נירוסטה לעומת טיטניום, מה שמתאים לפרויקט CNC שלך?

עיבוד CNC הוא תהליך הייצור הנפוץ ביותר בתעשיית הייצור והוא תואם מאוד למגוון חומרי מתכת. בין חומרי המתכת, נירוסטה וטיטניום הם שני החומרים הנפוצים ביותר בעת עיבוד CNC של חלקים או אבות טיפוס מותאמים אישית. שני חומרי מתכת אלה בעלי מראה דומה הם מאוד תכליתי. מסביבנו אנו מוצאים חלקי נירוסטה CNC וטיטניום ביישומים רבים ושונים.

וכן, חפיפת יישומים בין השניים נפוצה: בתחום הרפואי, למשל, הנירוסטה תמיד שלטה. רק בשנות ה-80 החל טיטניום להחליף בהדרגה את הנירוסטה בשל התאימות הביולוגית הגבוהה יותר ויחס החוזק למשקל. חלקי נירוסטה CNC וטיטניום נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית התעופה והחלל, ממנועי סילון דרך תא הטייס ועד לציוד נחיתה. גם נירוסטה וגם טיטניום עמידים בפני פגיעות, עמידים ועמידים מאוד בפני קורוזיה. במאמר זה, נספק ניתוח מעמיק של ההבדלים בין נירוסטה וטיטניום בתהליך עיבוד CNC מנקודות מבט שונות כדי להנחות את בחירת החומר הטוב ביותר לפרויקט CNC הבא שלך.

מה זה נירוסטה?

---

נירוסטה היא סגסוגת של פלדה ופחמן המכילה לפחות 10.5% כרום במסה ומקסימום של 1.2% פחמן במסה. ניתן לשפר עוד יותר את עמידות הקורוזיה והתכונות המכניות של נירוסטה על ידי הוספת אלמנטים אחרים כגון ניקל, מוליבדן, טיטניום, ניוביום ומנגן. נירוסטה היא פלדה מעורבת עם אלמנט אחד או יותר כדי לשנות את תכונותיה. כאשר נירוסטה באה במגע עם אוויר, לחות או מים, נוצר סרט תחמוצת דק ואטום על פני השטח שלה. שכבת תחמוצת פסיבית זו מגנה על פני השטח שלה ובעלת יכולות ריפוי עצמי ייחודיות.

5 סוגי נירוסטה

ניתן לחלק את הנירוסטה לחמישה סוגים שונים. אלו כוללים:

נירוסטה פריטית

פלדות אל חלד פריטיות מכילות כ-10.5% עד 30% כרום, יש בהן פחות פחמן (C<0.08%) ואינן מכילות ניקל. לפלדות אל חלד פריטיות יש מבנה מיקרו פריטי בעיקר בכל הטמפרטורות ואינן ניתנות להקשחה על ידי טיפול בחום ומרווה. למרות שחלק מהדרגות הפריטיות מכילות עד 4.00% מוליבדן, כרום הוא המרכיב העיקרי של סגסוגת המתכת. בנוסף, יש להם חוזק נמוך יחסית בטמפרטורות גבוהות. היתרון הגדול ביותר של פלדה פריטית הוא יכולתה לעמוד בפני פיצוח קורוזיה. יכולת זו הופכת אותם לחלופה אטרקטיבית לפלדות אל-חלד אוסטניטיות ביישומים בהם מתרחשת SCC בסביבות כלוריד. לחלק מהדרגות של נירוסטה פריטית, כמו נירוסטה 430, יש עמידות בפני קורוזיה חזקה ועמידות גבוהה בחום.

נירוסטה 430

לנירוסטה 430 עמידות מצוינת בפני קורוזיה, מוליכות תרמית גבוהה יותר, מקדם התפשטות תרמית נמוך יותר ועמידות בפני עייפות תרמית טובה יותר מפלדת אל-חלד אוסטניטית. הוא מכיל את היסוד המייצב טיטניום, כך שלריתוך יש תכונות מכניות חזקות. פלדת אל חלד 430 משמשת לעתים קרובות בקישוט אדריכלי, רכיבי מבערי דלק, מכשירי חשמל ביתיים ורכיבי מכשירי חשמל ביתיים.

430F היא גרסה משופרת של נירוסטה 430, המשפרת את ביצועי החיתוך שלה. הוא משמש בעיקר לייצור מחרטות אוטומטיות, ברגים ואומים. 430LX היא סגסוגת שמוסיפה Ti או Nb לפלדה 430 כדי להפחית את תכולת הפחמן ולשפר את תכונות העיבוד והריתוך. הוא משמש בעיקר לייצור מיכלי מים חמים, מערכות אספקת מים חמים, כלים סניטריים, מכשירי חשמל ביתיים, מכשירים עמידים, גלגלי תנופה לאופניים וכו'.

נירוסטה אוסטינית

פלדות אל חלד אוסטניטיות נעות בתכולת Cr בין 16% ל-25% ויכולות להכיל גם חנקן, שניהם עוזרים לשפר את עמידותן בפני קורוזיה. לפלדות אל-חלד אוסטניטיות יש את העמידות בפני קורוזיה הגבוהה ביותר מכל פלדות הנירוסטה, כמו גם תכונות מצוינות של טמפרטורות נמוכות וחוזק בטמפרטורה גבוהה. נירוסטה אוסטינית האלמנטים ניקל, מנגן וחנקן קובעים את המיקרו-מבנה המעוקב (fcc) של פלדת אל-חלד הלא-מגנטית (fcc) ואת קלות הריתוך שלו.

פלדת אל-חלד אוסטינית אינה ניתנת להקשחה באמצעות טיפול בחום, אך ניתן להקשיח אותה לרמות חוזק גבוהות באמצעים אחרים תוך שמירה על גמישות וקשיחות טובה. דרגות הנירוסטה האוסטניטית המוכרות ביותר הן נירוסטה 304 ופלדת אל חלד 316. יש להם עמידות מצוינת לתנאי סביבה שונים ומגוון רחב של מדיה קורוזיבית.

נירוסטה 304

בין פלדות אל-חלד אוסטניטיות, נעשה שימוש נרחב בפלדת אל-חלד 304. היסוד הכימי העיקרי שלו הוא ברזל, אך יש לו תכולת ניקל גבוהה (8% עד 10.5% במשקל) ותכולת כרום גבוהה (18% עד 20% במשקל), ומכילה גם רכיבי סגסוג אחרים כמו מנגן, סיליקון ו פַּחמָן. בשל תכולת הכרום והניקל הגבוהה שלה, לנירוסטה 304 יש עמידות טובה בפני קורוזיה. השימושים הנפוצים עבור נירוסטה 304 כוללים מקררים ומדחי כלים, ציוד מסחרי לעיבוד מזון, מחברים, צינורות, מחליפי חום ועוד.

נירוסטה 316

נירוסטה 316 דומה ל-304. היא מכילה בעיקר ברזל וריכוזים גבוהים של כרום וניקל. הוא מכיל גם סיליקון, מנגן ופחמן. ההרכב הכימי של נירוסטה 304 ו-316 שונה, כאשר 316 מכיל 2 עד 3% מוליבדן (במשקל), בעוד שתכולת המוליבדן ב-304 זניחה. לדרגה 316 עמידות גבוהה יותר בפני קורוזיה הודות לשיעור גבוה יותר של מוליבדן. כשמדובר בפלדות אל-חלד אוסטניטיות ליישומים ימיים, נירוסטה 316 נחשבת לרוב לאחת הבחירות הטובות ביותר. נירוסטה 316 משמשת בדרך כלל גם בציוד עיבוד ואחסון כימי, בתי זיקוק, ציוד רפואי וסביבות ימיות, במיוחד כאלו המכילות כלורידים.

פלדת אל חלד מרטנסיטית

פלדת אל חלד מרטנסיטית דומה לפלדה פריטית בכך שהיא מכילה 12% עד 14% כרום ו-0.2% עד 1% מוליבדן, אך תכולת הפחמן שלה גבוהה עד 1% ולרוב אינה מכילה ניקל. מכיוון מפלדת אל-חלד מרטנסיטית מכילה יותר פחמן, כמו פחמן ופלדות סגסוגת נמוכה, ניתן להרווה אותה ולחכך אותה כדי להגביר את הקשיות שלה. נירוסטה מרטנסיטית בעלת עמידות מתונה בפני קורוזיה והיא חזקה ושבירה מעט. בניגוד מנירוסטה אוסטניטית, נירוסטה מרטנסיטית היא מגנטית וניתנת לבדיקה לא הרסנית באמצעות שיטות בדיקת חלקיקים מגנטיים. מוצרים אופייניים של נירוסטה מרטנסיטית כוללים כלי שולחן ומכשירי ניתוח רפואיים.

נירוסטה דופלקס

כפי שהשם מרמז, נירוסטה דופלקס היא תערובת של שני סוגי הנירוסטה הנפוצים ביותר. יש להם מבנה מיקרו מעורב של אוסטניט ופריט, וכתוצאה מכך תערובת של 50/50, בעוד שהיחס בסגסוגות מסחריות של פלדת אל חלד דופלקס עשוי להיות 40/60. העמידות בפני קורוזיה של פלדות אל-חלד דופלקסות שווה בערך לזו של פלדות אל-חלד אוסטניטיות. אף על פי כן, העמידות שלהם בפני קורוזיה מתח (במיוחד פיצוח קורוזיה של כלוריד), חוזק מתיחה וחוזק תפוקה (כפי שניים בערך מפלדות אל-חלד אוסטניטיות) גבוהות יותר בדרך כלל. תכולת הפחמן בנירוסטה דופלקס היא בדרך כלל פחות מ-0.03%. תכולת הכרום שלהם נעה בין 21.00% ל-26.00%, ותכולת הניקל שלהם נעה בין 3.50 ל-8.00%. פלדות אל-חלד דופלקס עשויות להכיל מוליבדן (עד 4.50%). לפלדות אל-חלד דופלקס יש בדרך כלל קשיחות וגמישות בין אלו של פלדות אוסטניטיות ופריטיות.

בהתבסס על עמידותם בפני קורוזיה, פלדות דופלקס מחולקות ל: פלדות דופלקס סטנדרטיות, פלדות סופר דופלקס ופלדות דופלקס פשוטות. פלדות סופר דופלקס מציעות חוזק ועמידות גבוהים יותר לכל סוגי הקורוזיה בהשוואה לפלדות אוסטניטיות קונבנציונליות. פלדות סופר דופלקס משמשות לעתים קרובות במפעלים ימיים, פטרוכימיים, גז טבעי, מתקני התפלה, מחליפי חום וייצור נייר.

פלדת אל חלד PH

פלדת אל-חלד PH (נירוסטה מוקשה במשקעים) מכילה כ-17% כרום ו-4% ניקל, המהווה שילוב אופטימלי של תכונות מרטנזיות ואוסטניטיות. פלדות אל-חלד מסוג PH ידועות ביכולתן לעבור טיפול בחום לפיתוח חוזק גבוה (בדומה לפלדות אל-חלד מרטנסיטיות) וגם בעלות עמידות בפני קורוזיה של פלדות אל-חלד אוסטניטיות. סגסוגות אלה שומרות על חוזקן ועמידותן בפני קורוזיה גם בטמפרטורות גבוהות, מה שהופך אותן לאידיאליות לשימוש במגזר התעופה והחלל.

לפלדות אל חלד המוקשות במשקעים יש חוזק מתיחה גבוה יותר עקב התקשות משקעים של מטריצת מרטנזיט או אוסטניט הנגרמת על ידי טכניקות טיפול בחום. פלדת אל חלד מתקשות משקעים מוקשחת על ידי תוספת של אלמנט אחד או יותר: נחושת, אלומיניום, טיטניום, ניוביום ומוליבדן. פלדת אל חלד PH היא בדרך כלל הבחירה הטובה ביותר לחוזק גבוה, קשיחות ועמידות בפני קורוזיה של כל דרגות הנירוסטה הזמינות.

מה זה טיטניום?

טיטניום היא מתכת כסופה ומבריקה עם צפיפות של 4.506 גרם/סמ"ק ונקודת התכה של 1,668 מעלות צלזיוס. שני המאפיינים הבולטים ביותר של טיטניום הם עמידות בפני קורוזיה ויחס החוזק-משקל הגבוה ביותר שלו. טיטניום חזק יותר מפלדה ב-30% אך קל יותר ב-43% וכבד יותר ב-60% מאלומיניום אך חזק פי שניים. לטיטניום מקדם התפשטות תרמית נמוך וקשיות גבוהה. למרות שטיטניום אינו קשה כמו חלק מהפלדות שטופלו בחום, הוא אינו מגנטי, אינו מפגין מעבר רקיע לשביר, בעל תאימות ביולוגית טובה, והוא מוליך גרוע של חום וחשמל. עם זאת, טיטניום סופג במהירות חמצן וחנקן בטמפרטורות מעל 500 מעלות צלזיוס, מה שמוביל לבעיות התפרקות אפשריות. טיטניום חשוב במספר יישומים בעלי ביצועים גבוהים, כולל תעופה וחלל, רכב, רפואה, רובוטיקה, ציוד ימי יוקרתי ומכונות תעשייתיות.

דרגות טיפוסיות של טיטניום

טיטניום דרגה 1

טיטניום דרגה 1 הוא הראשון מבין ארבע ציוני טיטניום טהור מסחרית. זוהי הכיתה הגמישה והרקיעה ביותר של טיטניום טהור. טיטניום דרגה 1 מציע יכולת צורה מקסימלית, עמידות בפני קורוזיה הטובה ביותר וקשיחות ההשפעה הגבוהה ביותר. בגלל המאפיינים המצוינים הללו, יריעות וצינורות טיטניום דרגה 1 הם החומר הנבחר עבור כל יישום הדורש קלות גיבוש. הנה כמה דוגמאות:

• עיבוד כימי
• הַתפָּלָה
• ארכיטקטורה
• תעשייה רפואית
• תעשייה ימית
• חלקי רכב
• מבנה מטוס

טיטניום דרגה 2

טיטניום דרגה 2 ידוע בתור "סוס העבודה" של טיטניום טהור מסחרית ויש לו תכונות רבות הדומות לטיטניום דרגה 1 אך הוא חזק יותר באופן משמעותי. לשניהם עמידות שווה בפני קורוזיה. טיטניום דרגה 2 מציע יכולת ריתוך מעולה, חוזק, משיכות ויכולת צורה. לכן, מוטות וצלחות טיטניום דרגה 2 הם הבחירה הראשונה עבור מגוון יישומים:

• ארכיטקטורה
• תעשייה רפואית
• תעשייה ימית
• מגן צינור פליטה
• עור מטוס
• עיבוד כימי
• קו ייצור כלורט

טיטניום דרגה 3

טיטניום דרגה 3 הוא הטיטניום הפחות נפוץ מבין ציוני טיטניום טהור מסחרית, אבל זה לא הופך אותו לפחות בעל ערך. דרגה 3 חזקה יותר מדרגות 1 ו-2, בעלת משיכות דומה, אך מעט פחות יכולת צורה, אך בעלת תכונות מכניות גבוהות יותר. רמה 3 משמשת ליישומים הדורשים חוזק מתון ועמידות משמעותית בפני קורוזיה. הנה כמה דוגמאות:

• מבני תעופה וחלל
• עיבוד כימי
• תעשייה רפואית
• תעשייה ימית

טיטניום דרגה 4

טיטניום דרגה 4 הוא החזק ביותר מבין ארבע דרגות טיטניום טהור מסחרית וידוע בעמידות הגבוהה שלו בפני קורוזיה, יכולת הצורה והריתוך שלו. למרות שטיטניום דרגה 4 שימש באופן מסורתי ביישומים התעשייתיים הבאים, לאחרונה הוא משמש לעתים קרובות במכשירים רפואיים. זה נחוץ ביישומים הדורשים חוזק גבוה:

• חלקי שלדת אוויר
• מיכל קריוגני
• מחליף חום
• מכשיר CPI
• צינורות מעבה
• ציוד כירורגי

סגסוגת טיטניום

סגסוגות טיטניום בעלות תכונות מכניות מעולות ותכונות עיבוד CNC, כגון יחס חוזק-צפיפות גבוה, עמידות בפני קורוזיה גבוהה, עמידות גבוהה לסדקים בעייפות, עמידות לטמפרטורות גבוהות מתונות ללא זחילה וכו', והן נמצאות בשימוש נרחב כחומרים מבניים. תעשיית התעופה והחלל. מטוסים וחלליות על-קוליים וכן מקטעים שאינם תעופה וחלל כגון צבא, רכב ומוצרי ספורט. מכיוון שסגסוגות טיטניום הן תואמות ביולוגיות, אינן רעילות ואינן נדחות על ידי הגוף, הן פופולריות גם ביישומים רפואיים, כולל מכשירים כירורגיים ושתלים כגון החלפות מפרקים, שיכולות להימשך עד 20 שנה.

סגסוגת טיטניום טיפוסית

טיטניום דרגה 7

טיטניום דרגה 7 זהה מבחינה מכנית ופיזית לדרגה 2 ומכיל את היסוד הבין-סטיציאלי פלדיום. סגסוגת טיטניום דרגה 7 היא העמידה ביותר בפני קורוזיה מכל סגסוגות טיטניום ובעלת יכולת ריתוך, עיבוד ועמידות בפני קורוזיה טובה. רמה 7 משמשת לעתים קרובות לייצור חלקים לקווי ייצור כימיים.

טיטניום דרגה 11

טיטניום דרגה 11 דומה לדרגה 1 עם כמויות עקבות של פלדיום שנוספו לשיפור עמידות בפני קורוזיה. עמידות זו בפני קורוזיה חשובה כדי למנוע שחיקת חריצים ולהפחית את רמות החומצה בסביבות כלוריד. תכונות טיטניום דרגה 11 כוללות גם גמישות גבוהה, יכולת צורה קרה, חוזק אמין, קשיחות השפעה ויכולת ריתוך. סגסוגת זו מתאימה לאותם יישומי טיטניום כמו דרגה 1, במיוחד כאשר קורוזיה היא בעיה, כגון:

• ייצור כימיקלים
• ייצור כלורט
• הַתפָּלָה
• יישומים באוקיינוס

כיתה 12

יכולת הריתוך המעולה של טיטניום דרגה 12 הופכת אותו לסגסוגת טיטניום מעולה. זוהי סגסוגת עמידה לאורך זמן עם חוזק גבוה בטמפרטורות גבוהות. לטיטניום דרגה 12 יש את אותן תכונות כמו נירוסטה מסדרת 300. ניתן לייצר סגסוגת זו חמה או קרה באמצעות מעצורי לחץ, מכבשים הידראוליים, שיטות משיכה או ירידה במשקל. מכיוון שהוא יכול להיות יצוק במגוון צורות, יש לו ערך במגוון רחב של יישומים. עמידות בפני קורוזיה של טיטניום דרגה 12 חשובה ליצרני ציוד שבהם קורוזיה של חריצים היא בעיה. דרגה 12 מתאימה לתעשיות והיישומים הבאים:

• מחליף חום ודיור
• יישומים הידרומטלורגיים
• ייצור כימי בטמפרטורה גבוהה
• רכיבים ימיים ומטוסים

נירוסטה לעומת טיטניום: מה ההבדל?

טיטניום ופלדת אל חלד נמצאים בשימוש נרחב במגוון יישומים צרכניים ותעשייתיים. מה ההבדל בין נירוסטה לטיטניום? לטיטניום ולנירוסטה תכונות ייחודיות ההופכות אותן לשונות זו מזו. נשווה בין טיטניום ונירוסטה באמצעות תכונות שונות להבנה קלה יותר.

1 הרכב יסודי

לטיטניום ולנירוסטה יש קומפוזיציות אלמנטיות שונות. באופן כללי, טיטניום טהור מסחרי משתמש בטיטניום כיסוד העיקרי ומכיל גם חנקן, מימן, חמצן, פחמן, ברזל, ניקל ויסודות אחרים עם תכולה של 0.013% עד 0.5%. ניתן לשלב טיטניום עם מתכות אחרות כדי ליצור סגסוגות טיטניום חזקות יותר שהן עמידות בפני קורוזיה ועם זאת קלות משקל. נירוסטה, לעומת זאת, מורכבת ממגוון אלמנטים, והפלדה עמידה בפני קורוזיה רק כאשר תכולת Cr מגיעה לערך מסוים, ולכן היא מכילה לפחות 10.5% כרום ואלמנטים נוספים, כאשר רכיבי סגסוגת נוספים נעים בין 0.03% עד יותר מ-1.00%. תכולת הכרום בנירוסטה מסייעת במניעת קורוזיה ומספקת עמידות בחום. יסודות נוספים הם אלומיניום, סיליקון, גופרית, ניקל, סלניום, מוליבדן, חנקן, טיטניום, נחושת וניוביום.

2 צפיפות

הצפיפות של מתכת טיטניום היא 4.51 גרם/סמ"ק, והצפיפות של נירוסטה היא 7.70-7.90 גרם/סמ"ק. טיטניום קל בהרבה מפלדת אל חלד, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור יישומים שבהם המשקל הוא שיקול עיקרי. בנוסף, לטיטניום יש יחס חוזק-משקל גבוה יותר מאשר מפלדת אל-חלד, כלומר הוא יכול לתמוך במשקל רב יותר ועדיין קל משקל.

3 נקודת התכה

נקודת ההיתוך של טיטניום היא 3,027 מעלות צלזיוס. נקודת ההיתוך של נירוסטה היא 1,416-1,537 מעלות צלזיוס. לטיטניום נקודת התכה גבוהה בהרבה מפלדת אל חלד, מה שהופך אותו מתאים ליישומים הדורשים טמפרטורות קיצוניות. בנוסף, מכיוון שסגסוגות טיטניום יכולות לעמוד בטמפרטורות גבוהות טוב יותר מפלדת אל חלד, הן מתאימות היטב ליישומי תעופה וחלל ולרכב.

4 קשיות

קשיות החומר מתייחסת לתגובתו לחריטה, דפורמציה, שריטות או שקעים על פני השטח שלו. מבחן הקשיות של Brinell משמש יצרנים וצרכנים של חומרים בעלי חוזק גבוה.

בעוד שהקשיות ברינל של נירוסטה משתנה מאוד בהתאם להרכב הסגסוגת ולטיפול בחום, היא בדרך כלל קשיחה יותר מטיטניום. טיטניום, לעומת זאת, יכול לעוות במהירות כאשר הוא מחורר או נשרט. כדי להימנע מכך, טיטניום מפתח שכבת תחמוצת הנקראת שכבת תחמוצת טיטניום, היוצרת משטח קשה במיוחד שיכול לעמוד בפני לחץ חודר מרבי. לנירוסטה יש בדרך כלל קשיות Brinell בטווח של 180-400, בעוד שלטיטניום יש קשיות Brinell בטווח של 100-200.

5 עמידות בפני קורוזיה

עמידות בפני קורוזיה של סגסוגת טיטניום טובה בהרבה מזו של נירוסטה, והיא נמצאת בשימוש נרחב באווירה לחה ובמדיה של מי ים; יש לו עמידות חזקה בפני קורוזיה בבור, קורוזיה חומצית וקורוזיה מתח; יש לו עמידות מצוינת בפני אלקלי, כלוריד, כלור, חומצה חנקתית, חומצה גופרתית וכו' עמידות בפני קורוזיה. עם זאת, לטיטניום יש עמידות לקורוזיה לקויה להפחתת חמצן ואמצעי מלח כרום.

עם זאת, נירוסטה עדיין יכולה להיות עמידה מאוד בפני קורוזיה בגלל נוכחות של כרום. סגסוגת זו לא רק משפרת את עמידות המתכת בפני קורוזיה אלא גם הופכת אותה ליותר עמידה.

6 עמידות

היכולת של חומר להמשיך לתפקד ללא תיקון או תחזוקה מיותרים במהלך מחצית החיים שלו היא אינדיקטור לעמידות החומר. גם טיטניום וגם פלדת אל חלד עמידות בשל תכונותיהם המעולות. טיטניום חזק פי 3 עד פי 4 מפלדת אל חלד.

7 גמישות

גמישות היא מדד לגמישות החומר. המשמעות היא שהוא מעריך באיזו קלות חומר יכול להתכופף או להתעקם מבלי להתעוות. הגמישות הרגילה של נירוסטה היא 200 GPa, בעוד שהאלסטיות הרגילה של טיטניום היא 115 GPa. מכיוון שרוב הסגסוגות אלסטיות יותר, פלדת אל-חלד גוברת לעיתים קרובות על טיטניום בהקשר זה. באופן דומה, גמישות רבה יותר מקלה על טחינת CNC נירוסטה ולייצר חלקים שונים. זהו אינדיקטור חשוב מכיוון שהוא משפיע ישירות על עלויות עיבוד CNC.

8 חוזק מתיחה

חוזק המתיחה האולטימטיבי של חומר הוא הערך המקסימלי על עקומת המתח-מתח ההנדסית. זהו הלחץ המקסימלי שחומר במתח יכול לעמוד בו. רוב הזמן, חוזק מתיחה אולטימטיבי מקוצר כ"חוזק" מתיחה או "אולטימטיבי". לנירוסטה יש חוזק מתיחה אולטימטיבי גבוה יותר מאשר טיטניום.

הדבר שחשוב לזכור כאן הוא שבעוד שלנירוסטה יש חוזק כללי גדול יותר, טיטניום חזק יותר ליחידת מסה. לכן, אם החוזק הכולל הוא המניע העיקרי של בחירת היישום, נירוסטה היא לרוב הבחירה הטובה ביותר. אם המשקל הוא החשוב ביותר, טיטניום עשוי להיות בחירה טובה יותר.

9 חוזק תשואה

מתח התפוקה או חוזק התנובה של חומר הוא המתח שבו הוא מתעוות. חוזק התפוקה של נירוסטה 304L הוא 210 MPa, בעוד חוזק התפוקה של Ti-6AI-4V (דרגת טיטניום) הוא 1100 MPa. כפי שניתן לראות מההבדל בגמישות, טיטניום קשה יותר לייצור אך הוא חזק יותר ליחידת מסה. בנוסף, טיטניום תואם ביולוגי, בעוד מפלדת אל חלד אינה תואמת ביולוגית מלאה. בשל כך, טיטניום הוא בחירה מצוינת למגוון רחב של שימושים רפואיים.

10 משקל

הבדל משמעותי אחד בין טיטניום לנירוסטה הוא משקלם. לטיטניום יחס חוזק למשקל גבוה, המאפשר לו לספק בערך את אותן רמות חוזק כמו פלדת אל-חלד תוך משקל של 40% בלבד. לכן, טיטניום הוא קריטי עבור יישומים הדורשים משקל מינימום ומקסימום חוזק. זו הסיבה שטיטניום שימושי ברכיבי מטוס ויישומים רגישים למשקל אחרים. פלדה, לעומת זאת, משמשת לייצור מסגרות לרכב ופריטים אחרים, אך לעתים קרובות קשה להפוך פריטים קלים יותר.

11 מחיר

מבחינת מחיר, טיטניום יקר יותר מפלדת אל חלד. כתוצאה מכך, זה הופך להיות יקר יותר עבור תעשיות מסוימות הדורשות כמויות גדולות של טיטניום, כגון תעופה וחלל. אם העלות היא גורם חשוב, נירוסטה עשויה להיות טובה יותר מטיטניום אם שניהם טובים מספיק.

נירוסטה היא אפשרות משתלמת. מכיוון שלא חסר ברזל או פחמן על פני כדור הארץ, קל יותר להכנה. בנוסף, לנירוסטה אין דרישות מורכבות של עיבוד CNC. מחירי הנירוסטה לעומת זאת, משתנים מאוד בשל מגוון האפשרויות הרחב. פחמן וסגסוגות ברזל הן העלות הנמוכה ביותר. אלו פלדות אל חלד העשויות מכרום, אבץ או טיטניום יהיו יקרות יותר.

12 יכולת עיבוד

טיטניום קשה יותר לעיבוד CNC מאשר נירוסטה, ודורש כלי חיתוך מיוחדים ונוזל קירור כדי למנוע בלאי על חומר הטיטניום. פלדת אל חלד, לעומת זאת, קלה יותר למכונת CNC עם פלדה סטנדרטית במהירות גבוהה (HSS) או כלי קרביד. בסך הכל, לנירוסטה יש יתרונות רבים על פני טיטניום בכל הנוגע לעיבוד CNC.

13 פלסטיות

טיטניום יחסית פחות גמיש, בעוד שניתן להפוך את הנירוסטה לרקיעה יותר על ידי הוספת סגסוגות שונות. לכן, בדרך כלל קל יותר לעיבוד פלדת אל-חלד לצורה הרצויה מאשר טיטניום.

14 ריתוך

ניתן לרתך סגסוגות טיטניום באמצעות ריתוך קשת טונגסטן בגז (GTAW) או ריתוך קשת פלזמה (PAW). נירוסטה, לעומת זאת, מקובלת יותר לחבר באמצעות שיטות ריתוך MIG ו-TIG. טיטניום קשה לריתוך ודורש רתך מיומן וכלים מיוחדים, בעוד נירוסטה קלה יותר לריתוך. שתי המתכות דורשות ניקוי ותחזוקה קבועים לאחר הריתוך כדי לשמור אותן במצב טוב ולמנוע קורוזיה.

15 מוליכות תרמית

המוליכות התרמית של טיטניום היא λ=15.24W/(m.K), שזה בערך 1/4 של ניקל, 1/5 של ברזל ו-1/14 של אלומיניום. המוליכות התרמית של סגסוגות טיטניום שונות נמוכה בכ-50% מזו של טיטניום.

המוליכות התרמית של נירוסטה נעה בין 20-60 W/(mK). באופן כללי, לנירוסטה יש מוליכות תרמית גבוהה יותר מאשר טיטניום, מה שהופך אותה למתאימה יותר ליישומים הדורשים העברת חום או קירור מהיר.

16 מוליכות

לטיטניום מוליכות של 18MS/m, לנירוסטה יש טווח מוליכות של 10-50MS/m, ולנחושת מוליכות של 100-400MS/m. בסך הכל, נחושת מוליכה הרבה יותר מטיטניום או מפלדת אל חלד, מה שהופך אותה למתאים יותר ליישומים הדורשים מוליכות גבוהה. עם זאת, טיטניום קל בהרבה מנחושת ופלדת אל חלד ומועדף ליישומים מסוימים בשל יתרון המשקל שלו.

17 אזורי יישום

היישומים של נירוסטה וטיטניום משתנים מאוד. נירוסטה מתאימה באופן אידיאלי לבנייה, נייר, עיסת ביומסה והמרת ביומסה, עיבוד כימי ופטרוכימי, מזון ומשקאות, אנרגיה, נשק חם, רכב, תעשיות רפואיות והדפסת תלת מימד. טיטניום, לעומת זאת, מתאים היטב לתעופה וחלל, ליישומי צריכה, תכשיטים, תעשיית הרפואה ואחסון פסולת גרעינית.

טבלת השוואה של הבדלים בין טיטניום לנירוסטה

לטיטניום ולנירוסטה יש איכויות ייחודיות ויוצאות דופן המבדילות אותם זה מזה. כדי לעזור להבהיר את ההשוואה הזו, ריכזנו את ההבדלים בין השניים לעיונכם.

טיטניום לעומת נירוסטה – יתרונות וחסרונות

גם לנירוסטה וגם לטיטניום יש תכונות ייחודיות שהופכות אחד למתאים יותר לצרכים הספציפיים שלך. הבנת היתרונות והחסרונות של שתי המתכות תעזור לך לקבל את ההחלטה שלך. הנה היתרונות והחסרונות שלהם.

יתרונות של נירוסטה

• זול וזמין.
• חוזק ועמידות גבוהים.
• עמידות בפני קורוזיה מעולה.
• תכונות מכניות מצוינות.
• קיימות ושמירה על איכות הסביבה.
• חוזק גבוה ועמידות מעולה.
• נירוסטה ניתנת למחזור.
• קל להתאמה אישית.
• ציוד נירוסטה קל לניקוי.

חסרונות של נירוסטה

• החוזק יקטן בטמפרטורות גבוהות.
• ציוד נירוסטה כבד מאוד.

יתרונות של טיטניום

• עמידות בפני קורוזיה מדהימה.
• נקודת התכה גבוהה ועמידות בטמפרטורה גבוהה.
• חוזק גבוה וקל משקל.
• לא רעיל ובשימוש נרחב בתעשיית הרפואה.
• תאימות ביולוגית טובה.
• ניתן למיחזור.

חסרונות של טיטניום

• יקר.
• גמישות נמוכה וקל לעיוות.
• קושי בחילוץ, יציקה ועיבוד.

כיצד לבחור את החומר המתאים לפרויקט עיבוד CNC שלך: נירוסטה או טיטניום?

סגסוגות טיטניום ונירוסטה נמצאות בשימוש נרחב בעיבוד CNC. לניתוח מעמיק של הביצועים של שני החומרים הללו במהלך העיבוד, BE-CU ערכה טבלת השוואה בין השניים המבוססת על שנים של ניסיון. אתה יכול גם לבקר בדפים שלנו המפרטים שירותי עיבוד CNC נירוסטה ועיבוד CNC טיטניום לפרטים מקיפים יותר.

סיכום

חלקי נירוסטה CNC וטיטניום נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות שונות, ושתי הסגסוגות מציעות איכות מעולה. לאחר שימוש בציוד ובפרמטרים המתאימים, ניתן להשתמש בסגסוגות מתכת אלו כמעט לכל עיבוד CNC. שימוש בסגסוגות הנירוסטה והטיטניום הנכונות דורש הבנה מעמיקה של תכונותיהם, סביבת העיבוד, הפונקציונליות המיועדת וגורמים חשובים נוספים.

ב-BE-CU.COM, אנו מציעים שירותי עיבוד CNC 5 צירים עבור למעלה מ-160 אפשרויות חומרים, ממתכות ועד פלסטיק וחומרים מיוחדים אחרים. צוות המהנדסים המיומנים שלנו מבצע ניתוח מעמיק כדי להבטיח שתהליך עיבוד ה-CNC עונה על דרישות ספציפיות ומגבלות סובלנות כדי ליצור רכיבים מדויקים עבור מגוון יישומים בתעשיות שונות. יש לנו צוות של מומחים מוסמכים ביותר המשתמשים בטכנולוגיית CNC העדכנית ביותר כדי להביא את העיצובים שלך למציאות ביעילות, דיוק ודיוק מירביים.

קבל הצעת מחיר מיידית והתחל את פרויקט עיבוד CNC שלך עוד היום!