Moderní průmysl vyžaduje, aby konstrukční materiály měly vysokou pevnost, lomovou houževnatost a tuhost při co největší redukci hmotnosti. V tomto případě se lehké vysokopevnostní slitiny reprezentované hliníkem a titanem a nosné žáruvzdorné slitiny reprezentované superslitinami na bázi Ni staly jedním z klíčových vývojových materiálů v plánech výzkumu a vývoje nových materiálů různých zemí. a jsou také důležité při výrobě laserových aditiv. důležité aplikační materiály.
Výhody a rozdíly titanu a hliníku
Hliníkové slitiny a titanové slitiny jsou díky své vynikající nízké hustotě a strukturální pevnosti široce používány v letectví, automobilovém průmyslu, strojírenství a dalších oborech, ať už s využitím 3D tisku nebo CNC zpracování, zvláště zaujímají velmi důležité postavení v leteckém průmyslu. Je to hlavní konstrukční materiál v leteckém průmyslu.
Titan i hliník jsou lehké, ale přesto je mezi nimi rozdíl. Přestože titan váží asi o dvě třetiny více než hliník, jeho vlastní pevnost znamená, že k dosažení požadované pevnosti lze použít méně. Slitiny titanu jsou široce používány v leteckých proudových motorech a různých kosmických lodích a jejich pevnost a nízká hustota mohou snížit náklady na palivo. Hustota hliníkové slitiny je pouze jedna třetina hustoty oceli a je to nejrozšířenější a nejběžnější lehký materiál pro automobily v této fázi; studie ukázaly, že hliníkové slitiny mohou spotřebovat až 540 kg v kompletním vozidle. Snížení hmotnosti o 40 %, celohliníková karoserie vozů Audi, Toyota a dalších značek je toho dobrým příkladem.
Protože oba materiály mají vysokou pevnost a nízkou hustotu, je třeba při rozhodování o tom, kterou slitinu použít, vzít v úvahu další rozlišující faktory.
Pevnost/hmotnost: V kritických situacích se počítá každý gram součásti, ale pokud jsou vyžadovány komponenty s vyšší pevností, je správnou volbou titan. Z tohoto důvodu se slitiny titanu používají mimo jiné při výrobě lékařských zařízení/implantátů, komplexních satelitních sestav, fixačních zařízení a stentů.
Cena: Hliník je cenově nejvýhodnější kov pro obrábění nebo 3D tisk; titan je drahý, ale stále může způsobit skok v hodnotě. Lehké díly přinesou obrovské výhody pro úsporu paliva letadel nebo kosmických lodí, zatímco díly z titanové slitiny budou mít delší životnost.
Tepelný výkon: Hliníková slitina má vysokou tepelnou vodivost a často se používá k výrobě radiátorů; pro vysokoteplotní aplikace je titan díky vysokému bodu tání vhodnější a letecké motory obsahují velké množství komponent ze slitiny titanu.
Odolnost proti korozi: Hliník i titan mají vynikající odolnost proti korozi.
Odolnost proti korozi a nízká reaktivita titanu z něj činí nejvíce biokompatibilní kov a je široce používán v lékařských aplikacích, jako jsou chirurgické nástroje. Ti64 také dobře odolává slanému prostředí a často se používá v námořních aplikacích.
Slitiny hliníku a slitiny titanu jsou velmi běžné v leteckých aplikacích. Titanová slitina má vysokou pevnost a nízkou hustotu (pouze asi 57 % oceli) a její specifická pevnost (pevnost/hustota) je mnohem větší než u jiných kovových konstrukčních materiálů. Může vyrábět díly s vysokou pevností jednotky, dobrou tuhostí a nízkou hmotností. Slitiny titanu lze použít pro součásti leteckých motorů, kostry, pláště, spojovací prvky a přistávací zařízení. Referenční data technologie 3D tisku zjistila, že hliníková slitina je vhodná pro práci v prostředí pod 200 stupňů. Hliníkový materiál použitý v trupu Airbusu A380 tvoří více než 1/3 a C919 také používá velké množství konvenčních vysoce výkonných materiálů z hliníkových slitin. Hliníkové slitiny lze použít pro pláště letadel, přepážky a žebra křídel.
