1. Pevnost v tahu: kontext - závislý
Komerčně čistý titan (CP TI): Jeho pevnost v tahu je relativně skromná, od ~ 240 MPa (stupeň 1, měkká žíhaná) do ~ 700 MPa (stupeň 4, plně žíhaná). To je výrazně nižší než většina strukturálních kovaných ocelí. Například obyčejné kované uhlíkové oceli jako A36 mají pevnost v tahu ~ 400–550 MPa (překonávající dolní - stupeň CP Ti), zatímco vysoká - síla kovaných slitinových ocelí (např. 4340, AISI 4140)1 000–1 700 MPaPo tepelném zpracování - daleko přesahující i ty nejsilnější CP Ti stupně.
Slitiny titanu: High - Performance Titanium slitiny (např. Ti - 6al - 4v, nejpoužívanější) tuto mezeru zblízka nebo zúžení. Ti - 6Al - 4V V roztoku - Ošetřená a stárnutí (STA) má pevnost v tahu ~ 1 100–1 300 MPa, která odpovídá nebo mírně převyšuje některé médium {- síly, oceli 4140. Stále však nedosahuje ultra vysokých pevných kovaných oceli, jako jsou magisterské oceli (např. 18N-300) nebo zhášená a teplota 4340 oceli, která může dosáhnout pevnosti v tahu1 800–2 400 MPa.
2. Síla - až - poměr hmotnosti: jasná výhoda Titanium
Srovnání hustoty: Titan má hustotu ~ 4,51 g/cm³, zhruba56% oceli(Ocel: ~ 7,85 g/cm³). I když má kovaná ocelová stupeň vyšší absolutní pevnost v tahu, jeho pevnost na jednotku hmotnosti je mnohem nižší.
Praktický příklad: Ti - 6al - 4v (sta: ~ 1 200 MPa tahové síly, 4,51 g/cm³) má sílu - až - poměr hmotnosti ~ 266 mPa · cmpl/g. Naproti tomu vysoká síla - kovaná 4340 oceli (1 700 MPa v tahu tahu, 7,85 g/cm³) má poměr ~ 217 MPa · cm³/g. Pro aplikace, jako jsou letounové rámy, komponenty raket nebo závodní díly -, kde úspory hmotnosti jsou stejně kritické jako síla - Titanium je vynikající poměr síly k hmotnosti, což z něj dělá preferovanou volbu, i když jeho absolutní síla je nižší než některé oceli.
3. Jiná síla - související úvahy
Únava: Únava pevnost (odolnost proti selhání při opakovaném zatížení) je rozhodující pro dynamické komponenty (např. Díly motoru, prameny). Slitiny titanu, jako je TI-6AL-4V, vykazují vynikající únavovou sílu, zejména v korozivním prostředí (kvůli jejich pasivační vrstvě). Kované oceli mohou vyžadovat povlaky (např. Galvanizace), aby to odpovídaly tomu v drsných podmínkách, přidávání hmotnosti nebo nákladů.
Vysoká - pevnost teploty: 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), ale jsou mnohem hustší.
Závěr
Pokud jde oAbsolutní pevnost v tahu: Většina kovaných ocelí (zejména vysoká - slitina nebo ultra - vysoká - stupně síly) je silnější než komerčně čisté titanové a dokonce běžné titanové slitiny, jako je Ti-6AL-4V.
Pokud jde osíla - k - poměr hmotnosti: Titanium (a jeho slitiny) je mnohem silnější než jakákoli kovaná ocel - Toto je jeho primární výhoda pro hmotnost - citlivé aplikace.
Pro konkrétní případy použití: Volba závisí na prioritách (síla vs. hmotnost, náklady, odolnost proti korozi, expozice teploty). Například kovaná ocel je upřednostňována pro těžké - Strukturální části (např. Bridges, průmyslové stroje), kde hmotnost není kritická, zatímco titan je ideální pro letectví, lékařské implantáty nebo mořské komponenty, kde jsou zásadní pevnost a lehká hmotnost.
