Titan vs. rustfritt stål: Velge riktig materiale

ASTM B265 Titanium PDF

ASTM B337 Titanium PDF

ASTM B338 Titanium PDF

ASTM B348 Titanium PDF

ASTM F67 Titanium PDF

ASTM F136 Titanium PDF

Ved første rødhet er det kanskje ikke åpenbart hvorfor disse metallene henger sammen så ofte: Rustfritt stål er tungt legert, mens titan ofte brukes i nesten elementær form, og hvis du sammenlignet to deler med samme dimensjoner, ville rustfritt stål veie opp for titan med nesten 50 %. Så er det kostnadsforskjellen: en identisk platemetalldel kan koste 5 ganger mer i titan kontra rustfritt.

Bortsett fra disse forskjellene, er applikasjonsoverlapping mellom de to ganske vanlig: innen medisinske og dentale områder dominerte rustfritt stål frem til 1980-tallet da titan begynte å erstatte det på grunn av dets høyere biokompatibilitet og styrke-til-tetthetsegenskaper. Begge brukes i luftfartsindustrien, fra jetmotorer til cockpiter til landingsutstyr. Ved fabrikasjon og maskinering kan legeringer av begge materialer velges som passer applikasjonen; slik som sveising, maskinering eller temperaturmotstand. Både rustfritt og titan er slag-bestandige, holdbare og svært korrosjonsbestandige-. Så la oss grave i hvert materiale individuelt og bruke den informasjonen for å få en bedre ide om hva vi skal bruke .

Som bløtt stål begynner rustfritt stål med jern og karbon. Dens unike egenskaper skyldes i stor grad tilsetningen av krom og nikkel, med mangan, silisium, nitrogen, fosfor og svovel tilsatt i forskjellige kvaliteter.

Tilsetningen av så mange forskjellige legeringselementer betyr at rustfritt stål har et bredt utvalg av kvaliteter som spenner over fem forskjellige familier.

Typer rustfritt stål

Hver rustfri familie er definert av sin unike krystallinske struktur og resulterende materialegenskaper.

Ferritisk rustfritt inneholder 12-18 % krom, og er som navnet tilsier magnetisk.

Fordi den har et lavere nikkelinnhold enn noen av sine jevnaldrende, er ferritiske kvaliteter noen av de rimeligste å produsere.

Ferritiske kvaliteter 409 og 430 brukes ofte i eksossystemer og deler som krever korrosjonsbestandighet, men som ikke er foran og i midten.

Martensittisk rustfritt stål er relativt "høyt karbon", som inneholder opptil 1,2% av det elementet.

Legering 410 er et vanlig eksempel som viser god korrosjonsbestandighet og kan varmebehandles.

På grunn av det høyere karboninnholdet, brukes Martensitic rustfritt i kniver, sakser og i medisinske verktøy.

Austenittisk rustfritt er mer kjent som 300-serien rustfritt og inneholder 18 % krom og 8 % nikkel, noe som gjør det ekstremt korrosjonsbestandig.

300-serien rustfritt står for over 70 % av den totale verdensomspennende produksjonen.

Klasse 304 alene har 50 % av markedsandelen for rustfritt stål, fordi det er økonomisk, sveisbart og ekstremt-korrosjonsbestandig.

304 brukes i matservering, utvendig inventar, områder med høye-slitasjer, slanger, tanker og mye mer.

For en enda høyere korrosjonsbestandighet kan klasse 316 brukes.

Her på SendCutSend liker vi å tro at vi bidrar til det ved å tilby både 304 Stainless og 316 Stainless i en lang rekke tykkelser.

Dupleks rustfritt har en ensartet mikrostruktur, sammensatt av halvparten ferritt og halvparten austenitt som gir den utmerkede mekaniske egenskaper, som bruddstyrke og strekkfasthet.

Tilstedeværelsen av opptil 28 % krom og, i "super" duplekskvaliteter, molybden, gir Duplex rustfritt en nesten uovertruffen korrosjonsbestandighet.

Nedbør Herding av rustfritt er der du henvender deg hvis det ultimate innen høy styrke, høy hardhet er avgjørende for påføringen, men solid korrosjonsbestandighet er fortsatt nødvendig.

Koste
Selv om rustfritt virker dyrt sammenlignet med bløtt stål, oppveier kostnadsbesparelsene forbundet med en innebygd-, korrosjonsbestandig-finish ofte forskjellen. På grunn av stordriftsfordeler kan den faktiske kostnaden for å levere en del i rustfritt stål ofte være rimeligere enn den samme delen i en-lavere rålegering. Sammenlignet med karbonfiber eller titan, blir kostnadsbesparelsene for rustfritt ganske åpenbare.

Bearbeidbarhet
Type 303 rustfritt regnes som en "fri bearbeidende" legering, noe som betyr at den ikke galler eller smører seg på kanten av skjæreverktøyet, men produserer i stedet spon som lett klarer. Selv de vanligste legeringene, som 304 og 316 kan bearbeides med godt resultat hvis verktøyet holdes skarpt og godt smurt.

Sveisbarhet
Enhver lysbuesveiseprosess (TIG, MIG, MMA eller SA) fungerer bra for rustfritt stål, med fyllstaver som ER308L og ER 309 som er felles for alle-rustfrie enheter. Bruk av en E70S2 eller 312 fyllstav gir utmerket sveisestyrke mellom mildt og rustfritt stål.

Varmebestandighet
I motsetning til dyrere materialer, som karbonfiber, titan, har rustfritt en ekstremt høy maksimal driftstemperatur: 304 kan brukes opp til 1600 grader F (870 grader), mens spesiallegeringer som 310 er temperaturbestandige over 1895 grader F.

I motsetning til mange vanlige metaller, som i tusenvis av år har blitt redusert ved hjelp av karbon (tenk, jernsmeltingen som ble brukt til å produsere alt stål), har titan bare vært kommersielt levedyktig siden 1940-tallet. Selv om det nå er relativt tilgjengelig i mange kvaliteter, er det høye smeltepunktet og den kjemiske reduksjonsprosessen som brukes til å produsere titan tid- og kjemisk intensiv, noe som fører til høye kostnader.

Mens rustfritt stål kun får sine unike egenskaper når det legeres, er titan et grunnstoff som kan brukes, og ofte brukes, i sin "kommersielt rene" form. Imidlertid er titan også ofte legert, og selv innenfor den kommersielt rene betegnelsen er det flere kvaliteter, noe som betyr at som alle andre nyttige metaller, kan egenskapene skreddersys for spesifikke bruksområder.

Karakterer av titan

Titan kategoriseres vanligvis i enten en kommersielt ren (CP) klasse eller en legeringsbetegnelse, og generelt øker mekaniske egenskaper med karaktertallet.

CP klasse 1-2
Disse produseres med den laveste mengden oksygen og sporjern, noe som gjør dem myke og formbare. Dette betyr at klasse 1 ofte brukes i rør og rør, eller sveisede applikasjoner. Grade 2, som vi leverer som 0,04" ark, har høyere strekkfasthet og flytestyrke, samtidig som den er rimelig sammenlignet med mer høyt bearbeidede kvaliteter.

CP klassetrinn 3-4
Disse karakterene er betydelig sterkere enn 1 og 2, med 4 som den sterkeste CP-karakteren, men på grunn av det ofrer de en viss duktilitet. Både klasse 3 og 4 er fortsatt sveisbare og ekstremt holdbare, og brukes ofte i kirurgisk utstyr, høy-varmevekslere, kjemisk prosessering og romfart.

Ti 6Al-4V (klasse 5)
Er den vanligste titanlegeringen, og står for rundt halvparten av den totale verdensomspennende etterspørselen av alle titanlegeringer. I tillegg til jernet som finnes i CP-kvaliteter, inkluderer klasse 5 også omtrent 6 % aluminium og rundt 4 % vanadium, noe som øker temperaturmotstanden og nesten tredobler den ultimate strekkstyrken til 150 ksi. Fordi den i bunn og grunn sitter som kongen av metallbakken ved nesten hver metrikk, tilbyr vi Ti 6Al-4V, grad 5 titan i fem forskjellige tykkelser. Bruk den i flyapplikasjoner, motor- og racerbilkomponenter, marine applikasjoner eller andre steder der ultimat ytelse og vektreduksjon er avgjørende.

Korrosjonsbestandighet
Som andre korrosjonsbestandige- materialer som oksiderer for å danne en barriere når de utsettes for oksygen i luften, begynner overflaten av titan umiddelbart å oksidere, og danner titanoksid som danner et tynt passiveringslag som beskytter resten av materialet mot ytterligere korrosjon. I motsetning til noen andre oksidlag, fortsetter titandioksidlaget å tykne over tid, og når opp til 25 nm etter flere år, noe som gir det en korrosjonsmotstand nesten lik platina.

Styrke-til-tetthetsforhold
Titan er en lettvekter – i best mulig forstand. Den har det høyeste styrke-til-vektforholdet av alle metalliske elementer. Selv i sin ulegerte tilstand (som, husk, er ⅓ den ultimate styrken til klasse 5) er denfortsattlike sterk som noen stål, med 40 % vekt.

Biokompatibilitet
Titan er en kul fyr: å få det til å reagere med noe er nesten umulig ved normale temperaturer. Kombiner dette med dens lave tetthet og du har oppskriften på det mest utbredte hypoallergene metallet som brukes i dag i medisinsk industri for ledd, beinreparasjon og andre sensitive kroppskontaktapplikasjoner.

Titan og rustfritt stål står overfor mange av de samme utfordringene for maskinisten: Vanlige legeringer av både galle er lett i stedet for at sponen brytes rent av ved skjærekanten. Begge har også en lav varmeledningskoeffisient, noe som gjør at det er lett å forårsake lokalisert arbeidsherding og fremme for tidlig verktøyslitasje. Titan har den ekstra utfordringen å være mer fleksibel enn de fleste maskinerte materialer sammenlignet med hardheten, så man må passe på å feste den så stivt som mulig.

Men når disse bekymringene tas opp, gir titan og rustfritt utmerkede resultater når de er maskinert. For titan, sørg for at verktøyet holdes i konstant bevegelse ved lavere hastigheter og høyere matinger for å redusere temperaturoppbygging, sammen med høytrykkskjølevæske når det er mulig.

For rustfritt velger du klasse 303, som inkluderer svovel som et av legeringselementene, noe som forbedrer legeringens frie maskineringsegenskaper.

Som alltid, hvis metalldeler er det applikasjonen din krever, har vårt team av eksperter slått inn kraften og hastigheten til laserne våre (og vannstråler, CNC-er, avgradingsmaskiner, bøyere ... du skjønner), for å levere de absolutt beste resultatene for hvert unike materiale.

Hva er de vanligste typene rustfritt stål?

Type 304 er den desidert mest utbredte karakteren i rustfri verden. Sannsynligvis etterfulgt av type 316, som forbedrer 304s allerede utmerkede korrosjonsmotstand. I tillegg er begge enkelt sveisede, formbare nok til å bøye seg godt, ekstremt holdbare og relativt rimelige. Her på SendCutSend tilbyr vi både 304 og 316 samt mange andre materialer for enhver bruk.

Hvilken er bedre?

Om du bruker 304 eller 316 avhenger virkelig av applikasjonen. Hvis toppen av korrosjonsbestandighet og sanitær- eller-kompatibilitet er nødvendig, velg Grade 316.

Holder Ti lenger enn SS?

Dette er egentlig et-applikasjonsspesifikt spørsmål. Et flott sted å starte er tabellen ovenfor, og for et dypere dykk, sjekk ut artikkelen vår om 304 eller denne informative delen om Titanium. Generelt vil begge vare lenger enn resten av delene som kreves for den aktuelle applikasjonen.

Vi forstår dypt at det å velge det mest passende materialet for spesifikke bruksområder er avgjørende for suksessen til et prosjekt. Hvis du trenger profesjonell materialvalgsrådgivning og skreddersydde løsninger tilpasset dine spesifikke behov, kan du gjerne kontakte vårt tekniske team. Vi er her for å gi deg omfattende kundestøtte.-

Ta kontakt nå

Vi følger strengt internasjonale emballasjestandarder og bruker profesjonelle emballasjeløsninger som er vanntette, -fuktsikker og støtbestandig- for å sikre at produktene forblir intakte under lang-transport. Alle produkter må gjennomgå vår strenge kvalitetsinspeksjonsprosess før forsendelse for å sikre at deres spesifikasjoner og ytelse oppfyller kravene fullt ut. Standard leveringssyklus for bestillinger er 7 til 15 virkedager (avhengig av ordrekompleksitet og logistikkforhold). Vi er forpliktet til å sikre at hvert parti med produkter kommer til din spesifiserte destinasjon i tide og sikkert gjennom raffinert prosessstyring og digital logistikksporing.

Ta kontakt nå