Какой металл прочнее титана
При слове «металл» многие сразу начинают представлять что-то прочное, долговечное и прочное. Какой же тугоплавкий металл, созданный природой и руками человека, самый прочный?
Самым прочным металлом является титан, который был получен русским ученым Д.К. Кириловым в 1875 году.
Где применяется титан?
В 1925 году голландский ученый получил титан с плотностью чистоты 99,9 процентов. Главным отличием данного металла от других стала его пластичность. Благодаря этому, стало возможным прокатывать его в прутья, трубы, проволоку, листы и даже в фольгу.
Используется титан обычно для изготовления кованых кругов с шлифованной поверхностью и стальных горячекатаных кругов.
Главное достоинство титана, это его физико-химические свойства. Дело все в том, что титан тверже железа и меди почти в четыре раза, хотя железом в несколько раз тяжелее титана.
Данный тугоплавкий металл может сохранять свою прочность даже при высоких температурах. Кроме этого он обладает антикоррозийными свойствами. Например, этот металл может пролежать в море в течение десяти лет и не поржаветь.
Электротехники и радиоэлектротехники ценят этот металл за электросопротивляемость и немагнитность.
Сплавы из титана на сегодняшний день широко применяются в судостроении, авиационной промышленности, автомобилестроении и во многих других промышленных отраслях.
Несмотря на то, что у титана множество достоинств у него есть один минус, это цена. Причиной высокой стоимости титана является сложность извлечения его из руды. Поскольку титан в чистом виде стоит очень дорого, его обычно выпускают в сплавах.
Сплавы из титана по прочности не уступают чистому металлу, хотя их считают более экономичным сырьем.
Создан жидкий металл.
Недавно калифорнийские ученые заявили о том, что они создали новый очень прочный металлический сплав, с которым не может сравнится даже титан. Создан он был из смеси палладия, серебра и других видов металла. Впоследствии он был назван жидким металлом.
Можете ли вы представить, что произошло, если бы наши предки не обнаружили важные металлы, такие как серебро, золото, медь и железо? Наверное, мы бы до сих пор жили в хижинах, используя камень в качестве основного инструмента. Именно крепость металла сыграла важную роль в формировании нашего прошлого и теперь работают как основа, на которой мы строим будущее.
Некоторые из них очень мягкие и буквально тают в руках, как самый активный металл в мире. Другие — настолько твердые, что их невозможно согнуть, поцарапать или сломать без применения спецсредств.
А если вам интересно, какие металлы самые твердые и прочные в мире, мы ответим на этот вопрос, учитывая различные оценки относительной твердости материалов (шкала Мооса, метод Бринелля), а также такие параметры как:
- Модуль Юнга: учитывает эластичность элемента при растяжении, то есть способность объекта к сопротивлению при упругой деформации.
- Предел текучести: определяет максимальный предел прочности материала, после которого он начинает проявлять пластичное поведение.
- Предел прочности при растяжении: предельное механическое напряжение, после которого материал начинает разрушаться.
10. Тантал
У этого металла сразу три достоинства: он прочный, плотный и очень устойчив к коррозии. Кроме того, этот элемент относится к группе тугоплавких металлов, таких как вольфрам. Чтобы расплавить тантал вам придется развести огонь температурой 3 017 °C.
Тантал в основном используется в секторе электроники для производства долговечных, сверхмощных конденсаторов для телефонов, домашних компьютеров, камер и даже для электронных устройств в автомобилях.
Читать также: Размеры дымогенератора для холодного копчения
9. Бериллий
А вот к этому металлическому красавцу лучше не приближаться без средств защиты. Потому что бериллий высокотоксичен, и обладает канцерогенным и аллергическим действием. Если вдыхать воздух, содержащий пыль или пары бериллия, то возникнет заболевание бериллиоз, поражающее легкие.
Однако бериллий несет не только вред, но и благо. Например, добавьте всего 0,5 % бериллия в сталь и получите пружины, которые будут упругими даже если довести их до температуры красного каления. Они выдерживают миллиарды циклов нагрузки.
Бериллий применяют в аэрокосмической промышленности для создания тепловых экранов и систем наведения, для создания огнеупорных материалов. И даже вакуумная труба Большого Адронного Коллайдера сделана из бериллия.
8. Уран
Это естественное радиоактивное вещество очень широко распространено в земной коре, но сконцентрировано в определенных твердых скальных образованиях.
Один из самых твердых металлов в мире имеет два коммерчески значимых применения — ядерное оружие и ядерные реакторы. Таким образом, конечной продукцией урановой промышленности являются бомбы и радиоактивные отходы.
7. Железо и сталь
Как чистое вещество железо не такое твердое по сравнению с другими участниками рейтинга. Но из-за минимальных затрат на добычу оно часто комбинируется с другими элементами для производства стали.
Сталь — это очень прочный сплав из железа и других элементов, таких как углерод. Это наиболее часто используемый материал в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. И даже если вы не имеете к ним никакого отношения, то все равно используете сталь каждый раз, когда режете продукты ножом (если он, конечно, не керамический).
6. Титан
Титан — это практически синоним прочности. Он обладает впечатляющей удельной прочностью (30-35 км), что почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей.
Будучи тугоплавким металлом, титан обладает высокой устойчивостью к нагреву и истиранию, поэтому является одним из самых популярным сплавов. Например, он может быть легирован железом и углеродом.
Если вам нужна очень твердая и при этом очень легкая конструкция, то лучше чем титан металла не найти. Это делает его выбором номер один для создания различных деталей в авиа- и ракетостроении и судостроении.
5. Рений
Это очень редкий и дорогой металл, который хотя и встречается в природе в чистом виде, обычно идет «довеском»-примесью к молибдениту.
Если бы костюм Железного человека был сделан из рения, он мог бы выдержать температуру в 2000 ° C без потери прочности. О том, что стало бы с самим Железным человеком внутри костюма после такого «фаер-шоу» мы умолчим.
Россия — третья страна в мире по природным запасам рения. Этот металл используется в нефтехимической промышленности, электронике и электротехнике, а также для создания двигателей самолетов и ракет.
4. Хром
По шкале Мооса, которая измеряет устойчивость химических элементов к царапинам, хром находится в пятерке лучших, уступая лишь бору, алмазу и вольфраму.
Хром ценится за высокую коррозионную стойкость и твердость. С ним легче обращаться, чем с металлами платиновой группы, к тому же он более распространен, поэтому хром является популярным элементом, используемым в сплавах, таких, как нержавеющая сталь.
А еще один из прочнейших металлов на Земле используется при создании диетических добавок. Конечно, вы будете принимать внутрь не чистый хром, а его пищевое соединение с другими веществами (например, пиколинат хрома).
3. Иридий
Как и его «собрат» осмий, иридий относится к металлам платиновой группы, и по внешнему виду напоминает платину. Он очень твердый и тугоплавкий. Чтобы расплавить иридий, вам придется развести костер температурой выше 2000 °C.
Читать также: Чем чистить медь и латунь
Иридий считается одним из самых тяжелых металлов на Земле, а также одним из самых устойчивых к коррозии элементов.
2. Осмий
Этот «крепкий орешек» в мире металлов относится к платиновой группе и обладает высокой плотностью. Фактически это самый плотный природный элемент на Земле (22,61 г/см3). По этой же причине осмий не плавится до 3033 ° C.
Когда он легирован другими металлами платиновой группы (такими как иридий, платина и палладий), он может использоваться во многих различных областях, где необходимы твердость и долговечность. Например, для создания емкостей для хранения ядерных отходов.
1. Вольфрам
Самый прочный металл, который только есть в природе. Этот редкий химический элемент также самый тугоплавкий из металлов (3422 ° C).
Впервые он был обнаружен в форме кислоты (триоксида вольфрама) в 1781 году шведским химиком Карлом Шееле. Дальнейшие исследования привели двух испанских ученых — Хуана Хосе и Фаусто д’Эльхуяра — к открытию кислоты из минерала вольфрамита, из которого они впоследствии изолировали вольфрам с помощью древесного угля.
Помимо широкого применения в лампах накаливания, способность вольфрама работать в условиях сильной жары делает его одним из наиболее привлекательных элементов для оружейной промышленности. Во время Второй мировой войны этот металл сыграл важную роль в инициировании экономических и политических отношений между европейскими странами.
Вольфрам также используется для изготовления твердых сплавов, а в аэрокосмической промышленности — для изготовления ракетных сопел.
Таблица предела прочности металлов
| Металл | Обозначение | Предел прочности, МПа |
|---|---|---|
| Свинец | Pb | 18 |
| Олово | Sn | 20 |
| Кадмий | Cd | 62 |
| Алюминий | Al | 80 |
| Бериллий | Be | 140 |
| Магний | Mg | 170 |
| Медь | Cu | 220 |
| Кобальт | Co | 240 |
| Железо | Fe | 250 |
| Ниобий | Nb | 340 |
| Никель | Ni | 400 |
| Титан | Ti | 600 |
| Молибден | Mo | 700 |
| Цирконий | Zr | 950 |
| Вольфрам | W | 1200 |
Сплавы против металлов
Сплавы представляют собой комбинации металлов, и основной причиной их создания является получение более прочного материала. Наиболее важным сплавом является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода.
Чем выше прочность сплава — тем лучше. И обычная сталь тут не является «чемпионом». Особенно перспективными представляются металлургам сплавы на основе ванадиевой стали: несколько компаний выпускают варианты с пределом прочности до 5205 МПа.
А самым прочным и твердым из биосовместимых материалов на данный момент является сплав титана с золотом β-Ti3Au.
Использование металлов в повседневной жизни началось на заре развития человечества, и первым металлом являлась медь, поскольку является доступной в природе и легко поддается обработке. Недаром археологи при раскопках находят различные изделия и домашнюю утварь из этого металла. В процессе эволюции люди постепенно учились соединять различные металлы, получая все более прочные сплавы, пригодные для изготовления орудий труда, а позже и оружия. В наше время продолжаются эксперименты, благодаря которым можно выявить самые прочные металлы в мире.
10. Титан
Открывает наш рейтинг титан – высокопрочный твердый металл, который сразу же привлек к себе внимание. Свойствами титана являются:
- высокая удельная прочность;
- стойкость к высоким температурам;
- низкая плотность;
- коррозийная стойкость;
- механическая и химическая стойкость.
Титан применяется в военной промышленности, медицине авиации, кораблестроении, и других сферах производства.
9. Уран
Самый известный элемент, который считается одним из самых прочных металлов в мире, и в нормальных условиях представляет собой слабый радиоактивный металл. В природе находится как в свободном состоянии, так и в кислых осадочных породах. Он достаточно тяжел, широко распространен повсеместно и обладает парамагнитными свойствами, гибкостью, ковкостью, и относительной пластичностью. Уран применяется во многих сферах производства.
8. Вольфрам
Известен как самый тугоплавкий металл из всех существующих, и относится к самым прочным металлам в мире. Представляет собой твердый переходный элемент блестящего серебристо-серого цвета. Обладает высокой прочностью, отличной тугоплавкостью, стойкостью к химическим воздействиям. Благодаря своим свойствам поддается ковке, и вытягивается в тонкую нить. Известен в качестве вольфрамовой нити накаливания.
Читать также: Жало паяльника из латуни
7. Рений
Среди представителей данной группы считается переходным металлом высокой плотности серебристо-белого цвета. В природе встречается в чистом виде, однако встречается в молибденовом и медном сырье. Отличается высокой твердостью и плотностью, и имеет отличную тугоплавкость. Обладает повышенной прочностью, которая не теряется при многократных перепадах температур. Рений относится к дорогим металлам и имеет высокую стоимость. Используется в современной технике и электронике.
6. Осмий
Блестящий серебристо-белый металл со слегка голубоватым отливом, относится к платиновой группе и считается одним из самых прочных металлов в мире. Аналогично иридию имеет высокую атомную плотность высокую прочность и твердость. Поскольку осмий относится к платиновым металлам, имеет схожие с иридием свойства: тугоплавкость, твердость, хрупкость, стойкость к механическим воздействиям, а также к влиянию агрессивных сред. Нашел широкое применение в хирургии, электронной микроскопии, химической промышленности, ракетной технике, электронной аппаратуре.
5. Бериллий
Относится к группе металлов, и представляет собой элемент светло-серого цвета, обладающий относительной твердостью и высокой токсичностью. Благодаря своим уникальным свойствам бериллий применяется в самых различных сферах производства:
- ядерной энергетике;
- аэрокосмической технике;
- металлургии;
- лазерной технике;
- атомной энергетике.
Из-за высокой твердости бериллий используется при производстве легирующих сплавов, огнеупорных материалов.
4. Хром
Следующим в десятке самых прочных металлов в мире является хром – твердый, высокопрочный металл голубовато-белого цвета, стойкий к воздействию щелочей и кислот. В природе встречается в чистом виде и широко применяется в различных отраслях науки, техники и производства. Хром Используется для создания различных сплавов, которые используются при изготовлении медицинского, а также химического технологического оборудования. В соединении с железом образует сплав феррохром, который используется при изготовлении металлорежущих инструментов.
3. Тантал
Бронзу в рейтинге заслуживает тантал, поскольку является одним из самых прочных металлов в мире. Он представляет собой серебристый металл с высокой твердостью и атомной плотностью. Благодаря образованию на его поверхности оксидной пленки, имеет свинцовый оттенок.
Отличительными свойствами тантала являются высокая прочность, тугоплавкость, стойкость к коррозии, воздействию агрессивных сред. Металл является достаточно пластичным металлом и легко поддается механической обработке. Сегодня тантал успешно используется:
- в химической промышленности;
- при сооружении ядерных реакторов;
- в металлургическом производстве;
- при создании жаропрочных сплавов.
2. Рутений
Вторую строчку рейтинга самых прочных металлов в мире занимает рутений – серебристый металл, принадлежащий к платиновой группе. Его особенностью является наличие в составе мышечной ткани живых организмов. Ценными свойствами рутения являются высокая прочность, твердость, тугоплавкость, химическая стойкость, способность образовывать комплексные соединения. Рутений считается катализатором многих химических реакций, выступает в роли материала для изготовления электродов, контактов, острых наконечников.
1. Иридий
Рейтинг самых прочных металлов в мире возглавляет именно иридий – серебристо-белый, твердый и тугоплавкий металл, который относится к платиновой группе. В природе высокопрочный элемент встречается крайне редко, и часто входит в соединение с осмием. Из-за своей природной твердости он плохо поддается механической обработке и обладает высокой стойкостью к воздействию химический веществ. Иридий с большим трудом реагирует на воздействие галогенов и перекиси натрия.
Этот металл играет важную роль в повседневной жизни. Его добавляют к титану, хрому и вольфраму для улучшения стойкости к кислым средам, применяют при изготовлении канцелярских принадлежностей, используют в ювелирном деле для создания ювелирных изделий. Стоимость иридия остается высокой из-за ограниченного присутствия в природе.
Самые прочные металлы в мире: топ-10
Можете ли вы представить, что произошло, если бы наши предки не обнаружили важные металлы, такие как серебро, золото, медь и железо? Наверное, мы бы до сих пор жили в хижинах, используя камень в качестве основного инструмента. Именно крепость металла сыграла важную роль в формировании нашего прошлого и теперь работают как основа, на которой мы строим будущее.
Некоторые из них очень мягкие и буквально тают в руках, как самый активный металл в мире. Другие — настолько твердые, что их невозможно согнуть, поцарапать или сломать без применения спецсредств.
А если вам интересно, какие металлы самые твердые и прочные в мире, мы ответим на этот вопрос, учитывая различные оценки относительной твердости материалов (шкала Мооса, метод Бринелля), а также такие параметры как:
- Модуль Юнга: учитывает эластичность элемента при растяжении, то есть способность объекта к сопротивлению при упругой деформации.
- Предел текучести: определяет максимальный предел прочности материала, после которого он начинает проявлять пластичное поведение.
- Предел прочности при растяжении: предельное механическое напряжение, после которого материал начинает разрушаться.
10. Тантал
У этого металла сразу три достоинства: он прочный, плотный и очень устойчив к коррозии. Кроме того, этот элемент относится к группе тугоплавких металлов, таких как вольфрам. Чтобы расплавить тантал вам придется развести огонь температурой 3 017 °C.
Тантал в основном используется в секторе электроники для производства долговечных, сверхмощных конденсаторов для телефонов, домашних компьютеров, камер и даже для электронных устройств в автомобилях.
9. Бериллий
А вот к этому металлическому красавцу лучше не приближаться без средств защиты. Потому что бериллий высокотоксичен, и обладает канцерогенным и аллергическим действием. Если вдыхать воздух, содержащий пыль или пары бериллия, то возникнет заболевание бериллиоз, поражающее легкие.
Однако бериллий несет не только вред, но и благо. Например, добавьте всего 0,5 % бериллия в сталь и получите пружины, которые будут упругими даже если довести их до температуры красного каления. Они выдерживают миллиарды циклов нагрузки.
Бериллий применяют в аэрокосмической промышленности для создания тепловых экранов и систем наведения, для создания огнеупорных материалов. И даже вакуумная труба Большого Адронного Коллайдера сделана из бериллия.
8. Уран
Это естественное радиоактивное вещество очень широко распространено в земной коре, но сконцентрировано в определенных твердых скальных образованиях.
Один из самых твердых металлов в мире имеет два коммерчески значимых применения — ядерное оружие и ядерные реакторы. Таким образом, конечной продукцией урановой промышленности являются бомбы и радиоактивные отходы.
7. Железо и сталь
Как чистое вещество железо не такое твердое по сравнению с другими участниками рейтинга. Но из-за минимальных затрат на добычу оно часто комбинируется с другими элементами для производства стали.
Сталь — это очень прочный сплав из железа и других элементов, таких как углерод. Это наиболее часто используемый материал в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. И даже если вы не имеете к ним никакого отношения, то все равно используете сталь каждый раз, когда режете продукты ножом (если он, конечно, не керамический).
6. Титан
Титан — это практически синоним прочности. Он обладает впечатляющей удельной прочностью (30-35 км), что почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей.
Будучи тугоплавким металлом, титан обладает высокой устойчивостью к нагреву и истиранию, поэтому является одним из самых популярным сплавов. Например, он может быть легирован железом и углеродом.
Если вам нужна очень твердая и при этом очень легкая конструкция, то лучше чем титан металла не найти. Это делает его выбором номер один для создания различных деталей в авиа- и ракетостроении и судостроении.
5. Рений
Это очень редкий и дорогой металл, который хотя и встречается в природе в чистом виде, обычно идет «довеском»-примесью к молибдениту.
Если бы костюм Железного человека был сделан из рения, он мог бы выдержать температуру в 2000 ° C без потери прочности. О том, что стало бы с самим Железным человеком внутри костюма после такого «фаер-шоу» мы умолчим.
Россия — третья страна в мире по природным запасам рения. Этот металл используется в нефтехимической промышленности, электронике и электротехнике, а также для создания двигателей самолетов и ракет.
4. Хром
По шкале Мооса, которая измеряет устойчивость химических элементов к царапинам, хром находится в пятерке лучших, уступая лишь бору, алмазу и вольфраму.
Хром ценится за высокую коррозионную стойкость и твердость. С ним легче обращаться, чем с металлами платиновой группы, к тому же он более распространен, поэтому хром является популярным элементом, используемым в сплавах, таких, как нержавеющая сталь.
А еще один из прочнейших металлов на Земле используется при создании диетических добавок. Конечно, вы будете принимать внутрь не чистый хром, а его пищевое соединение с другими веществами (например, пиколинат хрома).
3. Иридий
Как и его «собрат» осмий, иридий относится к металлам платиновой группы, и по внешнему виду напоминает платину. Он очень твердый и тугоплавкий. Чтобы расплавить иридий, вам придется развести костер температурой выше 2000 °C.
Иридий считается одним из самых тяжелых металлов на Земле, а также одним из самых устойчивых к коррозии элементов.
2. Осмий
Этот «крепкий орешек» в мире металлов относится к платиновой группе и обладает высокой плотностью. Фактически это самый плотный природный элемент на Земле (22,61 г/см3). По этой же причине осмий не плавится до 3033 ° C.
Когда он легирован другими металлами платиновой группы (такими как иридий, платина и палладий), он может использоваться во многих различных областях, где необходимы твердость и долговечность. Например, для создания емкостей для хранения ядерных отходов.
1. Вольфрам
Самый прочный металл, который только есть в природе. Этот редкий химический элемент также самый тугоплавкий из металлов (3422 ° C).
Впервые он был обнаружен в форме кислоты (триоксида вольфрама) в 1781 году шведским химиком Карлом Шееле. Дальнейшие исследования привели двух испанских ученых — Хуана Хосе и Фаусто д’Эльхуяра — к открытию кислоты из минерала вольфрамита, из которого они впоследствии изолировали вольфрам с помощью древесного угля.
Помимо широкого применения в лампах накаливания, способность вольфрама работать в условиях сильной жары делает его одним из наиболее привлекательных элементов для оружейной промышленности. Во время Второй мировой войны этот металл сыграл важную роль в инициировании экономических и политических отношений между европейскими странами.
Вольфрам также используется для изготовления твердых сплавов, а в аэрокосмической промышленности — для изготовления ракетных сопел.
Таблица предела прочности металлов
| Металл | Обозначение | Предел прочности, МПа |
|---|---|---|
| Свинец | Pb | 18 |
| Олово | Sn | 20 |
| Кадмий | Cd | 62 |
| Алюминий | Al | 80 |
| Бериллий | Be | 140 |
| Магний | Mg | 170 |
| Медь | Cu | 220 |
| Кобальт | Co | 240 |
| Железо | Fe | 250 |
| Ниобий | Nb | 340 |
| Никель | Ni | 400 |
| Титан | Ti | 600 |
| Молибден | Mo | 700 |
| Цирконий | Zr | 950 |
| Вольфрам | W | 1200 |
Сплавы против металлов
Сплавы представляют собой комбинации металлов, и основной причиной их создания является получение более прочного материала. Наиболее важным сплавом является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода.
Чем выше прочность сплава — тем лучше. И обычная сталь тут не является «чемпионом». Особенно перспективными представляются металлургам сплавы на основе ванадиевой стали: несколько компаний выпускают варианты с пределом прочности до 5205 МПа.
А самым прочным и твердым из биосовместимых материалов на данный момент является сплав титана с золотом β-Ti3Au.
Титан против алюминия, в чем разница?
Сегодня самые разные отрасли ищут инновационные способы максимизации своей прибыли. Ожидается, что эти инновационные способы позволят снизить себестоимость продукции, уменьшить вес продукции и снизить общее потребление энергии. Следовательно, легкие металлы, включая титан и алюминий, все чаще относят к стали. Поэтому, чтобы получить идеальное решение для материалов в свете этого, важно иметь представление об их прочности. В этой статье представлена самая важная информация путем сравнения каждого металла с использованием различных характеристик.
Давайте сравним 17 различий между титаном и алюминием
В производственной сфере, когда вы думаете о свойствах материалов для деталей, на ум приходят прочность и легкость. По сути, титан и алюминий в данном случае естественным образом приходят на ум дизайнерам. Интересно, что и титан, и алюминий отвечают другим важным требованиям, таким как отличная термостойкость и коррозионная стойкость. Чтобы сделать идеальный выбор для вашего проекта, мы будем использовать различные свойства для сравнения алюминия и титана. Они включают:
Титан против алюминия: элементный состав
Чтобы отличить титан от алюминия, очень важен элементный состав. Это связано с тем, что некоторые компоненты могут не потребоваться из-за их реакционной способности по отношению к окружающей среде или из-за дополнительных характеристик, которые они могут придавать металлу в целом. Примеры таких характеристик могут включать коррозионную стойкость, вес и многое другое. Для сравнения, известно, что титан содержит множество элементов, включая азот, водород, кислород, углерод, железо и никель. С титаном в качестве основного элементного состава другие компоненты могут варьироваться в составе от 0.013 до 0.5%.
С другой стороны, алюминий состоит из множества компонентов, включая алюминий в качестве основного состава, кремний, цинк, магний, марганец, медь, железо, титан, хром, цирконий и многие другие.
Титан против алюминия: коррозионная стойкость
Коррозионная стойкость — еще одно свойство, которое можно использовать для сравнения титана и алюминия. И титан, и алюминий обладают превосходными свойствами коррозионной стойкости. Однако один из них более устойчив, чем другой, и в результате он более предпочтителен, когда коррозионная стойкость является одним из основных соображений в проекте.
Титан инертен и, как следствие, обладает высокой коррозионной стойкостью. Из-за своей инертной природы титан является наиболее биосовместимым металлом с впечатляющим применением в медицинской промышленности. Это применение можно найти в производстве хирургических изделий, в то время как сплавы Ti 6-4 хорошо выдерживают воздействие соленой среды и широко применяются в морской промышленности. С другой стороны, сплавы алюминия образуют слой оксидов, что делает материал не вступающим в реакцию с коррозионными элементами. Однако коррозия такого сплава теперь зависит от водных/атмосферных условий, таких как температура, химические вещества в воздухе и химический состав.
Титан против алюминия: электропроводность
Электропроводность — это способность материала пропускать поток электронов из-за падения потенциала. Для определения электропроводности материала в качестве стандарта для оценки электропроводности используется медь.
Когда титан сравнивается с проводимостью меди, он показал около 3.1% проводимости меди. В результате следует, что титан является хорошим проводником электричества и его нельзя использовать там, где главным фактором является хорошая проводимость. Хотя титан не является хорошим проводником, его можно использовать в качестве хорошего резистора. С другой стороны, алюминий демонстрирует 64% проводимости меди. Это означает, что в ситуации, когда требуется электропроводность, алюминий предпочтительнее титана.
Титан против алюминия: теплопроводность
Теплопроводность материала – это его способность передавать или проводить тепло. Чтобы материал был хорошим радиатором, он должен иметь высокую степень проводимости, а материал с низкой теплопроводностью — хороший изолятор. Это явление называется скоростью переноса за счет проводимости через единицу толщины через единицу материала при единичном температурном градиенте.
Для сравнения, алюминий имеет высокую теплопроводность 1460 БТЕ-дюйм/час-фут²-°F (210 Вт/мК) по сравнению с титаном 118 БТЕ-дюйм/час-фут²-°Fм (17.0 Вт/мК). Вот почему ему отдают предпочтение, когда речь идет о таких устройствах, как теплообменники, посуда и радиаторы.
Титан против алюминия: температура плавления
Температура плавления металла, известная как точка плавления, представляет собой температуру, при которой такой металл начинает переходить из твердой фазы в жидкую. При этой температуре твердая фаза металла и жидкая фаза такого металла находятся в равновесии. Как только материал достигает этого температурного уровня, его можно легко формовать и использовать для термических применений.
Для сравнения, титан имеет более высокую температуру плавления 1650–1670 ° C (3000–3040 ° F), поэтому он используется в качестве тугоплавкого металла. С другой стороны, алюминий имеет более низкую температуру плавления по сравнению с титаном 660.37 ° C (1220.7 ° F). Следовательно, в области термостойкости титан более применим.
Титан против алюминия: твердость
Твердость металла — это его сравнительная величина, которая помогает описать его реакцию на травление, вдавливание, деформацию или царапание его поверхности. В основном это можно сделать с помощью инструмента, называемого индентором. В результате инденторная машина или инструменты определяют стоимость металла для определения его прочности. В то время как твердость титана по Бринеллю 70 HB больше, чем у чистого алюминия 15 HB, некоторые сплавы алюминия показали более высокую твердость, чем титан. Примеры включают AA7075, состояние T7 и T6, AA6082, состояние T5 и T6 и другие.
С другой стороны, титан легко деформируется при царапинах или вмятинах. Это можно исправить, потому что титан образует исключительно твердую поверхность, образуя оксидный слой, чтобы сформировать слой оксида титана, который сопротивляется большинству сил проникновения. В тех случаях, когда твердость является одним из основных требований, лучшим выбором будет титан.
Титан против алюминия: плотность
В измерении титан и алюминий легкие, но по определенным причинам. В сравнении с плотностью алюминия (2712 кг/м 3 ) ниже плотности титана (4500 кг/м 3 ). Плотность алюминия значительно легче, хотя титан примерно на две трети тяжелее алюминия. Это означает, что пользователям любого металла потребуется меньше титана. Для получения физической прочности алюминия необходима лишь часть титана. Вот почему титан используется в авиационных реактивных двигателях и космических кораблях. Известно, что его легкий вес и прочность снижают затраты на топливо.
Поэтому, в зависимости от применения, титан или алюминий являются идеальным выбором. Например, в ситуации, когда важно соотношение прочности и веса, используется титан, а там, где нужен только легкий вес, используется алюминий.
Титан против алюминия: цена
Для того, чтобы сравнить цены на титан и алюминий, основной кусок круглой четверть дюйма, длиной в фут обоих металлов сравниваются вместе. При сравнении алюминиевый стержень стоит меньше, чем титановый стержень, поэтому это показывает, что между обоими металлами существует разница в стоимости. В дополнение к стоимости, большей с самого начала, с титаном очень сложно работать по сравнению с алюминием, и в результате он удорожает производственный процесс.
Другое дело, что шлифовка, гибка и сварка титана дело тонкое, требующее высокого профессионализма. С другой стороны, с алюминием легко работать, поэтому он дешевле и экономически эффективен для большинства применений.
Титан против алюминия: долговечность
Долговечность материала остается его способностью функционировать без использования чрезмерного ремонта или технического обслуживания, когда на материал воздействуют проблемы нормальной эксплуатации. Без сомнения, и титан, и алюминий долговечны и могут использоваться в течение более длительного периода. Титан очень жесткий и прочный, и его оправы могут служить десятилетиями без каких-либо признаков износа при правильном уходе.
Кроме того, титан обеспечивает достаточную гибкость, чтобы помочь ослабить вибрацию дороги, и может чувствовать себя хлипким при воздействии тяжелой нагрузки, такой как туристические корзины. С другой стороны, алюминий также доказывает свою долговечность в экстремальных условиях транспортировки, особенно когда прочность, безопасность и долговечность имеют решающее значение.
Титан против алюминия: обрабатываемость
Обрабатываемость — это сравнительная оценка металла, позволяющая определить, насколько хорошо он реагирует на нагрузку при механической обработке, включая штамповку, токарную обработку, фрезерование и многое другое. Оценка обрабатываемости такого металла используется для определения типа используемого метода обработки. Интересно, что токарно-фрезерные станки с ЧПУ — это проверенные временем методы изготовления деталей из титана и алюминия. Их можно изготовить менее чем за день с соблюдением допусков +/- 0.005 дюйма (0.13 мм). Когда требуется быстрое изготовление деталей, алюминий является идеальным выбором, так как он экономически выгоден при высоком качестве.
Однако механическая обработка может быть несколько ограничена, когда речь идет о геометрии, поскольку чрезвычайно сложные конструкции требуют различных решений, независимо от выбранного материала. Еще один фактор, который следует учитывать при выборе материала для механической обработки, — это отходы механической обработки. Следовательно, фрезерование лишнего материала подходит для недорогого алюминия, но не идеально для дорогого титана. В результате производители часто предпочитают изготавливать прототипы из алюминия, а затем переходят на титан для изготовления деталей.
Титан против алюминия: формуемость
С точки зрения формуемости алюминий более пластичен, чем титан. Все формы алюминия легко превращаются в готовые детали с использованием самых разных методов. Алюминий можно резать с использованием многих процессов в зависимости от формы и формы материала.
Его также можно резать различными типами пил, в то время как лазер, плазма или гидроабразивная резка производят готовые размеры, которые могут иметь сложные формы и формы. Хотя титан поддается формованию и не так поддается формованию, как алюминий, алюминий является идеальным выбором, когда формуемость имеет решающее значение для успеха проекта.
Титан против алюминия: свариваемость
Когда дело доходит до сварки, которая представляет собой способность материала к сварке, оба металла могут быть сварены, а также могут быть сварены или соединены вместе. Однако либо титан, либо алюминий лучше поддаются сварке, чем другие.
Для сравнения, сварка титана требует большего профессионализма, поскольку она всегда рассматривается как специальность внутри специальности. С другой стороны, алюминий хорошо поддается сварке и используется для широкого спектра применений. Таким образом, если свариваемость является одним из основных требований при выборе материала, алюминий будет идеальным выбором.
Титан против алюминия: предел текучести
Предел текучести материала – это максимальное напряжение, при котором материал начинает необратимо деформироваться. Это свойство можно использовать, чтобы отличить титан от алюминия. При сравнении становится очевидным, что коммерчески чистый титан (> 99% Ti) представляет собой металл с низкой и средней прочностью, который не очень подходит для конструкций или двигателей самолетов. Он демонстрирует предел текучести высокочистого титана в диапазоне от 170 МПа до примерно 480 МПа, что считается низким для тяжелонагруженных авиационных конструкций.
С другой стороны, чистый алюминий имеет предел текучести в диапазоне от 7 МПа до примерно 11 МПа, в то время как сплавы алюминия имеют предел текучести в диапазоне от 200 МПа до 600 МПа.
Титан против алюминия: прочность на растяжение
Предел прочности металла является наивысшим (предельным) на кривой инженерного напряжения-деформации. Это называется максимальным напряжением, которое может быть выдержано, когда материал подвергается растяжению. Предел прочности при растяжении при температуре окружающей среды титана и его сплавов составляет от 230 МПа для самой мягкой марки технически чистого титана до 1400 МПа для высокопрочных сплавов.
Кроме того, предел прочности титана варьируется от 170 МПа до 1100 МПа в зависимости от сорта и состояния. С другой стороны, сплавы алюминия обладают гораздо большей прочностью, чем чистый алюминий. Чистый алюминий обладает пределом прочности при растяжении 90 МПа, а для некоторых термообрабатываемых сплавов алюминия он может быть увеличен до более чем 690 МПа.
Титан против алюминия: прочность на сдвиг
Стойкость металла к нагрузке сдвига до того, как компонент разрушится при сдвиге, называется прочностью на сдвиг. Обычно это происходит на плоскости, параллельной направлению действия силы. Напряжение сдвига титана составляет от 40 до 45 МПа в зависимости от свойств сплава, тогда как прочность на сдвиг алюминия составляет от 85 до примерно 435 МПа. Следовательно, если прочность на сдвиг является одной из основных причин выбора материала, некоторые марки алюминия могут быть предпочтительнее титана.
Титан против алюминия: цвет
При различении или определении разницы между титаном и алюминием важен цвет материала. Это поможет распознать материал, чтобы избежать использования неподходящего металла для вашего проекта. Для отличия алюминий имеет серебристо-белый цвет, цвет которого варьируется от серебристого до тускло-серого в зависимости от поверхности материала. Этот внешний вид обычно ближе к серебру для гладких поверхностей. С другой стороны, титан имеет серебристый оттенок, который становится темнее при освещении.
Титан против алюминия: приложения
Титан и алюминий используются в самых разных областях. Это применимо представляет собой возможный способ отличить оба металла друг от друга. Применение титана и алюминия указано ниже:
Титан
Титан применяется различными способами, в том числе в качестве легирующего элемента в стали, уменьшающего размер зерна, а также в качестве раскислителя и в нержавеющей стали для снижения содержания углерода. Он встречается почти везде в промышленном пространстве, в том числе:
- Пигменты, покрытия и добавки (краски, зубная паста, бумага и пластик)
- Морская и аэрокосмическая промышленность (шасси, брандмауэры, важные детали конструкции, гидравлическая система,
- Промышленность (клапаны, технологические сосуды, теплообменники, резервуары, целлюлозно-бумажная промышленность, ультразвуковая сварка, мишени для распыления и многое другое.
- Потребительские и архитектурные товары (спортивные товары, оправы для очков, велосипеды, огнестрельное оружие, лопаты, запчасти для ноутбуков и многое другое)
- Ювелирные изделия (для пирсинга, часов, колец и многого другого)
- Медицина (зубные имплантаты, хирургические инструменты, хирургические инструменты и многое другое)
Алюминий
Алюминий обычно используется в различных отраслях промышленности из-за его впечатляющей коррозионной стойкости. Алюминий существует в различных сплавах, что заметно улучшает его механические свойства, особенно при отпуске. Например, наиболее распространенный алюминиевый сплав в виде фольги и банок для напитков содержит от 92% до примерно 99% алюминия. К основным областям применения алюминия относятся:
- Транспорт (самолеты, железнодорожные вагоны, велосипеды, автомобили, грузовики, морские суда, космические корабли и многое другое)
- Упаковка (банки, рамки, фольга,)
- Строительство и строительство (окна, сайдинг, кровля, двери, строительная проволока, обшивка и многое другое)
- Приложения, связанные с электричеством (двигатели, трансформаторы, генераторы, сплавы проводников, генераторы и многое другое)
- Предметы домашнего обихода (кухонная утварь, мебель и многое другое)
- Оборудование и машины (трубы, инструменты, технологическое оборудование и многое другое)
Источник https://technictrends.ru/kakoj-metall-prochnee-titana/
Источник https://basetop.ru/samye-prochnye-metally-v-mire-top-10/
Источник https://www.dekmake.com/ru/%D1%82%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%BD-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%B2-%D0%B0%D0%BB%D1%8E%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%8F/