Lega di titanio vs acciaio: confronto approfondito delle prestazioni

Nei settori aerospaziale, automobilistico e chimico, la scelta del titanio o dell'acciaio inossidabile influisce sul peso, sulla resistenza alla corrosione, sulla resistenza e sui costi: questo articolo mostra i dati.

Differenza di densità

La lega di titanio ha una velocità di 4,51 g/cm³, mentre l'acciaio inossidabile 304 si aggira intorno ai 7,85 g/cm³, rendendo le parti dello stesso volume più leggere di circa il 42% se realizzate in titanio.

Forza e rigidità

Nelle prove di trazione, il Ti-6Al-4V raggiunge una resistenza massima di 920 MPa, contro ~520 MPa per l'acciaio inossidabile 304.

Il modulo di Young del titanio è di 116 GPa rispetto ai 200 GPa dell'acciaio, conferendo al titanio un migliore smorzamento delle vibrazioni e all'acciaio una maggiore rigidità sotto carico.

Corrosione e prestazioni ad alta temperatura

In un test in nebbia salina a 10‰, il titanio si corrode meno di 0,01 mm/anno, mentre l'acciaio 304 può perdere 0,1 mm/anno nelle stesse condizioni.

Il titanio fonde anche a circa 1670 °C, contro i 1530 °C dell'acciaio inossidabile, ideale per ambienti marini o ad alta temperatura.

Resistenza alla fatica e agli urti

La struttura a grana fine del titanio offre un'eccezionale durata a fatica sotto carichi ciclici. Gli acciai ad alto tenore di carbonio assorbono più energia nelle prove di impatto, ma tendono a mostrare una resistenza inferiore nella fatica a lungo termine

Esperienza di produzione

Il taglio del titanio è più lento del 30% rispetto all'acciaio inossidabile e la durata dell'utensile è inferiore del 50%, aumentando i costi di lavorazione. La saldatura del titanio richiede argon ad alta purezza e un rigoroso controllo della temperatura, mentre la saldatura dell'acciaio è più semplice ed economica.

Ineguagliabile in settori critici come l'aerospaziale e la marina per la sua leggerezza, resistenza alla corrosione e durata a fatica, il titanio è in prima linea. Per le parti strutturali standard, la rigidità, il prezzo basso e la facilità di fabbricazione dell'acciaio inossidabile vincono ancora. Un approccio ibrido (titanio dove conta, acciaio altrove) spesso offre la migliore combinazione di prestazioni e budget.

Per uno sguardo più da vicino ai numeri, consulta il nostro articolo sull'analisi dei costi: Perché il titanio costa fino al 30× in più dell'acciaio.