La indústria moderna requereix que els materials estructurals tinguin una gran resistència, duresa a la fractura i rigidesa alhora que redueixen el pes tant com sigui possible. En aquest cas, els aliatges lleugers d'alta resistència representats per l'alumini i el titani, i els aliatges resistents a la calor que suporten la càrrega representats per superaliatges basats en Ni s'han convertit en un dels materials de desenvolupament clau en els nous plans de recerca i desenvolupament de materials de diversos països. , i també són importants en la fabricació d'additius làser. materials d'aplicació importants.
Els avantatges i diferències del titani i l'alumini
L'aliatge d'alumini i l'aliatge de titani, a causa de la seva excel·lent baixa densitat i resistència estructural, s'utilitzen àmpliament en l'aeronàutica, l'automòbil, la fabricació de maquinària i altres camps, ja sigui amb impressió 3D o processament CNC, especialment ocupen una posició molt important en la indústria de l'aviació. És el principal material estructural de la indústria aeronàutica.
Tant el titani com l'alumini són lleugers, però encara hi ha una diferència entre els dos. Tot i que el titani pesa aproximadament dos terços més que l'alumini, la seva resistència inherent significa que es pot utilitzar menys per aconseguir la resistència requerida. Els aliatges de titani s'utilitzen àmpliament en motors a reacció d'avions i diverses naus espacials, i la seva força i baixa densitat poden reduir els costos de combustible. La densitat de l'aliatge d'alumini és només un terç de la de l'acer, i és el material lleuger més utilitzat i més comú per als automòbils en aquesta etapa; Els estudis han demostrat que els aliatges d'alumini poden utilitzar fins a 540 kg en un vehicle complet. Un 40% de reducció de pes, la carrosseria totalment d'alumini d'Audi, Toyota i altres vehicles de marca n'és un bon exemple.
Com que ambdós materials tenen una alta resistència i una baixa densitat, s'han de tenir en compte altres factors diferencials a l'hora de decidir quin aliatge utilitzar.
Força / pes: en situacions crítiques, cada gram d'una peça compta, però si es necessiten components de major resistència, el titani és el camí a seguir. Per això, els aliatges de titani s'utilitzen en la fabricació de dispositius/implants mèdics, conjunts complexos de satèl·lits, dispositius de fixació i stents, entre d'altres.
Cost: l'alumini és el metall més rendible per a la mecanització o la impressió 3D; El titani és car, però encara pot donar un salt de valor. Les peces lleugeres aportaran grans beneficis a l'estalvi de combustible d'avions o naus espacials, mentre que les peces d'aliatge de titani tindran una vida útil més llarga.
Rendiment tèrmic: l'aliatge d'alumini té una alta conductivitat tèrmica i sovint s'utilitza per fer radiadors; per a aplicacions d'alta temperatura, l'alt punt de fusió del titani el fa més adequat i els motors d'aeronau contenen un gran nombre de components d'aliatge de titani.
Resistència a la corrosió: tant l'alumini com el titani tenen una excel·lent resistència a la corrosió.
La resistència a la corrosió del titani i la baixa reactivitat el converteixen en el metall més biocompatible i s'utilitza àmpliament en aplicacions mèdiques com ara instruments quirúrgics. El Ti64 també resisteix bé els ambients salins i s'utilitza sovint en aplicacions marines.
Els aliatges d'alumini i els aliatges de titani són molt comuns en aplicacions aeroespacials. L'aliatge de titani té una alta resistència i baixa densitat (només al voltant del 57% de l'acer) i la seva resistència específica (resistència/densitat) és molt més gran que la d'altres materials estructurals metàl·lics. Pot produir peces amb gran resistència, bona rigidesa i pes lleuger. Els aliatges de titani es poden utilitzar per a components de motors d'avions, esquelets, pells, elements de subjecció i trens d'aterratge. Les dades de referència de la tecnologia d'impressió 3D van trobar que l'aliatge d'alumini és adequat per treballar en un entorn inferior a 200 graus. El material d'alumini utilitzat al fuselatge de l'Airbus A380 representa més d'1/3, i el C919 també utilitza un gran nombre de materials d'aliatge d'alumini d'alt rendiment convencionals. Els aliatges d'alumini es poden utilitzar per a pells d'avions, mampares i costelles d'ala.
