โลหะผสมไทเทเนียมกับเหล็กกล้า: การเปรียบเทียบประสิทธิภาพเชิงลึก
ปรับ ปรุง : Jul. 2, 2025ในภาคการบินและอวกาศยานยนต์และเคมีการเลือกไททาเนียมหรือสแตนเลสจะส่งผลต่อน้ําหนักความต้านทานการกัดกร่อนความแข็งแรงและต้นทุนบทความนี้แสดงข้อมูล
ความแตกต่างของความหนาแน่น
โลหะผสมไทเทเนียมมีน้ําหนัก 4.51 ก./ซม.³ ในขณะที่สแตนเลส 304 อยู่ที่ประมาณ 7.85 ก./ซม.³ ทําให้ชิ้นส่วนที่มีปริมาตรเท่ากันเบาลงประมาณ 42% เมื่อทําจากไททาเนียม
ความแข็งแรงและความแข็ง
ในการทดสอบแรงดึง Ti-6Al-4V มีความแข็งแรงสูงสุด 920 MPa เทียบกับ ~520 MPa สําหรับสแตนเลส 304
โมดูลัสของ Young ของไทเทเนียมคือ 116 GPa เมื่อเทียบกับ 200 GPa สําหรับเหล็ก ทําให้ไทเทเนียมลดแรงสั่นสะเทือนได้ดีขึ้น และเหล็กมีความแข็งแกร่งมากขึ้นภายใต้ภาระ
การกัดกร่อนและประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง
ภายใต้การทดสอบสเปรย์เกลือ 10 ‰ ไทเทเนียมจะสึกกร่อนน้อยกว่า 0.01 มม./ปี ในขณะที่เหล็ก 304 สามารถสูญเสีย 0.1 มม./ปีภายใต้สภาวะเดียวกัน
ไทเทเนียมยังละลายที่อุณหภูมิประมาณ 1670 °C เทียบกับ 1530 °C สําหรับสแตนเลส ซึ่งเหมาะสําหรับสภาพแวดล้อมทางทะเลหรือสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนสูง
ความล้าและความเหนียวของแรงกระแทก
โครงสร้างเม็ดละเอียดของไทเทเนียมให้อายุการใช้งานที่ดีเยี่ยมภายใต้การรับน้ําหนักแบบวนรอบ เหล็กกล้าคาร์บอนสูงดูดซับพลังงานได้มากกว่าในการทดสอบแรงกระแทก แต่มีแนวโน้มที่จะแสดงความทนทานที่สั้นกว่าเมื่อเกิดความเหนื่อยล้าในระยะยาว
ประสบการณ์การผลิต
การตัดไทเทเนียมทํางานได้ช้ากว่าสแตนเลส 30% และอายุการใช้งานของเครื่องมือสั้นลง 50% ทําให้ต้นทุนการตัดเฉือนสูงขึ้น การเชื่อมไทเทเนียมต้องใช้อาร์กอนที่มีความบริสุทธิ์สูงและการควบคุมอุณหภูมิอย่างเข้มงวด ในขณะที่การเชื่อมเหล็กนั้นตรงไปตรงมาและประหยัดกว่า
ไทเทเนียมไม่มีใครเทียบได้ในด้านที่สําคัญ เช่น การบินและอวกาศและทางทะเล เนื่องจากน้ําหนักเบา ทนต่อการกัดกร่อน และอายุการใช้งานเมื่อยล้า ไทเทเนียมเป็นผู้นํา สําหรับชิ้นส่วนโครงสร้างมาตรฐานความแข็งแกร่งของสแตนเลสราคาต่ําและความสะดวกในการประดิษฐ์ยังคงชนะ วิธีการแบบไฮบริด เช่น ไทเทเนียมที่มีความสําคัญ เหล็กกล้าที่อื่น มักจะให้การผสมผสานระหว่างประสิทธิภาพและงบประมาณที่ดีที่สุด


สําหรับดูตัวเลขอย่างละเอียดยิ่งขึ้น โปรดดูบทความการวิเคราะห์ต้นทุนของเรา: เหตุใดไทเทเนียมจึงมีราคาสูงกว่าเหล็กถึง 30×