Moderne industri kræver, at strukturelle materialer har høj styrke, brudsejhed og stivhed, samtidig med at vægten reduceres så meget som muligt. I dette tilfælde er lette højstyrkelegeringer repræsenteret af aluminium og titanium og bærende varmebestandige legeringer repræsenteret af Ni-baserede superlegeringer blevet et af nøgleudviklingsmaterialerne i de nye materialeforsknings- og udviklingsplaner i forskellige lande , og de er også vigtige i laseradditiv fremstilling. vigtige applikationsmaterialer.
Fordelene og forskellene ved titanium og aluminium
Aluminiumslegering og titanlegering, på grund af deres fremragende lave tæthed og strukturelle styrke, er meget udbredt i rumfart, biler, maskinfremstilling og andre områder, uanset om der bruges 3D-print eller CNC-behandling, især indtager en meget vigtig position i luftfartsindustrien. Det er det vigtigste strukturelle materiale i luftfartsindustrien.
Både titanium og aluminium er lette, men der er stadig forskel på de to. Selvom titanium vejer omkring to tredjedele mere end aluminium, betyder dets iboende styrke, at der kan bruges mindre for at opnå den nødvendige styrke. Titaniumlegeringer er meget udbredt i flyjetmotorer og forskellige rumfartøjer, og dets styrke og lave densitet kan reducere brændstofomkostningerne. Densiteten af aluminiumslegering er kun en tredjedel af stålets, og det er det mest udbredte og mest almindelige letvægtsmateriale til biler på dette stadium; undersøgelser har vist, at aluminiumslegeringer kan bruge op til 540 kg i et komplet køretøj. 40 procents vægtreduktion, karrosseri helt i aluminium fra Audi, Toyota og andre mærkebiler er et godt eksempel.
Da begge materialer har høj styrke og lav densitet, skal andre differentierende faktorer tages i betragtning, når man beslutter, hvilken legering der skal bruges.
Styrke/vægt: I kritiske situationer tæller hvert gram af en del, men hvis der kræves komponenter med højere styrke, er titanium vejen at gå. På grund af dette bruges titanlegeringer blandt andet til fremstilling af medicinsk udstyr/implantater, komplekse satellitkonstruktioner, fikseringsanordninger og stents.
Omkostninger: Aluminium er det mest omkostningseffektive metal til bearbejdning eller 3D-print; titanium er dyrt, men kan stadig drive et spring i værdi. Letvægtsdele vil bringe enorme fordele til brændstofbesparelserne for fly eller rumfartøjer, mens titanlegeringsdele vil have en længere levetid.
Termisk ydeevne: Aluminiumslegering har høj varmeledningsevne og bruges ofte til at lave radiatorer; til højtemperaturapplikationer gør titaniums høje smeltepunkt det mere egnet, og aeromotorer indeholder et stort antal titanlegeringskomponenter.
Korrosionsbestandighed: Både aluminium og titanium har fremragende korrosionsbestandighed.
Titaniums korrosionsbestandighed og lave reaktivitet gør det til det mest biokompatible metal og er meget udbredt i medicinske applikationer såsom kirurgiske instrumenter. Ti64 modstår også saltholdige miljøer og bruges ofte i marine applikationer.
Aluminiumslegeringer og titanlegeringer er meget almindelige i rumfartsapplikationer. Titaniumlegering har høj styrke og lav densitet (kun omkring 57 procent af stål), og dens specifikke styrke (styrke/densitet) er meget større end andre metalstrukturmaterialer. Det kan producere dele med høj enhedsstyrke, god stivhed og let vægt. Titaniumlegeringer kan bruges til flymotorkomponenter, skeletter, skind, fastgørelseselementer og landingsstel. Referencedata for 3D-printteknologi viste, at aluminiumslegering er egnet til at arbejde i et miljø under 200 grader. Aluminiumsmaterialet, der bruges i Airbus A380-kroppen, udgør mere end 1/3, og C919 bruger også et stort antal konventionelle højtydende aluminiumslegeringsmaterialer. Aluminiumslegeringer kan bruges til flyskind, skotter og vingeribber.
