1. Силата на опън: контекст - зависим
Комерсиално чист титан (CP TI): Якостта му на опън е сравнително скромна, варираща от ~ 240 MPa (степен 1, меко отгрява) до ~ 700 MPa (степен 4, напълно отгрята). Това е значително по -ниско от повечето структурни ковани стомани. Например, обикновените ковани въглеродни стомани като A36 имат якост на опън от ~ 400–550 MPa (надминавайки по -ниско - клас CP Ti), докато високата - силата на подправените стомани (напр. 4340, AISI 4140) може1000–1,700 MPaСлед топлинна обработка - далеч надвишаващи дори най -силните CP TI степени.
Титанови сплави: Високи - производителност титаниеви сплави (напр. Ti - 6al - 4V, най -широко използваният) Затворете или стеснява тази празнина. Ti - 6al - 4V в разтвора - Състояние, обработено и отлежало (STA), има якост на опън от ~ 1,100–1,300 MPa, който съвпада или леко надвишава някаква среда - силова подправена сплав с алея (EG, 4140 стомана при ~ 1,000 MPA). Въпреки това, тя все още не достига подправени подкорени стомани, като стомани (напр. 18Ni-300) или гасирана 4340 стомана, която може да постигне якост на опън на страни на опън на страни1800–2,400 MPa.
2. Сила - към - съотношение на теглото: Ясното предимство на Titanium
Сравнение на плътността: Титанът има плътност ~ 4,51 g/cm³, приблизително56% от това от стоманата(Стомана: ~ 7,85 g/cm³). Дори ако кованата стоманена степен има по -висока абсолютна якост на опън, якостта му на единица тегло е далеч по -ниска.
Практически пример: Ti - 6al - 4V (sta: ~ 1,200 mPa сила на опън, 4,51 g/cm³) има сила - до - съотношение на теглото от ~ 266 mpa · cm³/g. За разлика от тях, високата - якост кована 4340 стомана (1,700 MPa якост на опън, 7,85 g/cm³) има съотношение ~ 217 MPa · cm³/g. За приложения като рамки за самолети, ракетни компоненти или състезателни части -, където икономията на тегло са толкова критични, колкото силата - превъзходното съотношение сила на тегло на титана, дори ако абсолютната му сила е по-ниска от някои стомани.
3. Друга сила - свързани съображения
Сила на умора: Силата на умората (устойчивост на повреда при многократно натоварване) е от решаващо значение за динамичните компоненти (напр. Части от двигателя, пружини). Титановите сплави като TI-6AL-4V проявяват отлична якост на умора, особено в корозивна среда (поради техния пасивационен слой). Кованите стомани могат да изискват покрития (напр. Галванизация), за да съответстват на това при тежки условия, добавяйки тегло или цена.
Висока - температурна якост: Titanium retains its strength better than most forged steels at elevated temperatures (up to ~550°C for Ti-6Al-4V). Above ~600°C, titanium's strength declines, but it still outperforms carbon steels and many low-alloy steels. Forged heat-resistant steels (e.g., H11 tool steel) excel at higher temperatures (>650 ° C), но те са много по -плътни.
Заключение
По отношение наабсолютна якост на опън: Повечето ковани стомани (особено високи - сплав или ултра - високи - степени на сила) са по-силни от търговските чисти титан и дори обикновени титанови сплави като TI-6AL-4V.
По отношение насила - към - съотношение на теглото: Titanium (и неговите сплави) е далеч по -силен от всяка кована стомана - Това е основното му предимство за тегло - чувствителни приложения.
За конкретни случаи на използване: Изборът зависи от приоритетите (сила спрямо тегло, цена, устойчивост на корозия, експозиция на температура). Например, кованата стомана е предпочитана за тежки - работна структурни части (напр. Мостове, индустриални машини), където теглото не е критично, докато титанът е идеален за аерокосмически, медицински импланти или морски компоненти, където силата и лекото тегло са от съществено значение.
