Titanium so với thép không gỉ: Chọn vật liệu phù hợp

Bản PDF Titan B265 của ASTM B265

ASTM B337 Titan PDF

ASTM B338 Titan PDF

Bản PDF Titan B348 của ASTM B348

ASTM F67 Titan PDF

ASTM F136 Titan PDF

Thoạt nhìn, có thể không rõ tại sao những kim loại này lại thường xuyên xuất hiện cùng nhau: Thép không gỉ được hợp kim nặng, trong khi Titanium thường được sử dụng ở dạng gần như nguyên tố và nếu bạn so sánh hai mảnh có cùng kích thước, thì Thép không gỉ sẽ nặng hơn Titanium gần 50%. Sau đó, có sự khác biệt về chi phí: một bộ phận kim loại tấm giống hệt nhau có thể đắt hơn gấp 5 lần ở chất liệu Titanium so với thép không gỉ.

Bỏ những khác biệt đó sang một bên, sự chồng chéo ứng dụng giữa hai loại này khá phổ biến: trong lĩnh vực y tế và nha khoa, Thép không gỉ chiếm ưu thế cho đến những năm 1980 khi Titanium bắt đầu thay thế nó do tính tương thích sinh học và độ bền-với-mật độ cao hơn. Cả hai đều được sử dụng trong ngành hàng không, từ động cơ phản lực, buồng lái cho đến thiết bị hạ cánh. Trong chế tạo và gia công, hợp kim của một trong hai vật liệu có thể được chọn phù hợp với ứng dụng; chẳng hạn như hàn, gia công hoặc chịu nhiệt độ. Cả Thép không gỉ và Titan đều có khả năng chống va đập-, bền và chống ăn mòn cao-. Vì vậy, hãy đi sâu vào từng tài liệu riêng lẻ và sử dụng thông tin đó để có ý tưởng tốt hơn về việc nên sử dụng tài liệu nào.

Giống như thép nhẹ, thép không gỉ bắt đầu bằng sắt và carbon. Các đặc tính độc đáo của nó phần lớn là do việc bổ sung Crom và Niken, cùng với Mangan, Silicon, Nitơ, Phốt pho và Lưu huỳnh được thêm vào các loại khác nhau.

Việc bổ sung rất nhiều nguyên tố hợp kim khác nhau có nghĩa là thép không gỉ có nhiều loại khác nhau, trải dài trên 5 họ khác nhau.

Các loại thép không gỉ

Mỗi họ thép không gỉ được xác định bởi cấu trúc tinh thể độc đáo và đặc tính vật liệu tổng hợp.

Thép không gỉ Ferritic chứa 12-18% crom và đúng như tên gọi của nó, nó có từ tính.

Bởi vì nó có hàm lượng niken thấp hơn so với một số loại cùng loại, nên các loại Ferritic là một trong những loại rẻ tiền nhất để sản xuất.

Các loại Ferritic 409 và 430 thường được sử dụng trong hệ thống ống xả và các bộ phận cần chống ăn mòn nhưng không ở phía trước và trung tâm.

Thép không gỉ Martensitic tương đối có hàm lượng carbon cao, chứa tới 1,2% nguyên tố đó.

Hợp kim 410 là một ví dụ phổ biến có khả năng chống ăn mòn tốt và có thể xử lý nhiệt.

Do hàm lượng carbon cao hơn nên thép không gỉ Martensitic được sử dụng trong lưỡi dao, kéo và trong các dụng cụ y tế.

Thép không gỉ Austenitic thường được gọi là Thép không gỉ 300 Series và chứa 18% Crom và 8% Niken, khiến nó có khả năng chống ăn mòn cực cao.

Thép không gỉ 300 Series chiếm hơn 70% tổng sản lượng trên toàn thế giới.

Chỉ riêng lớp 304 đã chiếm 50% thị phần thép không gỉ vì nó tiết kiệm, dễ hàn và có khả năng chống ăn mòn-cực cao.

304 được sử dụng trong dịch vụ thực phẩm, đồ đạc bên ngoài, khu vực-có độ mài mòn cao, đường ống, bể chứa, v.v.

Để có khả năng chống ăn mòn cao hơn nữa, có thể sử dụng loại 316.

Tại SendCutSend, chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi đóng góp vào điều đó bằng cách cung cấp cả Inox 304 và Inox 316 với nhiều độ dày khác nhau.

Thép không gỉ song công có cấu trúc vi mô đồng nhất, bao gồm một nửa ferrite và một nửa austenite mang lại cho nó các đặc tính cơ học tuyệt vời, chẳng hạn như độ bền kéo và độ bền cuối cùng.

Sự hiện diện của lên đến 28% crom và molypden trong các loại song công "siêu" mang lại cho Duplex không gỉ khả năng chống ăn mòn gần như vô song.

Kết tủa Làm cứng không gỉ là nơi bạn hướng đến nếu độ bền cao, độ cứng cao là rất quan trọng đối với ứng dụng, nhưng khả năng chống ăn mòn rắn vẫn cần thiết.

Trị giá
Mặc dù so với thép nhẹ, thép không gỉ có vẻ đắt tiền, nhưng khoản tiết kiệm chi phí nhờ lớp hoàn thiện-chống ăn mòn-tích hợp thường vượt xa sự khác biệt. Do tính kinh tế theo quy mô, chi phí thực tế để cung cấp một bộ phận bằng thép không gỉ thường có thể rẻ hơn so với bộ phận tương tự đó ở-hợp kim thô có chi phí thấp hơn. Khi so sánh với sợi carbon hoặc titan, việc tiết kiệm chi phí cho thép không gỉ trở nên khá rõ ràng.

Khả năng gia công
Loại thép không gỉ 303 được coi là hợp kim "gia công tự do", có nghĩa là nó không tạo bọt hoặc vón cục ở cạnh dụng cụ cắt mà thay vào đó tạo ra các phoi dễ dàng làm sạch. Ngay cả những hợp kim phổ biến nhất, chẳng hạn như 304 và 316 cũng có thể được gia công với kết quả tốt nếu dụng cụ được giữ sắc bén và được bôi trơn tốt.

Tính hàn
Mọi quy trình hàn hồ quang (TIG, MIG, MMA hoặc SA) đều phù hợp với thép không gỉ, trong đó các que hàn như ER308L và ER 309 là phổ biến cho tất cả-các tổ hợp bằng thép không gỉ. Sử dụng que hàn E70S2 hoặc 312 mang lại độ bền mối hàn tuyệt vời giữa thép nhẹ và thép không gỉ.

Khả năng chịu nhiệt
Không giống như các vật liệu đắt tiền hơn, chẳng hạn như sợi carbon, titan, thép không gỉ có nhiệt độ hoạt động tối đa cực cao: 304 có thể được sử dụng lên tới 1600 độ F (870 độ) trong khi các hợp kim đặc biệt như 310 có khả năng chịu nhiệt độ trên 1895 độ F.

Không giống như nhiều kim loại thông thường, đã được giảm thiểu trong hàng ngàn năm bằng cách sử dụng carbon (nghĩ đến việc luyện sắt được sử dụng để sản xuất tất cả thép), Titanium chỉ có khả năng thương mại hóa kể từ những năm 1940. Mặc dù hiện nay nó tương đối có sẵn ở nhiều loại, nhưng điểm nóng chảy cao và quá trình khử hóa học được sử dụng để sản xuất Titan tốn nhiều thời gian và hóa chất, dẫn đến chi phí cao.

Trong khi thép không gỉ chỉ có được những đặc tính độc đáo khi được hợp kim hóa thì Titanium là một nguyên tố có thể và thường được sử dụng ở dạng "tinh khiết về mặt thương mại". Tuy nhiên, Titanium cũng thường được hợp kim hóa và ngay cả trong tên gọi thuần túy thương mại cũng có một số loại, nghĩa là giống như tất cả các kim loại hữu ích khác, các đặc tính của nó có thể được điều chỉnh cho các ứng dụng cụ thể.

Các lớp Titan

Titan thường được phân loại thành loại tinh khiết thương mại (CP) hoặc loại hợp kim, và nói chung, tính chất cơ học tăng theo số loại.

CP lớp 1-2
Chúng được sản xuất với lượng oxy và vi lượng sắt thấp nhất, khiến chúng mềm và dẻo. Điều này có nghĩa là Lớp 1 thường được sử dụng trong các ứng dụng đường ống hoặc hàn. Loại 2, mà chúng tôi cung cấp dưới dạng tấm 0,04", có độ bền kéo và giới hạn chảy cao hơn trong khi vẫn có giá cả phải chăng so với các loại được xử lý cao hơn.

CP lớp 3-4
Các loại này mạnh hơn đáng kể so với loại 1 & 2, trong đó loại 4 là loại CP mạnh nhất, nhưng do đó chúng phải hy sinh một số độ dẻo. Cả cấp 3 và cấp 4 vẫn có thể hàn được và cực kỳ bền, thường được sử dụng trong thiết bị phẫu thuật, bộ trao đổi nhiệt-có giá trị cao, xử lý hóa học và hàng không vũ trụ.

Ti 6Al-4V (Cấp 5)
Là hợp kim titan phổ biến nhất, chiếm khoảng một nửa tổng nhu cầu về tất cả các loại titan trên toàn thế giới. Ngoài sắt có trong các loại CP, Loại 5 còn bao gồm khoảng 6% nhôm và khoảng 4% vanadi, giúp tăng khả năng chịu nhiệt độ và tăng gần gấp ba lần độ bền kéo tối đa lên 150 ksi. Bởi vì về cơ bản nó được coi là vua trong bảng xếp hạng kim loại theo hầu hết mọi số liệu, nên chúng tôi cung cấp Ti 6Al-4V, Titanium cấp 5 với năm độ dày khác nhau. Sử dụng nó trong các ứng dụng máy bay, linh kiện động cơ và xe đua, ứng dụng hàng hải hoặc bất kỳ nơi nào khác mà hiệu suất tối đa và giảm trọng lượng là rất quan trọng.

Chống ăn mòn
Giống như các vật liệu chống ăn mòn-khác bị oxy hóa để tạo thành rào cản khi tiếp xúc với oxy trong không khí, bề mặt Titanium bắt đầu oxy hóa ngay lập tức, tạo thành oxit titan tạo thành một lớp thụ động mỏng bảo vệ phần còn lại của vật liệu khỏi bị ăn mòn thêm. Không giống như một số lớp oxit khác, lớp titan dioxide tiếp tục dày lên theo thời gian, đạt tới 25 nm sau vài năm, mang lại cho nó khả năng chống ăn mòn gần như ngang bằng với bạch kim.

Tỷ lệ cường độ-trên-mật độ
Titanium là một loại vật liệu nhẹ theo nghĩa tốt nhất có thể. Nó có tỷ lệ cường độ-trên-trọng lượng cao nhất so với bất kỳ nguyên tố kim loại nào. Ngay cả ở trạng thái nguyên vẹn (hãy nhớ rằng đó là ⅓ độ bền tối đa của Lớp 5), nó vẫnvẫnmạnh như một số loại thép, ở mức 40% trọng lượng.

Tương thích sinh học
Titanium là một anh chàng lạnh lùng: khiến nó phản ứng với bất cứ thứ gì gần như không thể ở nhiệt độ bình thường. Kết hợp điều này với mật độ thấp và bạn sẽ có công thức tạo ra kim loại không gây dị ứng phổ biến nhất được sử dụng ngày nay trong ngành y tế cho khớp, sửa chữa xương và bất kỳ ứng dụng tiếp xúc cơ thể nhạy cảm nào khác.

Titan và Thép không gỉ phải đối mặt với nhiều thách thức giống nhau đối với người thợ máy: Hợp kim thông thường của cả hai loại thép này dễ dàng bị bong ra hơn là phoi bị bong ra hoàn toàn ở mép dao cắt. Cả hai đều có hệ số dẫn nhiệt thấp, điều đó có nghĩa là dễ gây cứng cục bộ chi tiết gia công và thúc đẩy mài mòn dụng cụ sớm. Titan còn có thêm thách thức là linh hoạt hơn hầu hết các vật liệu gia công so với độ cứng của nó, vì vậy phải cẩn thận để cố định nó càng cứng càng tốt.

Tuy nhiên, khi những lo ngại này được giải quyết, Titanium và Inox mang lại kết quả xuất sắc khi gia công. Đối với Titanium, hãy đảm bảo rằng dụng cụ được giữ chuyển động liên tục ở tốc độ thấp hơn và bước tiến cao hơn để giảm nhiệt độ tích tụ, cùng với chất làm mát áp suất cao khi có thể.

Đối với Thép không gỉ, hãy chọn Lớp 303, bao gồm lưu huỳnh là một trong những nguyên tố hợp kim, giúp cải thiện đặc tính gia công tự do của hợp kim.

Như mọi khi, nếu các bộ phận kim loại tấm là thứ mà ứng dụng của bạn yêu cầu, thì nhóm chuyên gia của chúng tôi đã xem xét sức mạnh và tốc độ của tia laser, (và tia nước, CNC, máy mài bavia, máy uốn… bạn hiểu ý), để mang lại kết quả tuyệt đối tốt nhất cho từng vật liệu riêng biệt.

Các loại thép không gỉ phổ biến nhất là gì?

Loại 304 cho đến nay là loại phổ biến nhất trong thế giới không gỉ. Có khả năng tiếp theo là loại 316, loại này cải thiện khả năng chống ăn mòn vốn đã tuyệt vời của 304. Ngoài ra, cả hai đều dễ dàng hàn, đủ dẻo để uốn cong tốt, cực kỳ bền và tương đối rẻ tiền. Tại SendCutSend, chúng tôi cung cấp cả 304 và 316 cũng như nhiều vật liệu khác phù hợp với mọi ứng dụng.

Cái nào tốt hơn?

Việc bạn sử dụng 304 hay 316 thực sự phụ thuộc vào ứng dụng. Nếu cần đạt đến đỉnh cao về khả năng chống ăn mòn và khả năng tương thích an toàn vệ sinh hoặc thực phẩm-, hãy chọn Lớp 316.

Ti có tồn tại lâu hơn SS không?

Đây thực sự là một câu hỏi dành riêng cho ứng dụng. Một nơi tuyệt vời để bắt đầu là bảng trên và để tìm hiểu sâu hơn, hãy xem bài viết của chúng tôi về 304 hoặc phần thông tin này về Titanium. Nói chung, cả hai sẽ tồn tại lâu hơn các bộ phận còn lại cần thiết cho ứng dụng cụ thể đó.

Chúng tôi hiểu sâu sắc rằng việc lựa chọn vật liệu phù hợp nhất cho các ứng dụng cụ thể là rất quan trọng đối với sự thành công của dự án. Nếu bạn cần tư vấn lựa chọn vật liệu chuyên nghiệp và các giải pháp tùy chỉnh phù hợp với nhu cầu cụ thể của mình, vui lòng liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi. Chúng tôi sẵn sàng cung cấp cho bạn sự hỗ trợ toàn diện-một cửa.

Liên hệ ngay

Chúng tôi tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn đóng gói quốc tế và sử dụng các giải pháp đóng gói chuyên nghiệp có khả năng chống nước,-chống ẩm và chống va đập-để đảm bảo sản phẩm vẫn còn nguyên vẹn trong quá trình-vận chuyển đường dài. Tất cả các sản phẩm phải trải qua quá trình kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt của chúng tôi trước khi xuất xưởng để đảm bảo thông số kỹ thuật và hiệu suất đáp ứng đầy đủ yêu cầu. Chu kỳ giao hàng tiêu chuẩn cho các đơn hàng là từ 7 đến 15 ngày làm việc (tùy thuộc vào độ phức tạp của đơn hàng và các điều kiện hậu cần). Chúng tôi cam kết đảm bảo rằng mỗi lô sản phẩm sẽ đến địa điểm bạn chỉ định đúng giờ và an toàn thông qua quản lý quy trình tinh tế và theo dõi hậu cần kỹ thuật số.

Liên hệ ngay