钛合金和铝合金的区别在哪里(铝合金、锌合金、镁合金、钛合金对比)

铝合金锌合金镁合金钛合金对比

随着人们生活品质的提高,对产品审美和品质的要求也在不断提升。越来越多的消费类产品采用合金材料来制作。金属材料给人高端、坚固、耐用的品质感,而传统的塑料外壳产品在消费者心中逐渐被贴上“廉价”和“低品质”的标签。

对于消费类产品而言,常用的合金材料由铝合金锌合金镁合金钛合金由于其生物相融性好,常用在医疗领域。方工就来扒一扒这几种合金材料的特性,做个对比。

因此,归纳性的总结放在前面,见以下性能对比表。

钛合金和铝合金的区别在哪里(铝合金、锌合金、镁合金、钛合金对比)

这四种合金,钛合金最硬,强度也最好。硬度方面,钛合金要远硬与其他三种合金。就抗拉强度而言,钛合金强与锌合金,其次是镁合金,强度最低的是铝合金。

但产品结构设计而言,还需要考虑重量,如果将比重考虑进度,锌合金由于密度最大,比强度反而最小了。钛合金和镁合金比强度高,但钛合金价格昂贵,加工性不好,因此在要综合考虑重量和强度的结构件种,多采用镁合金。

铝合金

材料成分直接找度娘,这里不费篇幅罗列。铝合金的密度为2.63~2.85g/cm,有较高的强度(σb为110~270MPa),比强度接近高合金钢,比刚度超过钢,有良好的铸造性能和塑性加工性能,良好的导电、导热性能,良好的耐蚀性和可焊性。

压铸铝合金的流动性比较好,熔点为熔点660℃。

铝合金在产品结构设计中的工艺应用形式也最丰富,常用加工工艺有:压铸、挤出成型、机加工、冲压、锻造。建筑门窗大量应用铝合金型材,机械设备也常用铝型材搭建框架。电子产品和生活快消品的外壳也不乏铝合金,这类产品外观要求较高,比较常见的工艺是挤出,机加工,冲压等。

快消品的外壳比较少用压铸铝,因为压铸铝合金含有较高成分的Si,所以在做Anodizing(阳极氧化)时,直接与药液产生反应,氧化后表面效果比较差。铝铸件常用于内部结构件和对外观要求不高的零件,摩托车的发动机外壳需要复杂的结构,要求重量轻同时也需要足够的强度,大都旋转铝合金压铸作为胚料。

钛合金和铝合金的区别在哪里(铝合金、锌合金、镁合金、钛合金对比)

铝的牌号:

1×××系列为:纯铝(铝含量不小于99.00%),该系列牌号的最后两位数表示为:最低铝含量的百分点。牌号的第二位的字母表示原始纯铝的改型情况。

2×××~8×××系列牌号的最后两位数没有特殊意义,仅用来区分:同一组中不同的铝合金。牌号的第二位字母表示原始纯铝的改型情况。

2×××系列为:以铜为主要合金元素的铝合金。2011快削合金,切削性好强度也高。2018 2218 锻造用合金,锻造性良好且高温强度较高。

3×××系列为:以锰为主要合金元素的铝合金。3105 3105建材、彩色铝板、瓶盖。

4×××系列为:以硅为主要合金元素的铝合金。4032耐热性、耐摩秏性良好,热膨胀系数小。活塞、汽缸头。

5×××系列为:以镁为主要合金元素的铝合金。5052为中程度强度之最具代表性合金,一般钣金、船舶、车辆、建筑、瓶盖、蜂巢板。

6×××系列为:以镁为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金。6063代表性的挤出用合金,强度比6061低,挤出性良好,可作复杂的断面形状之形材,耐蚀性及表面处理性均佳建筑、公路护栏、高栏、车辆、家具、家电制品、装饰品。

7×××系列为:以锌为主要合金元素的铝合金。7075铝合金中具有最高强度的合金之一,但耐蚀性不佳,与7072之覆盖皮材可改善其耐蚀性,但成本提高。航空器、滑雪杖。

8×××系列为:以其他元素为主要合金元素的铝合金

9×××系列为:备用合金组

抗拉强度大于480MPa的铝合金称为高强度铝合金,主要是以Al-Cu-Mg和Al-Zn-Mg-Cu为基的合金,即2XXX(硬铝合金类)和7XXX(超硬铝合金类)系合金。前者的静强度略低于后者,但使用温度却比后者高。由于合金的化学成分、熔炼和凝固方式、加工工艺及热处理制度不同,合金的性能差异很大。

铝的牌号:

1×××系列为:纯铝(铝含量不小于99.00%),该系列牌号的最后两位数表示为:最低铝含量的百分点。牌号的第二位的字母表示原始纯铝的改型情况。

2×××~8×××系列牌号的最后两位数没有特殊意义,仅用来区分:同一组中不同的铝合金。牌号的第二位字母表示原始纯铝的改型情况。

2×××系列为:以铜为主要合金元素的铝合金。2011快削合金,切削性好强度也高。2018 2218 锻造用合金,锻造性良好且高温强度较高。

3×××系列为:以锰为主要合金元素的铝合金。3105 3105建材、彩色铝板、瓶盖。

4×××系列为:以硅为主要合金元素的铝合金。4032耐热性、耐摩秏性良好,热膨胀系数小。活塞、汽缸头。

5×××系列为:以镁为主要合金元素的铝合金。5052为中程度强度之最具代表性合金,一般钣金、船舶、车辆、建筑、瓶盖、蜂巢板。

6×××系列为:以镁为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金。6063代表性的挤出用合金,强度比6061低,挤出性良好,可作复杂的断面形状之形材,耐蚀性及表面处理性均佳建筑、公路护栏、高栏、车辆、家具、家电制品、装饰品。

7×××系列为:以锌为主要合金元素的铝合金。7075铝合金中具有最高强度的合金之一,但耐蚀性不佳,与7072之覆盖皮材可改善其耐蚀性,但成本提高。航空器、滑雪杖。

8×××系列为:以其他元素为主要合金元素的铝合金

9×××系列为:备用合金组

抗拉强度大于480MPa的铝合金称为高强度铝合金,主要是以Al-Cu-Mg和Al-Zn-Mg-Cu为基的合金,即2XXX(硬铝合金类)和7XXX(超硬铝合金类)系合金。前者的静强度略低于后者,但使用温度却比后者高。由于合金的化学成分、熔炼和凝固方式、加工工艺及热处理制度不同,合金的性能差异很大。

钛合金和铝合金的区别在哪里(铝合金、锌合金、镁合金、钛合金对比)

钛合金

钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属,强度高、耐蚀性好、耐热性高。钛合金广泛应用于制作飞机发动机压气机部件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等。钛合金也应用在火箭、导弹和高速飞机的结构件。

钛是同素异构体,熔点为1668℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方晶格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素而得到不同组织的钛合金。室温下,钛合金有三种基体组织,钛合金也就分为以下三类:α合金,(α+β)合金和β合金。我国分别以TA、TC、TB表示。

钛合金的密度一般在4.51g/cm3左右,仅为钢的60%,一些高强度钛合金超过了许多合金结构刚的强度,因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。

钛合金和铝合金的区别在哪里(铝合金、锌合金、镁合金、钛合金对比)

钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性,是非常理想的医用金属材料,可用作植入人体的植入物等。在美国,已有5种β钛合金被推荐至医学领域,即TMZFTM(TI-12Mo-^Zr-2Fe)、Ti-13Nb-13Zr、Timetal 21SRx(TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si)、Tiadyne 1610(Ti-16Nb-9.5Hf)和Ti-15Mo,适于作为植入物植入人体,如人造骨骼,血管支架等。

TiNi合金的生物相容性很好,利用其形状记忆效应和超弹性的医学实例相当多。如血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙齿矫形丝、血管支架、接骨板、髓内针、人工关节、避孕器、心脏修补元件、人造肾脏用微型泵等。

钛合金制品可以通过压铸和机械加工方法得到。钛合金熔化温度很高,对于模具钢材要求也较高。钛合金机械加工的方法很多,主要包括:车削、铣削、镗孔、钻削、磨削、攻丝、锯削、电火花加工等。

钛合金机械加工性能同样不佳。钛合金切削加工时切削力只是略高于同等硬度的钢,但大多数钛合金热导率很低,只有钢的1/7,铝的1/16,因此切削产生的热量不会迅速散走,聚集在切削区域,导致刀具刃口迅速磨损,崩塌和生成积屑瘤。

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