让我们比较钛和铝金属材料之间的17个区别
发布时间：2023-08-21 作者：材料类科研服务平台 阅读量：606
在制造领域，谈到理想的零件材料，我们就会想到强度和轻质的钛和铝轻质金属材料。而且其出色的耐热性和耐腐蚀性也是其完美的选择，接下来我们将使用各种属性来比较铝和钛。
为了区分钛和铝，元素组成非常重要。钛含有多种元素，包括氮、氢、氧、碳、铁和镍。以钛为主要元素组成，其他成分的组成可能在0.013和0.5%之间变化。另一方面，铝由多种成分组成，包括铝作为其主要成分、硅、锌、镁、锰、铜、铁、钛、铬、锆等。等。
耐腐蚀性是可用于比较钛和铝的另一个特性。钛和铝都具有出色的耐腐蚀性能。然而，两种金属如何区别呢。
钛是惰性的，因此具有很高的耐腐蚀性。由于其惰性，钛是具生物相容性的金属，在医疗行业中具有令人印象深刻的应用。这种应用可以在外科手术应用的生产中找到，而Ti 6-4合金在盐环境中保持良好，在海洋工业中有很大的应用。另一方面，铝合金形成一层氧化物，使材料与腐蚀性元素不反应。这种合金的腐蚀取决于水、大气条件，如温度、空气中的化学物质和化学成分。
电导率是材料由于电位下降而允许电子流动的能力。为了确定材料的电导率，铜被用作评估电导率的标准。
当将钛与铜的电导率进行比较时，它表现出约3.1%的铜电导率。因此，钛是电的良好导体，它可以用作一个好的电阻器。另一方面，铝表现出铜的电导率的64%。这意味着在需要导电性的情况下，铝优于钛。
材料的导热性是其传递或传导热量的能力。要使材料成为良好的散热器，它必须具有高导电率，而导热系数低的材料是良好的绝缘体。这种现象被称为通过单位厚度传导的时间速率，跨越单位材料，以获得单位温度梯度。相比之下，铝具有1460 BTU-in/hr-ft²-°F（210 W / m-K）的高导热性，而钛具有118 BTU-in/hr-ft²-°Fm（17.0 W / m-K）的高导热性。这就是为什么当涉及包括热交换器、炊具和散热器在内的应用时，铝会得到优先考虑。
金属的熔点称为熔点，是这种金属开始从固相过渡到液相的温度。在此温度下，金属的固相和这种金属的液相处于平衡状态。一旦材料达到该温度水平，就可以轻松成型，并可用于热应用。
相比之下，钛的熔点更高，为1650 – 1670°C（3000 – 3040°F），这就是为什么它被用作难熔金属的原因。另一方面，与钛相比，铝的熔点较低 660.37 °C （1220.7 °F）。因此，在耐热应用中钛更适用。
金属的硬度是其比较值，有助于描述其对沿其表面蚀刻、凹陷、变形或划伤的反应。这主要可以通过称为压头机的工具完成。结果，压头机床或工具带出金属的值来确定这种金属的强度。虽然布氏钛70 HB的硬度大于纯铝15 HB，但某些铝合金表现出比钛更高的硬度。示例包括AA7075回火T7和T6，AA6082回火T5和T6等。
另一方面，钛在划伤或压痕时容易变形。这是可以纠正的，因为钛通过形成氧化层形成抵抗大多数穿透力的氧化钛层来形成异常坚硬的表面。在硬度是主要要求之一的应用中，钛是佳选择。
在测量中，钛和铝都很轻，但有特定的原因。在比较方面，铝密度（2712 kg/m3）低于钛的密度（4500公斤/米）3).铝的密度要轻得多，尽管钛比铝重约三分之二。这意味着这两种金属的用户都需要更少的钛。只需要一小部分钛就可以获得铝的物理强度。这就是为什么钛用于飞机喷气发动机和航天器的原因。众所周知，它的重量轻和强度降低了燃料成本。
因此，根据应用，钛或铝是完美的选择。例如，在强度重量比是一个问题的情况下，使用钛并且只需要轻质，然后使用铝。
为了比较钛和铝的价格，将四分之一英寸圆形的基本一块，脚长的两种金属放在一起比较。比较时，铝棒的成本低于钛棒，因此，这表明两种金属之间存在成本差异。除了成本之外，与铝相比，钛从一开始就很难使用，因此，它使制造过程更加昂贵。
另一件事是钛的研磨、弯曲和焊接非常精细，因为它需要出色的专业精神。另一方面，铝易于使用，因此对于大多数应用来说，它更便宜且具有成本效益。
当材料受到正常操作的挑战时，材料的耐用性仍然是其功能的能力，而无需使用过度维修或维护。毫无疑问，钛和铝都是耐用的，可以使用更长的时间。钛非常坚固耐用，如果保养得当，它的框架可以使用数十年而不会有任何磨损迹象。
此外，钛提供合理的弯曲度，以帮助减轻道路的振动，并且在暴露于旅行驮包等重物时会感到鞭打。另一方面，铝也证明了其在极端运输环境中的耐用性，尤其是在强度、安全性和耐用性至关重要的情况下。
可加工性是金属的比较分数，用于确定它们对加工应力（包括冲压、车削、铣削等）的反应程度。这种金属的可加工性分数用于确定要使用的加工方法的类型。有趣的是，CNC车削和铣削是生产钛和铝零件的经过时间考验的方法。它们可以在不到一天的时间内生产出来，公差为 +/-0.005 英寸（0.13 毫米）。当需要快速生产零件时，铝是一个完美的选择，因为它具有成本效益和高质量。
然而，当涉及到几何形状时，加工可能会受到一些限制，因为无论选择何种材料，极其复杂的设计都需要不同的解决方案。选择加工材料时要考虑的另一个因素是加工废料。因此，铣削多余的材料对于廉价的铝来说是好的，但对于昂贵的钛来说并不理想。因此，制造商通常更喜欢使用铝生产原型，然后改用钛进行零件生产。
在可成形性方面，铝比钛更容易成型。所有形式的铝都可以使用多种方法轻松制造成成品零件。铝可以使用许多工艺进行切割，具体取决于材料的形状和形状。
它也可以用不同类型的锯切割，而激光、等离子或水射流生产出具有复杂形式和形状的成品尺寸。虽然钛是可成型的，不像铝那样可成型，但当可成形性对项目的成功至关重要时，铝是完美的选择。
当涉及到焊接时，即材料的焊接能力，两种金属都可以焊接，也可以焊接或连接在一起。然而，钛或铝比另一种更易于焊接。
相比之下，钛焊接需要更多的专业性，因为它始终被视为专业中的专业。另一方面，铝具有高度可焊性，可用于广泛的应用。因此，如果可焊性是材料选择的主要要求之一，铝将是一个完美的选择。
材料的屈服强度是材料开始永久变形的大应力。该特性可用于区分钛和铝。比较时，很明显，商业纯钛（>99%钛）是一种中低强度金属，不太适合飞机的结构或发动机。它表现出高纯度钛的屈服强度，范围从170MPa到约480MPa，这对于重载的航空结构来说被认为是低的。
另一方面，纯铝的屈服强度范围为7MPa至约11MPa，而铝合金的屈服强度范围为200MPa至600MPa。
金属的抗拉强度是工程应力-应变曲线上高的（极限）。这被称为材料暴露于张力时可能承受的高应力。钛及其合金在环境温度下的极限抗拉强度范围从软级商业纯钛的 230 MPa 到高强度合金的 1400 MPa。
此外，钛的证明强度从大约 170 MPa 到 1100 MPa 不等，具体取决于等级和条件。另一方面，铝合金表现出比纯铝大得多的强度。纯铝的抗拉强度为90 MPa，对于某些可热处理的铝合金，可以增加到690 MPa以上。
在构件剪切失效之前，金属对剪切载荷的抵抗性能称为剪切强度。这通常发生在与作用力方向平行的平面上。根据合金性能，钛剪切应力的额定值在40至45 MPa之间，而铝的剪切强度额定在85至约435 MPa之间。因此，如果剪切强度构成材料选择的主要原因之一，某些等级的铝可能优于钛。
在区分或区分钛和铝时，材料的颜色很重要。这将有助于识别材料，以避免为您的项目使用错误的金属。为了区分，铝具有银白色外观，根据材料的表面，颜色从银色到暗灰色不等。这种外观通常朝向银色，以获得光滑的表面。另一方面，钛具有银色的外观，在光线下观察时颜色较暗。
钛和铝都用于各种各样的应用。这些适用的金属构成了区分两种金属的可能方法。钛和铝的应用如下所述：
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