee materialen tijdens de verwerking heeft AN-Prototype op basis van jarenlange ervaring een vergelijkingstabel tussen de twee samengesteld. U kunt ook onze detailpagina's bezoeken CNC-bewerking van roestvrij staal en CNC-bewerking van titanium diensten voor uitgebreidere details.
Titanium | RVS | |
Legeringen | Titaniumkwaliteit 1 | Roestvrij staal 303 |
Voordelen | Hoge sterkte-gewichtsverhouding | Goede hittebestendigheid |
Nadelen | Hoge kosten | Magnetisme beperkt het gebruik ervan |
toleranties | Het wordt bepaald door het gewenste effect en het gebruikte titanium. Een tolerantie van ±0.005”(±0.13 mm) is haalbaar. | Het wordt bepaald door het gewenste effect en de exacte gebruikte legering. Een tolerantie van ±0.005”(±0.13 mm) is haalbaar. |
wanddikte | Een minimale wanddikte van ±0.03”(±0.8 mm). | Een minimale wanddikte van ±0.03”(±0.8 mm). |
Deelgrootte | Het wordt grotendeels bepaald door de beschikbare machine- en onderdeelgeometrie. | Het wordt grotendeels bepaald door de beschikbare machine- en onderdeelgeometrie. |
Afwerkingen | Zoals machinaal bewerkt, verharding van de behuizing, anodiseren. | Zoals machinaal, poedercoaten, parelstralen. |
Conclusie
CNC-onderdelen van roestvrij staal en titanium worden veel gebruikt in verschillende industrieën, en beide legeringen bieden superieure kwaliteit. Zodra de juiste apparatuur en parameters worden gebruikt, kunnen deze metaallegeringen voor vrijwel alle CNC-bewerkingen worden gebruikt. Het gebruik van de juiste roestvrij staal- en titaniumlegeringen vereist een grondig begrip van hun eigenschappen, verwerkingsomgeving, beoogde functionaliteit en andere belangrijke factoren.
Bij AN-Prototype bieden wij dat 5-assige CNC-bewerkingsdiensten voor meer dan 160 materiaalopties, van metalen tot kunststoffen en andere speciale materialen. Ons team van bekwame ingenieurs voert diepgaande analyses uit om ervoor te zorgen dat het CNC-bewerkingsproces voldoet aan specifieke vereisten en tolerantiegrenzen om nauwkeurige componenten te creëren voor een verscheidenheid aan toepassingen in verschillende industrieën. We hebben een team van hooggekwalificeerde experts die gebruik maken van de nieuwste CNC-technologie om uw ontwerpen met maximale efficiëntie, nauwkeurigheid en precisie te verwezenlijken.
krijg een direct citaat en start vandaag nog uw CNC-bewerkingsproject!