טיטניום ופלדת אל-חלד הם שני חומרים הנדסיים נפוצים המשמשים לרכיבים-עמידים בפני קורוזיה ובעלי חוזק- גבוה. למרות ששני החומרים מציעים עמידות טובה, הם שונים באופן משמעותי בצפיפות, יחס חוזק-ל-משקל, קושי בעיבוד, עלות והתאמת יישום.
הבדלי מרכיבים
פלדת אל חלד היא סגסוגת מבוססת ברזל- המכילה ברזל, כרום, פחמן ואלמנטים מתגזרים אחרים. כרום יוצר שכבת תחמוצת פסיבית המשפרת את העמידות בפני קורוזיה.
טיטניום יכול להתייחס לטיטניום טהור מסחרית או סגסוגות טיטניום. טיטניום טהור מכיל בעיקר טיטניום, בעודסגסוגת טיטניוםsכוללים אלמנטים כגון אלומיניום ונדיום כדי לשפר חוזק ותכונות מכניות.
הפרשי עיבוד ועלויות
-
קושי בעיבוד:
בשל הקשיות הגבוהה של מתכת טיטניום, נדרשות דרישות טכניות גבוהות יותר והשקעה בציוד בתהליך העיבוד. לעומת זאת, נירוסטה קלה יחסית לעיבוד.
-
עֲלוּת:
למרות שטיטניום עדיף על נירוסטה במאפיינים רבים, בשל עלויות הכרייה, העיבוד והייצור הגבוהות שלו, המחיר של מוצרי טיטניום גבוה בדרך כלל מזה של מוצרי נירוסטה.
השוואת נכסים מרכזיים
-
צְפִיפוּת:
לטיטניום צפיפות של כ-4.5 גרם/ס"מ³, שהיא קלה בכ-40% מפלדת אל-חלד. צפיפות נמוכה יותר זו מספקת יחס חוזק-ל-משקל גבוה יותר עבור יישומים רגישים למשקל-.
-
כּוֹחַ:
למרות שלטיטניום יש צפיפות נמוכה יותר מאשר מפלדת אל חלד, סגסוגות טיטניום מספקות יחס חוזק גבוה-ל-משקל. זה מאפשר לרכיבי טיטניום להשיג חוזק מכני מספיק תוך הפחתת משקל. לְדוּגמָה,טיטניום דרגה 5 (Ti-6Al-4V)מכיל יסודות סגסוגת כגון אלומיניום ונדיום, המשפרים את חוזקו ותכונותיו המכניות.
-
עמידות בפני קורוזיה:
נירוסטה ידועה בעמידות הקורוזיה המצוינת שלה. עם זאת, טיטניום יכול לעמוד בפני קורוזיה של חומצות שונות, בסיסים, מלחים ומדיות אחרות כגון מי ים.
-
עמידות בחום:
למתכת טיטניום יש נקודת התכה גבוהה מאוד, ועמידות הטמפרטורה הגבוהה- שלה טובה יותר מפלדת אל חלד. בסביבת- טמפרטורה גבוהה, התכונות הכימיות של מתכת טיטניום יציבות ולא קלות לחמצן.
השוואה בין טיטניום לפלדת אל חלד
| נֶכֶס | טִיטָן | נירוסטה |
|---|---|---|
| סוג חומר | טיטניום טהור או סגסוגת טיטניום | סגסוגת על בסיס-ברזל |
| צְפִיפוּת | נמוך יותר (בערך 4.5 גרם/ס"מ³) | גבוה יותר (בערך 7.9-8.0 גרם/ס"מ³) |
| יחס חוזק-ל-משקל | גבוה יותר | לְהוֹרִיד |
| עמידות בפני קורוזיה | מצוין, במיוחד במי ים ובסביבות כימיות | מעולה תלוי בכיתה |
| עיבוד שבבי | קשה יותר | קל יותר |
| עֲלוּת | גבוה יותר | לְהוֹרִיד |
| ציונים נפוצים | כיתה ב', כיתה ה' | 304, 316 |
הבדלים בתחומי היישום
נירוסטה:
בשל עמידות בפני קורוזיה, חוזק, ועלות נמוכה יחסית, הוא נמצא בשימוש נרחב בבנייה, כלי מטבח, מכוניות, בניית ספינות ותעשיות אחרות. הוא משמש לעתים קרובות גם להכנת צרכי היומיום כגון סכינים וכלי שולחן.
טִיטָן:
בגלל קל משקל, חוזק גבוה ועמידות בפני קורוזיה מעולה,מוטות טיטניוםנבחרים בדרך כלל עבור רכיבים הדורשים יחס חוזק גבוה-ל-משקל ועמידות בפני קורוזיה. לדוגמה, חלק מהשתלים באורטופדיה עשויים לרוב מטיטניום. בנוסף, הוא משמש לעתים קרובות לייצור ציוד ספורט ותכשיטים-יוקרתיים.
FANMETALמספקת מוצרי טיטניום וסגסוגת טיטניום, לרבות מוטות טיטניום, צינורות, חוטים, דיסקים ורכיבים מותאמים אישית בהתאם לדרישות הלקוח.
