Титан срещу неръждаема стомана: Избор на правилния материал

ASTM B265 Титан PDF

ASTM B337 Титан PDF

ASTM B338 Титан PDF

ASTM B348 Титан PDF

ASTM F67 Титан PDF

ASTM F136 титанов PDF

На пръв поглед може да не е очевидно защо тези метали се виждат заедно толкова често: неръждаемата стомана е силно легирана, докато титанът често се използва в почти елементарна форма и ако сравните две части с еднакви размери, неръждаемата стомана ще превъзхожда титана с близо 50%. След това има разлика в цената: идентична част от ламарина може да струва 5 пъти повече от титан спрямо неръждаема стомана.

Като оставим настрана тези разлики, припокриването на приложения между двете е доста често срещано: в областта на медицината и денталната медицина неръждаемата стомана доминираше до 1980 г., когато титанът започна да я замества поради по-високата си биосъвместимост и характеристики на якост-към-плътност. И двете се използват в авиационната индустрия, от реактивни двигатели до пилотски кабини до колесник. При производството и машинната обработка могат да бъдат избрани сплави от двата материала, които отговарят на приложението; като заваряване, машинна обработка или температурна устойчивост. И неръждаемата, и титанова са устойчиви-на удари, издръжливи и силно устойчиви-на корозия. Така че нека разгледаме всеки материал поотделно и да използваме тази информация, за да добием по-добра представа кой да използваме.

Подобно на меката стомана, неръждаемата стомана започва с желязо и въглерод. Неговите уникални характеристики се дължат до голяма степен на добавянето на хром и никел, като манган, силиций, азот, фосфор и сяра се добавят към различни степени.

Добавянето на толкова много различни легиращи елементи означава, че неръждаемата стомана има широка гама от степени, обхващащи пет различни групи.

Видове неръждаема стомана

Всяко семейство от неръждаема стомана се определя от своята уникална кристална структура и произтичащите от това свойства на материала.

Феритната неръждаема стомана съдържа 12-18% хром и, както подсказва името й, е магнитна.

Тъй като има по-ниско съдържание на никел от някои от своите връстници, феритните класове са едни от най-евтините за производство.

Феритни степени 409 и 430 често се използват в изпускателни системи и части, които изискват устойчивост на корозия, но не са предни и централни.

Мартензитните неръждаеми стомани са сравнително "високо въглеродни", съдържащи до 1,2% от този елемент.

Сплав 410 е често срещан пример, който показва добра устойчивост на корозия и подлежи на термична обработка.

Поради по-високото съдържание на въглерод мартензитната неръждаема стомана се използва в остриета, ножици и медицински инструменти.

Аустенитната неръждаема стомана е по-известна като неръждаема стомана от серия 300 и съдържа 18% хром и 8% никел, което я прави изключително устойчива на корозия.

Неръждаемата серия 300 представлява над 70% от общото световно производство.

Само клас 304 държи 50% от пазарния дял на неръждаема стомана, тъй като е икономичен, заваряем и изключително -устойчив на корозия.

304 се използва в хранително-вкусовата промишленост, екстериорни тела, зони с високо-износване, тръби, резервоари и много други.

За още по-висока устойчивост на корозия може да се използва клас 316.

Тук в SendCutSend искаме да мислим, че допринасяме за това, като предлагаме неръждаема стомана 304 и неръждаема стомана 316 в широка гама от дебелини.

Дуплексната неръждаема стомана има еднаква микроструктура, съставена от половината ферит и половината аустенит, което й придава отлични механични свойства, като максимална якост и якост на опън.

Наличието на до 28% хром и, в "супер" дуплексните класове, молибден, придават на Duplex неръждаема стомана почти ненадмината устойчивост на корозия.

Неръждаемата стомана с утаяване е мястото, където се обръщате, ако максималната висока якост и висока твърдост са от решаващо значение за приложението, но все още е необходима солидна устойчивост на корозия.

цена
Въпреки че в сравнение с меката стомана неръждаемата стомана изглежда скъпа, спестяванията на разходи, свързани с вградено-устойчиво на корозия- покритие, често надвишават разликата. Поради икономиите от мащаба действителната цена за доставка на част от неръждаема стомана често може да бъде по-евтина от същата тази част от по-ниска-разходна сурова сплав. В сравнение с въглеродни влакна или титан, спестяването на разходи за неръждаема стомана става съвсем очевидно.

Обработваемост
Неръждаемата стомана тип 303 се счита за сплав за „свободна машинна обработка“, което означава, че не се раздробява или размазва по ръба на режещия инструмент, а вместо това произвежда стружки, които се почистват лесно. Дори най-често срещаните сплави, като 304 и 316, могат да се обработват с добри резултати, ако инструментите се поддържат остри и добре смазвани.

Заваряемост
Всеки процес на електродъгово заваряване (TIG, MIG, MMA или SA) работи добре за неръждаема стомана, като пълнежните пръти като ER308L и ER 309 са общи за всички-неръждаеми възли. Използването на пълнежен прът E70S2 или 312 осигурява отлична якост на заваряване между мека и неръждаема стомана.

Устойчивост на топлина
За разлика от по-скъпите материали, като въглеродни влакна, титан, неръждаемата стомана има изключително висока максимална работна температура: 304 може да се използва до 1600 градуса F (870 градуса), докато специалните сплави като 310 са устойчиви на температура над 1895 градуса F.

За разлика от много обикновени метали, които в продължение на хиляди години са били редуцирани с помощта на въглерод (помислете, че топенето на желязо е използвано за производството на цялата стомана), титанът е търговски жизнеспособен едва от 40-те години на миналия век. Въпреки че сега е сравнително наличен в много степени, високата точка на топене и процесът на химическа редукция, използвани за производството на титан, изискват много време и химикали, което води до високата му цена.

Докато неръждаемата стомана придобива своите уникални свойства само когато е легирана, титанът е елемент, който може да се използва и често се използва в неговата "търговска чиста" форма. Въпреки това титанът също е често легиран и дори в търговската чистота има няколко степени, което означава, че като всички други полезни метали, неговите свойства могат да бъдат пригодени за специфични приложения.

Класове титан

Титанът обикновено се категоризира или като търговски чист (CP) клас, или като обозначение на сплав и като цяло механичните свойства се увеличават с броя на класа.

CP класове 1-2
Те се произвеждат с най-малко количество кислород и следи от желязо, което ги прави меки и пластични. Това означава, че клас 1 често се използва в тръби и тръби или заварени приложения. Клас 2, който доставяме като 0,04" лист, има по-висока якост на опън и граница на провлачване, като същевременно остава достъпен в сравнение с по-високо обработените класове.

CP класове 3-4
Тези класове са значително по-здрави от 1 и 2, като 4 е най-здравият клас CP, но поради това те жертват известна пластичност. И двата класа 3 и 4 все още могат да се заваряват и са изключително издръжливи, като често се използват в хирургическо оборудване, топлообменници с висока -стойност, химическа обработка и космическото пространство.

Ti 6Al-4V (клас 5)
Това е най-често срещаната титанова сплав, която представлява около половината от общото световно търсене на всички видове титан. В допълнение към желязото, намиращо се в класовете CP, клас 5 включва също около 6% алуминий и около 4% ванадий, което повишава температурната устойчивост и почти утроява крайната якост на опън до 150 ksi. Тъй като по същество той е крал на хълма от метали по почти всеки показател, ние предлагаме Ti 6Al-4V, титан клас 5 в пет различни дебелини. Използвайте го в самолетни приложения, компоненти на двигатели и състезателни коли, морски приложения или навсякъде другаде, където крайната производителност и намаляването на теглото са критични.

Устойчивост на корозия
Подобно на други устойчиви на корозия -материали, които се окисляват, за да образуват бариера, когато са изложени на кислород във въздуха, повърхността на титана започва незабавно да се окислява, образувайки титанов оксид, образуващ тънък пасивиращ слой, който предпазва останалата част от материала от по-нататъшна корозия. За разлика от някои други оксидни слоеве, слоят от титанов диоксид продължава да се удебелява с течение на времето, достигайки до 25 nm след няколко години, което му придава устойчивост на корозия, почти равна на платината.

Съотношение-към-плътност
Титанът е лек – в най-добрия възможен смисъл. Той има най-високото съотношение-към-тегло от всички метални елементи. Дори в нелегираното си състояние (което, не забравяйте, е ⅓ крайната якост на клас 5), той евсе ощетолкова здрави, колкото някои стомани, при 40% тегло.

Биосъвместимост
Титанът е един хладен пич: да го накарате да реагира с каквото и да било е почти невъзможно при нормални температури. Комбинирайте това с неговата ниска плътност и имате рецептата за най-разпространения хипоалергенен метал, който се използва днес в медицинската индустрия за стави, възстановяване на кости и всяко друго приложение за чувствителен контакт с тялото.

Титанът и неръждаемата стомана са изправени пред много от едни и същи предизвикателства за машиниста: обикновените сплави и на двете се усвояват лесно, вместо стружката да се отчупва чисто по ръба на режещия ръб. И двата имат нисък коефициент на топлопроводимост, което означава, че е лесно да се предизвика локализирано втвърдяване при работа и да се насърчи преждевременното износване на инструмента. Титанът има допълнителното предизвикателство да бъде по-гъвкав от повечето машинно обработени материали в сравнение с неговата твърдост, така че трябва да се внимава да се фиксира възможно най-твърдо.

Въпреки това, когато се обърне внимание на тези опасения, титанът и неръждаемата стомана дават отлични резултати при машинна обработка. За Titanium се уверете, че инструментът се поддържа в постоянно движение при по-ниски скорости и по-високи подавания, за да се намали натрупването на температура, заедно с охлаждаща течност под високо налягане, когато е възможно.

За неръждаема стомана изберете степен 303, която включва сяра като един от легиращите елементи, което подобрява характеристиките на свободната обработка на сплавта.

Както винаги, ако частите от ламарина са това, което вашето приложение изисква, нашият екип от експерти е набрал мощността и скоростта на нашите лазери (и водни струи, CNC, машини за премахване на ръбове, огъвачи... схващате идеята), за да предостави абсолютно най-добрите резултати за всеки уникален материал.

Кои са най-често срещаните видове неръждаема стомана?

Тип 304 е най-разпространеният клас в света на неръждаемите метали. Вероятно последван от тип 316, който подобрява вече отличната устойчивост на корозия на 304. Освен това и двата са лесно заварени, достатъчно пластични, за да се огъват добре, изключително издръжливи и сравнително евтини. Тук, в SendCutSend, предлагаме както 304, така и 316, както и много други материали, подходящи за всяко приложение.

Кое е по-добро?

Дали ще използвате 304 или 316 наистина зависи от приложението. Ако е необходимо най-високото ниво на устойчивост на корозия и санитарна или -безопасна за храна съвместимост, изберете клас 316.

Ti издържа ли по-дълго от SS?

Това наистина е въпрос-за конкретно приложение. Страхотно място да започнете е таблицата по-горе, а за по-задълбочено гмуркане вижте нашата статия за 304 или тази информативна част за Titanium. Като цяло и двете ще издържат по-дълго от останалите части, необходими за това конкретно приложение.

Ние дълбоко разбираме, че изборът на най-подходящия материал за конкретни приложения е от решаващо значение за успеха на един проект. Ако имате нужда от професионален съвет за избор на материал и персонализирани решения, съобразени с вашите специфични нужди, не се колебайте да се свържете с нашия технически екип. Ние сме тук, за да ви предоставим цялостна-поддръжка на едно гише.

Свържете се сега

Ние стриктно се придържаме към международните стандарти за опаковане и използваме професионални решения за опаковане, които са водоустойчиви, влаго{0}}и устойчиви-на удар, за да гарантираме, че продуктите остават непокътнати по време на-транспортиране на дълги разстояния. Всички продукти трябва да преминат нашия строг процес на проверка на качеството преди изпращане, за да се гарантира, че техните спецификации и производителност отговарят напълно на изискванията. Стандартният цикъл на доставка на поръчки е от 7 до 15 работни дни (в зависимост от сложността на поръчката и логистичните условия). Ние се ангажираме да гарантираме, че всяка партида от продукти пристига до посоченото от вас местоназначение навреме и сигурно чрез прецизно управление на процесите и цифрово логистично проследяване.

Свържете се сега