ไทเทเนียมกับสแตนเลส: การเลือกวัสดุที่เหมาะสม

ASTM B265 ไทเทเนียม PDF

ASTM B337 ไทเทเนียม PDF

ASTM B338 ไทเทเนียม PDF

ASTM B348 ไทเทเนียม PDF

ASTM F67 ไทเทเนียม PDF

ASTM F136 ไทเทเนียม PDF

ในตอนแรก หน้าแดงอาจไม่ชัดเจนว่าทำไมจึงเห็นโลหะเหล่านี้ห้อยอยู่ด้วยกันบ่อยๆ: สแตนเลสเป็นโลหะผสมหนัก ในขณะที่ไทเทเนียมมักจะใช้ในรูปแบบเกือบเป็นองค์ประกอบ และหากคุณเปรียบเทียบสองชิ้นที่มีขนาดเท่ากัน สแตนเลสจะมีค่ามากกว่าไททาเนียมเกือบ 50% มีค่าใช้จ่ายที่แตกต่างกัน: ชิ้นส่วนโลหะแผ่นที่เหมือนกันอาจมีราคาสูงกว่า 5 เท่าในไทเทเนียมเทียบกับสเตนเลส

นอกเหนือจากความแตกต่างเหล่านั้น การใช้งานที่ทับซ้อนกันระหว่างทั้งสองยังเป็นเรื่องปกติ: ในด้านการแพทย์และทันตกรรม เหล็กกล้าไร้สนิมมีบทบาทสำคัญจนถึงทศวรรษ 1980 เมื่อไทเทเนียมเริ่มเข้ามาแทนที่ เนื่องจากมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความแข็งแกร่ง-ถึงคุณลักษณะความหนาแน่น-ที่สูงกว่า ทั้งสองอย่างนี้ใช้ในอุตสาหกรรมการบิน ตั้งแต่เครื่องยนต์ไอพ่น ห้องนักบิน ไปจนถึงอุปกรณ์ลงจอด ในการผลิตและการตัดเฉือน สามารถเลือกโลหะผสมของวัสดุทั้งสองให้เหมาะกับการใช้งานได้ เช่นการเชื่อม การตัดเฉือน หรือการทนต่ออุณหภูมิ ทั้งสเตนเลสและไทเทเนียมต่าง-ทนทานต่อแรงกระแทก ทนทาน และทนต่อการกัดกร่อนสูง- เรามาเจาะลึกเนื้อหาแต่ละอย่างทีละรายการแล้วใช้ข้อมูลนั้นเพื่อให้มีแนวคิดที่ดีขึ้นว่าควรใช้เนื้อหาใด

เช่นเดียวกับเหล็กเหนียว สแตนเลสเริ่มต้นด้วยเหล็กและคาร์บอน ลักษณะเฉพาะส่วนใหญ่เกิดจากการเติมโครเมียมและนิกเกิล โดยมีการเติมแมงกานีส ซิลิคอน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และซัลเฟอร์ ลงในเกรดต่างๆ

การเพิ่มองค์ประกอบโลหะผสมที่แตกต่างกันจำนวนมากทำให้สแตนเลสมีเกรดที่หลากหลายครอบคลุมห้าตระกูลที่แตกต่างกัน

ประเภทของสแตนเลส

สเตนเลสแต่ละตระกูลถูกกำหนดโดยโครงสร้างผลึกที่เป็นเอกลักษณ์และคุณสมบัติของวัสดุที่เป็นผลลัพธ์

สเตนเลสเฟอร์ไรท์ประกอบด้วยโครเมียม 12-18% และเป็นแม่เหล็กตามชื่อ

เนื่องจากมีปริมาณนิกเกิลต่ำกว่าเกรดอื่นๆ เกรดเฟอร์ริติกจึงเป็นเกรดที่มีราคาถูกที่สุดในการผลิต

เฟอร์ริติกเกรด 409 และ 430 มักใช้ในระบบไอเสียและชิ้นส่วนที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อน แต่ไม่ได้อยู่ด้านหน้าและตรงกลาง

เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกมี "คาร์บอนสูง" เมื่อเปรียบเทียบกัน โดยมีองค์ประกอบมากถึง 1.2%

อัลลอยด์ 410 เป็นตัวอย่างทั่วไปที่มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและสามารถบำบัดความร้อนได้

เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนสูงกว่า สเตนเลส Martensitic จึงถูกนำมาใช้ในใบมีด กรรไกร และในเครื่องมือทางการแพทย์

สเตนเลสออสเทนนิติกเป็นที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อสเตนเลสซีรีส์ 300 และมีโครเมียม 18% และนิกเกิล 8% ทำให้ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม

สเตนเลสซีรีส์ 300 คิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 70% ของการผลิตทั้งหมดทั่วโลก

เกรด 304 เพียงอย่างเดียวครองส่วนแบ่งตลาดสเตนเลสถึง 50% เนื่องจากประหยัด เชื่อมได้ และทนทานต่อการกัดกร่อนสูง-

304 ใช้ในการบริการอาหาร อุปกรณ์ติดตั้งภายนอก พื้นที่ที่มีการสึกหรอสูง- ท่อ ถัง และอื่นๆ อีกมากมาย

หากต้องการความต้านทานการกัดกร่อนที่สูงขึ้น สามารถใช้เกรด 316 ได้

ที่ SendCutSend เราชอบคิดว่าเรามีส่วนช่วยในเรื่องนี้โดยนำเสนอทั้ง 304 Stainless และ 316 Stainless ในความหนาที่หลากหลาย

ดูเพล็กซ์สเตนเลสมีโครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอ ประกอบด้วยฮาล์ฟเฟอร์ไรต์และออสเทนไนต์ครึ่งหนึ่ง ซึ่งให้คุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม เช่น ความต้านทานแรงดึงสูงสุดและแรงดึง

การมีโครเมียมสูงถึง 28% และโมลิบดีนัมในเกรดดูเพล็กซ์ "ซุปเปอร์" ทำให้ดูเพล็กซ์สเตนเลสมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ไม่มีใครเทียบได้

การตกตะกอน การทำให้สเตนเลสแข็งตัวคือจุดที่คุณต้องหมุน หากจุดสุดยอดที่มีความแข็งแรงสูงและมีความแข็งสูงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการใช้งาน แต่ยังคงจำเป็นต้องมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบแข็ง

ค่าใช้จ่าย
แม้ว่าเมื่อเทียบกับเหล็กเหนียวแล้ว สเตนเลสก็ดูมีราคาแพง แต่การประหยัดต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการเคลือบ-การเคลือบที่ทนทานต่อการกัดกร่อน-ในตัวมักจะมากกว่าความแตกต่าง เนื่องจากการประหยัดจากขนาด ต้นทุนจริงในการส่งมอบชิ้นส่วนที่เป็นสเตนเลสมักจะมีราคาถูกกว่าชิ้นส่วนเดียวกันนั้นในโลหะผสมดิบที่มีราคาต่ำกว่า- เมื่อเปรียบเทียบกับคาร์บอนไฟเบอร์หรือไทเทเนียม การประหยัดต้นทุนสำหรับสเตนเลสจะค่อนข้างชัดเจน

ความสามารถในการแปรรูป
สเตนเลสประเภท 303 ถือเป็นโลหะผสม "ตัดเฉือนแบบอิสระ" ซึ่งหมายความว่าจะไม่เกิดรอยเปื้อนหรือรอยเปื้อนที่คมตัดของเครื่องมือตัด แต่จะทำให้เกิดเศษที่ใสได้ง่ายแทน แม้แต่โลหะผสมทั่วไป เช่น 304 และ 316 ก็สามารถตัดเฉือนได้ด้วยผลลัพธ์ที่ดีหากเครื่องมือมีความคมและหล่อลื่นอย่างดี

ความสามารถในการเชื่อม
กระบวนการเชื่อมอาร์ก (TIG, MIG, MMA หรือ SA) ทำงานได้ดีกับเหล็กสแตนเลส โดยแท่งเติม เช่น ER308L และ ER 309 นั้นเป็นเรื่องปกติสำหรับ-ชุดประกอบสแตนเลสทั้งหมด การใช้แท่งเติม E70S2 หรือ 312 ให้ความแข็งแรงในการเชื่อมที่ดีเยี่ยมระหว่างเหล็กเหนียวและสแตนเลส

ทนความร้อน
สเตนเลสมีอุณหภูมิการทำงานสูงสุดที่สูงมากซึ่งแตกต่างจากวัสดุที่มีราคาแพงกว่า เช่น คาร์บอนไฟเบอร์ ไทเทเนียม โดยที่ 304 สามารถใช้งานได้ถึง 1600 องศา F (870 องศา) ในขณะที่โลหะผสมชนิดพิเศษ เช่น 310 นั้นทนต่ออุณหภูมิได้เกิน 1895 องศา F

ซึ่งแตกต่างจากโลหะทั่วไปหลายชนิดซึ่งคาร์บอนลดลงมาเป็นเวลาหลายพันปีแล้ว (ลองนึกถึงการถลุงเหล็กที่ใช้ในการผลิตเหล็กทั้งหมด) ไทเทเนียมมีศักยภาพในเชิงพาณิชย์นับตั้งแต่ทศวรรษที่ 1940 เท่านั้น แม้ว่าปัจจุบันมีจำหน่ายในหลายเกรด แต่จุดหลอมเหลวที่สูงและกระบวนการลดสารเคมีที่ใช้ในการผลิตไททาเนียมต้องใช้เวลาและสารเคมีมาก ส่งผลให้มีต้นทุนสูง

แม้ว่าเหล็กกล้าไร้สนิมจะได้คุณสมบัติเฉพาะตัวเมื่ออัลลอยด์เท่านั้น แต่ไทเทเนียมก็เป็นองค์ประกอบที่สามารถนำไปใช้ในรูปแบบ "บริสุทธิ์เชิงพาณิชย์" ได้บ่อยครั้ง อย่างไรก็ตาม ไทเทเนียมมักถูกผสมด้วย และแม้แต่ภายใต้ชื่อทางการค้าที่บริสุทธิ์ก็มีหลายเกรด ซึ่งหมายความว่า เช่นเดียวกับโลหะที่มีประโยชน์อื่นๆ ตรงที่สามารถปรับคุณสมบัติของไทเทเนียมให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะได้

เกรดของไทเทเนียม

โดยทั่วไปแล้ว ไทเทเนียมจะถูกจัดประเภทเป็นเกรดบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ (CP) หรือชื่อโลหะผสม และโดยทั่วไปคุณสมบัติทางกลจะเพิ่มขึ้นตามหมายเลขเกรด

ซีพี เกรด 1-2
สิ่งเหล่านี้ผลิตขึ้นโดยใช้ออกซิเจนและธาตุเหล็กในปริมาณต่ำที่สุด ทำให้มีความอ่อนตัวและเหนียว ซึ่งหมายความว่าเกรด 1 มักใช้ในท่อและท่อหรืองานเชื่อม เกรด 2 ซึ่งเราจัดหาเป็นแผ่นขนาด 0.04 นิ้ว มีความต้านทานแรงดึงและความแข็งแรงของผลผลิตสูงกว่า ในขณะที่ยังคงมีราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับเกรดที่ผ่านการแปรรูปสูง

ซีพี เกรด 3-4
เกรดเหล่านี้แข็งแกร่งกว่า 1 และ 2 อย่างมาก โดยที่ 4 เป็นเกรด CP ที่แข็งแกร่งที่สุด แต่ด้วยเหตุนี้ พวกเขาจึงยอมเสียสละความเหนียวบางส่วน ทั้งเกรด 3 และ 4 ยังคงสามารถเชื่อมได้และมีความทนทานสูง มักใช้ในอุปกรณ์ผ่าตัด เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีมูลค่าสูง- กระบวนการทางเคมี และการบินและอวกาศ

Ti 6Al-4V (เกรด 5)
เป็นโลหะผสมไทเทเนียมที่พบมากที่สุด ซึ่งคิดเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของความต้องการทั่วโลกของเกรดไทเทเนียมทั้งหมด นอกจากเหล็กที่พบในเกรด CP แล้ว เกรด 5 ยังประกอบด้วยอะลูมิเนียมประมาณ 6% และวานาเดียมประมาณ 4% ซึ่งเพิ่มความต้านทานต่ออุณหภูมิและเพิ่มความต้านทานแรงดึงสูงสุดเกือบสามเท่าเป็น 150 ksi เนื่องจากโดยพื้นฐานแล้วมันถือเป็นราชาแห่งเนินเขาโลหะในเกือบทุกเมตริก เราจึงนำเสนอ Ti 6Al-4V ไทเทเนียมเกรด 5 ที่มีความหนาต่างกันห้าแบบ ใช้ในการใช้งานบนเครื่องบิน ชิ้นส่วนเครื่องยนต์และรถแข่ง การใช้งานทางทะเล หรือที่อื่นๆ ที่ประสิทธิภาพสูงสุดและการลดน้ำหนักเป็นสิ่งสำคัญ

ความต้านทานการกัดกร่อน
เช่นเดียวกับวัสดุต้านทานการกัดกร่อนอื่นๆ-ซึ่งออกซิไดซ์เพื่อสร้างสิ่งกีดขวางเมื่อสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศ พื้นผิวของไทเทเนียมจะเริ่มออกซิไดซ์ทันที โดยก่อตัวเป็นไททาเนียมออกไซด์ก่อตัวเป็นชั้นฟิล์มบางๆ ซึ่งช่วยปกป้องส่วนที่เหลือของวัสดุจากการกัดกร่อนเพิ่มเติม ชั้นไทเทเนียมไดออกไซด์ต่างจากชั้นออกไซด์อื่นๆ ตรงที่ยังคงข้นขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป โดยสูงถึง 25 นาโนเมตรหลังจากผ่านไปหลายปี ทำให้มีความต้านทานการกัดกร่อนเกือบเท่ากับแพลตตินัม

อัตราส่วนความแข็งแรง-ต่อ-ความหนาแน่น
ไทเทเนียมมีน้ำหนักเบาในแง่ที่ดีที่สุด มีความแข็งแรง-ต่อ-อัตราส่วนน้ำหนักสูงสุดเมื่อเทียบกับองค์ประกอบโลหะใดๆ แม้จะอยู่ในสภาพที่ไม่มีการเจือปน (ซึ่งจำได้ว่าเป็น ⅓ จุดแข็งขั้นสูงสุดของเกรด 5) ก็ยังเป็นเช่นนั้นนิ่งแข็งแรงพอๆ กับเหล็กบางชนิด โดยมีน้ำหนักถึง 40%

ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ
ไทเทเนียมเป็นเพื่อนที่เย็นชา การทำให้มันทำปฏิกิริยากับทุกสิ่งแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่อุณหภูมิปกติ เมื่อรวมสิ่งนี้เข้ากับความหนาแน่นต่ำ คุณก็จะได้สูตรสำหรับโลหะที่ไม่ก่อให้เกิดภูมิแพ้ที่แพร่หลายที่สุดที่ใช้ในอุตสาหกรรมการแพทย์ในปัจจุบันสำหรับข้อต่อ การซ่อมแซมกระดูก และการสัมผัสร่างกายที่บอบบางอื่นๆ

ไทเทเนียมและเหล็กกล้าไร้สนิมเผชิญกับความท้าทายหลายประการสำหรับช่างเครื่อง: โลหะผสมทั่วไปของน้ำดีทั้งสองอย่างง่ายดาย แทนที่จะทำให้เศษหักออกอย่างหมดจดที่คมตัด ทั้งสองยังมีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนต่ำ ซึ่งหมายความว่าง่ายต่อการทำให้งานแข็งตัวเฉพาะจุดและส่งเสริมการสึกหรอของเครื่องมือก่อนเวลาอันควร ไทเทเนียมมีความท้าทายเพิ่มเติมในการมีความยืดหยุ่นมากกว่าวัสดุกลึงส่วนใหญ่เมื่อเทียบกับความแข็ง ดังนั้นจึงต้องระมัดระวังในการติดตั้งให้แน่นหนาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

อย่างไรก็ตาม เมื่อข้อกังวลเหล่านี้ได้รับการแก้ไข ไทเทเนียมและสเตนเลสจะให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมเมื่อตัดเฉือน สำหรับไทเทเนียม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องมือเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องที่ความเร็วต่ำและอัตราป้อนที่สูงขึ้นเพื่อลดการสะสมของอุณหภูมิ ร่วมกับน้ำหล่อเย็นแรงดันสูงเมื่อเป็นไปได้

สำหรับสเตนเลส ให้เลือกเกรด 303 ซึ่งมีกำมะถันเป็นหนึ่งในองค์ประกอบโลหะผสม ซึ่งช่วยปรับปรุงลักษณะการตัดเฉือนอิสระของโลหะผสม

เช่นเคย หากชิ้นส่วนโลหะแผ่นคือสิ่งที่แอปพลิเคชันของคุณเรียกร้อง ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราได้เพิ่มกำลังและความเร็วของเลเซอร์ของเรา (และวอเตอร์เจ็ท, CNC, เครื่องลบคม, เครื่องดัด... คุณก็เข้าใจแนวคิดนี้) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดสำหรับวัสดุแต่ละชนิดที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว

สแตนเลสประเภทใดที่พบมากที่สุด?

ประเภท 304 เป็นเกรดที่แพร่หลายมากที่สุดในโลกสเตนเลส ตามมาด้วยประเภท 316 ซึ่งปรับปรุงตามความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมอยู่แล้วของ 304 นอกจากนี้ ทั้งสองยังเชื่อมได้ง่าย มีความเหนียวพอที่จะโค้งงอได้ดี ทนทานอย่างยิ่ง และราคาไม่แพงนัก ที่ SendCutSend เรานำเสนอทั้ง 304 และ 316 รวมถึงวัสดุอื่นๆ อีกมากมายเพื่อให้เหมาะกับทุกการใช้งาน

อันไหนดีกว่ากัน?

ไม่ว่าคุณจะใช้ 304 หรือ 316 ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันจริงๆ หากจำเป็นต้องมีความทนทานต่อการกัดกร่อนและสุขอนามัยหรืออาหารที่ปลอดภัย- ให้เลือกเกรด 316

Ti มีอายุการใช้งานนานกว่า SS หรือไม่?

นี่เป็นคำถามเฉพาะแอปพลิเคชัน-จริงๆ จุดเริ่มต้นที่ดีคือตารางด้านบน และหากต้องการเจาะลึกยิ่งขึ้น โปรดดูบทความของเราที่ 304 หรือบทความที่ให้ความรู้เกี่ยวกับไทเทเนียม โดยทั่วไป ทั้งสองอย่างจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าชิ้นส่วนที่เหลือที่จำเป็นสำหรับการใช้งานนั้น ๆ

เราเข้าใจอย่างลึกซึ้งว่าการเลือกวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานเฉพาะเป็นสิ่งสำคัญต่อความสำเร็จของโครงการ หากคุณต้องการคำแนะนำในการเลือกวัสดุอย่างมืออาชีพและโซลูชันที่ปรับแต่งตามความต้องการเฉพาะของคุณ โปรดติดต่อทีมเทคนิคของเรา เราพร้อมให้การสนับสนุนแบบครบวงจร-ครบวงจรแก่คุณ

ติดต่อได้เลย

เราปฏิบัติตามมาตรฐานบรรจุภัณฑ์สากลอย่างเคร่งครัด และใช้โซลูชันบรรจุภัณฑ์ระดับมืออาชีพที่กันน้ำ-กันความชื้น และทนต่อแรงกระแทก- เพื่อให้มั่นใจว่าผลิตภัณฑ์ยังคงสภาพสมบูรณ์ในระหว่าง-การขนส่งทางไกล ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดจะต้องผ่านกระบวนการตรวจสอบคุณภาพอย่างเข้มงวดก่อนจัดส่งเพื่อให้แน่ใจว่าข้อกำหนดและประสิทธิภาพตรงตามข้อกำหนดอย่างเต็มที่ รอบการจัดส่งมาตรฐานสำหรับคำสั่งซื้อคือ 7 ถึง 15 วันทำการ (ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของคำสั่งซื้อและเงื่อนไขด้านลอจิสติกส์) เรามุ่งมั่นที่จะสร้างความมั่นใจว่าผลิตภัณฑ์แต่ละชุดจะไปถึงจุดหมายปลายทางที่คุณระบุตรงเวลาและปลอดภัยผ่านการจัดการกระบวนการที่ได้รับการปรับปรุงและการติดตามลอจิสติกส์ดิจิทัล

ติดต่อได้เลย