Сучасна промисловість вимагає, щоб конструкційні матеріали мали високу міцність, в’язкість на руйнування та жорсткість при мінімальній вазі. При цьому легкі високоміцні сплави, представлені алюмінієм і титаном, і несучі жароміцні сплави, представлені суперсплавами на основі Ni, стали одними з ключових матеріалів розробки в планах досліджень і розробок нових матеріалів різних країн. , і вони також важливі в лазерному адитивному виробництві. важливі прикладні матеріали.
Переваги та відмінності титану та алюмінію
Алюмінієвий сплав і титановий сплав, завдяки своїй чудовій низькій щільності та структурній міцності, широко використовуються в аерокосмічній, автомобільній, машинобудівній промисловості та інших галузях, незалежно від того, чи використовується 3D-друк або обробка з ЧПУ, особливо займають дуже важливе місце в авіаційній промисловості. Це основний конструкційний матеріал в авіаційній промисловості.
І титан, і алюміній легкі, але різниця між ними все одно є. Хоча титан важить приблизно на дві третини більше, ніж алюміній, його властива міцність означає, що для досягнення необхідної міцності можна використовувати менше. Титанові сплави широко використовуються в авіаційних реактивних двигунах і різних космічних кораблях, а їх міцність і низька щільність можуть знизити витрати на паливо. Щільність алюмінієвого сплаву становить лише одну третину щільності сталі, і це найпоширеніший і найпоширеніший легкий матеріал для автомобілів на даному етапі; дослідження показали, що алюмінієві сплави можуть використовувати до 540 кг у повному транспортному засобі. Гарним прикладом є зниження ваги на 40%, повністю алюмінієвий кузов автомобілів Audi, Toyota та інших марок.
Оскільки обидва матеріали мають високу міцність і низьку щільність, при виборі сплаву слід враховувати інші відмінні фактори.
Міцність/вага: у критичних ситуаціях важливий кожен грам деталі, але якщо потрібні компоненти з більшою міцністю, титан — це найкращий спосіб. Через це титанові сплави використовуються у виробництві медичних пристроїв/імплантатів, складних сателітних вузлів, фіксуючих пристроїв і стентів, серед іншого.
Вартість: алюміній є найбільш економічно ефективним металом для механічної обробки або 3D-друку; титан дорогий, але все ще може спричинити стрибок у вартості. Легкі деталі принесуть величезну користь для економії палива літаків і космічних кораблів, тоді як деталі з титанового сплаву матимуть довший термін служби.
Теплові характеристики: алюмінієвий сплав має високу теплопровідність і часто використовується для виготовлення радіаторів; для високотемпературних застосувань висока температура плавлення титану робить його більш придатним, а авіаційні двигуни містять велику кількість компонентів із титанового сплаву.
Стійкість до корозії: як алюміній, так і титан мають чудову стійкість до корозії.
Стійкість до корозії та низька реакційна здатність титану роблять його найбільш біосумісним металом і широко використовується в медицині, наприклад у хірургічних інструментах. Ti64 також добре протистоїть солоним середовищам і часто використовується в морських програмах.
Алюмінієві та титанові сплави дуже поширені в аерокосмічній галузі. Титановий сплав має високу міцність і низьку щільність (лише близько 57% сталі), а його питома міцність (міцність/щільність) набагато більша, ніж у інших металоконструкційних матеріалів. Він може виготовляти деталі з високою одиничною міцністю, хорошою жорсткістю та малою вагою. Титанові сплави можна використовувати для компонентів авіаційних двигунів, скелетів, оболонок, кріплень і шасі. Довідкові дані технології 3D-друку показали, що алюмінієвий сплав підходить для роботи в середовищі нижче 200 градусів. Алюмінієвий матеріал, який використовується у фюзеляжі Airbus A380, складає більше 1/3, а C919 також використовує велику кількість звичайних високоефективних матеріалів з алюмінієвих сплавів. Алюмінієві сплави можуть бути використані для обшивки літаків, перегородок і нервюр крила.
