Liga de titânio vs aço: comparação detalhada de desempenho

Nos setores aeroespacial, automotivo e químico, a escolha de titânio ou aço inoxidável afeta o peso, a resistência à corrosão, a resistência e o custo - este artigo mostra os dados.

Diferença de densidade

A liga de titânio atinge 4,51 g/cm³, enquanto o aço inoxidável 304 fica em torno de 7,85 g/cm³, tornando as peças do mesmo volume cerca de 42% mais leves quando feitas de titânio.

Força e rigidez

Em testes de tração, o Ti-6Al-4V atinge uma resistência máxima de 920 MPa, contra ~ 520 MPa para aço inoxidável 304.

O módulo de Young do titânio é de 116 GPa em comparação com 200 GPa para o aço, dando ao titânio melhor amortecimento de vibração e ao aço maior rigidez sob carga.

Desempenho de corrosão e alta temperatura

Sob um teste de névoa salina de 10 ‰, o titânio corrói menos de 0,01 mm / ano, enquanto o aço 304 pode perder 0,1 mm / ano nas mesmas condições.

O titânio também derrete a cerca de 1670 °C, contra 1530 °C para aço inoxidável - ideal para ambientes marinhos ou de alto calor.

Fadiga e resistência ao impacto

A estrutura de grão fino do titânio oferece uma vida útil excepcional à fadiga sob cargas cíclicas. Os aços de alto carbono absorvem mais energia em testes de impacto, mas tendem a mostrar menor resistência à fadiga de longo prazo

Experiência de fabricação

O corte de titânio é 30% mais lento do que o aço inoxidável e a vida útil da ferramenta é 50% menor, aumentando os custos de usinagem. A soldagem de titânio requer argônio de alta pureza e controle rigoroso de temperatura, enquanto a soldagem de aço é mais direta e econômica.

Inigualável em campos críticos como aeroespacial e marítimo por seu peso leve, resistência à corrosão e vida útil à fadiga, o titânio assume a liderança. Para peças estruturais padrão, a rigidez, o baixo preço e a facilidade de fabricação do aço inoxidável ainda vencem. Uma abordagem híbrida - titânio onde é importante, aço em outros lugares - geralmente oferece a melhor combinação de desempenho e orçamento.

Para ver mais de perto os números, consulte nosso artigo de análise de custos: Por que o titânio custa até 30× a mais que o aço.