结论:钛合金的硬度比不锈钢高,强度比不锈钢高。
钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右,仅为钢的60%,纯钛的强度才接近普通钢的强度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。
不锈钢的密度根据材料不同,密度也会相应不同,但是应该都在7.70-8.00/cm3之间浮动。
从化学成分一般来讲:铬不锈钢7.75/cm3,铬镍不锈钢:7.93/cm3,常见的不锈钢例如304,316属于铬镍不锈钢。密度越低,硬度越高,强度越高。
百度百科—不锈钢
常温下大概在33HV-35HV左右,而通过加热后硬度大概在250HV-350HV左右。因其稳定性非常好,常被广泛用于家中的一些门窗上或者是飞机上的零部件。钛合金硬度是多少钛合金主要是以钛为基础加入其它金属元素组成的合金金属。钛合金的特点主要有强度高、密度小、耐蚀性好、耐热性强等,被广泛用于各个领域的制作上。钛合金与大气中O、N、H、CO、CO2等都能产生强烈的化学反应。
钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右,仅为钢的60%,纯钛的强度才接近普通钢的强度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,见表,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
原理:
钛合金是以钛为基础加入其他 元素组成的合金。钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构α钛,882℃以上为体心立方的β钛。
合金元素根据它们对 相变温度的影响可分为三类:
①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。
②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素,又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等;后者有铬、锰、铜、铁、硅等。
③对相变温度影响不大的元素为中性元素,有锆、锡等。
氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物,使 合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的 溶解是可逆的,可以用真空退火除去。
性能:
钛是一种新型金属,钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关,最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%,但其强度低、塑性高。99.5% 工业纯钛的性能为:密度ρ=4.5g/立方厘米,熔点为1725℃,导热系数λ=15.24W/(m.K),抗拉强度σb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。
强度高
钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右, 钛合金仅为钢的60%,纯钛的密度才接近普通钢的密度,一些高强度钛合金超过了许多 合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,见表7-1,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
热强度高
使用温度比 铝合金高几百度,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450~500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃~500℃范围内仍有很高的比强度,而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃,铝合金则在200℃以下。
抗蚀性好
钛合金在潮湿的 大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强;对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
低温性能好
钛合金在低温和超低温下,仍能保持其 力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此,钛合金也是一种重要的低温 结构材料。
化学活性大
钛的化学活性大,与大气中O、N、H 、钛合金、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2%时,会在钛合金中形成硬质TiC;温度较高时,与N作用也会形成TiN硬质表层;在600℃以上时,钛吸收氧形成硬度很高的硬化层;氢含量上升,也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1~0.15 mm,硬化程度为20%~30%。钛的化学亲和性也大,易与摩擦表面产生粘附现象。
导热弹性小
钛的导热系数λ=15.24W/(m.K)约为镍的1/4,铁的1/5,铝的1/14,而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%。钛合金的弹性模量约为钢的1/2,故其刚性差、易变形,不宜制作细长杆和薄壁件,切削时加工表面的回弹量很大,约为不锈钢的2~3倍,造成 刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。
最近几年有很多新出现的材料类型,原先的钢材都比不过,尤其是钛合金和不锈钢,可具体来说,材料与材料之间最大的差别还是硬度,高硬度在一些人看来就是好品质,但钛合金和钢的硬度差别确实不明显,钛合金硬度比钢还硬吗?怎么选钢材?
最近几年有很多新出现的材料类型,原先的钢材都比不过,尤其是 钛合金 和不锈钢,可具体来说,材料与材料之间的差别还是硬度,高硬度在一些人看来就是好品质,但钛合金和钢的硬度差别确实不明显,作为竞争的两种材料,人们心中不免有一些疑惑好奇。那么钛合金硬度比钢还硬吗?怎么选钢材?
钛合金硬度比钢还硬吗?
1、钛合金的硬度并不高,纯钛硬度是HV280-300,合金硬度是HV280-340,钢铁材料的强度和硬度有一定关系,但是钛合金硬度与强度没什么关系。钛合金可不算坚硬,它只是强度高。
2、钛合金硬度上比一般的淬火钢要低得多,渗氮处理后会有大幅提升,但是还是比不上碳化硅、碳化硼等高硬度材料。
3、钛合金 抗拉强度 轻松大于800MPa,有的航空用钛合金一般1000MPa。由于比重小,所以同样的结构强度,重量轻很多,做飞机,潜艇很合适。表面硬度还是HV280-340。
怎么选钢材?
1、由于钢材的价格每天都会不一样,所以 业主 在购买的时分挑选现款现货,能够削减一些商家趁机加价的风险。购买的时分还要留意产品的厂家,由于不同厂家出产的产品质量和价钱都会不一样,所以购买前必定要问清楚是厂家出产的,防止买到伪劣产品。
2、购买前必定要断定需求用到的钢材数量,由于施工的当地大多都是露天的,简单被雨水打湿,假如您多买的钢材不小心弄湿了,厂家是不会给退货的。还有一些钢材都是依据业主的需求打造的,这种状况商家也是不会给你退的,所以,为了防止多花钱,业主购买前必定要核算清楚施工量,稳妥一些能够把图纸给商家,请商家协助核算。
3、购买的时分要找商家拿检验报告和合格证,假如有条件的话,建议业主能够再进行一次检测,假如跟商家供给的检测报告不一样的话,要立刻找商家洽谈处理。
4、购买的时分要留意调查钢材的外表,质量好的钢材外表应该是十分亮光的,假如钢材上有显着的折叠痕迹,那必定不能购买,使用这样的钢材简单开裂,存在许多安全隐患。
了解了钛合金硬度比钢还硬吗?怎么选钢材的问题情况,材料与材料之间的硬度差价大家应该很清楚了,钢的硬度还是非常高,钛合金虽然质量不错,可比硬度还真比不过钢,所以选择材料的时候,如果主要用到的是高硬度材料,选择钢是没问题的,文中也专门对挑选钢材做出方法介绍,没事可以多看看。
钛合金硬度其实相对不是很高,一般加工完毕后硬度基本在250~350HV左右,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钢的强度。
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。飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
使用温度比铝合金高几百度,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450~500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃~500℃范围内仍有很高的比强度,而铝合金在150℃时比强度明显下降。
钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;
对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强;对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
钛合金在低温和超低温下,仍能保持其力学性能,低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此,钛合金也是一种重要的低温结构材料。
钛合金和碳钢相比,钛合金硬度高。钛合金是以钛为基加入其他合金元素组成的合金。钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、耐热性高、工艺性能好等优点。
钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右,仅为钢的60%,纯钛的强度才接近普通钢的强度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件.
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金,由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好,而成为钛合金工业中的王牌合金,该合金使用量已占全部钛合金的75%~85%。其他许多钛合金都可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。
钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构α钛,882℃以上为体心立方的β钛。
氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物,使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。
钛是一种新型金属,钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关,最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%,但其强度低、塑性高。99.5%工业纯钛的性能为:密度ρ=4.5g/立方厘米,熔点为1725℃,导热系数λ=15.24W/(m.K),抗拉强度σb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。
参考资料
百度百科:https://baike.baidu.com/item/%E9%92%9B%E5%90%88%E9%87%91/1170982?fr=aladdin
钛合金的硬度并不高,纯钛硬度是HV280-300,合金硬度是HV280-340,钢铁材料的强度和硬度有一定关系,但是钛合金硬度与强度没什么关系。
达尔文吠蛛的蛛网通常被认为是世界上最坚硬的生物物质(尽管这一说法现在正受到另一种生物材料的质疑),它比钢铁更结实,比凯夫拉纤维更坚韧。同样值得注意的是它的重量。一根足以环绕地球直径的线只重半公斤。
达尔文树皮蛛所分泌的蜘蛛丝之硬度是所有生物材料中已知最大者,平均为350 MJ/m,有些丝甚至达520 MJ/m,是其它种类蜘蛛的丝之两倍;与同样粗细的人造纤维克维拉相较,其硬度为克维拉纤维的十倍。
蛛网结构
2008年,大量蜻蜓被粘在达尔文吠蛛的蛛网上。据阿格纳尔森介绍,达尔文吠蛛的蛛网基本上由两种蛛丝织成:“牵引”蛛丝被用于织出支撑股,支撑股将圆网一个个终点固定在外悬于河湖之上的树杈,形成蛛网的辐射状细丝;更具弹性和粘性的蛛丝则被用于织出捕获猎物的螺旋形结构。
当昆虫撞上蛛网,它会粘在上面,它的挣扎引起蛛丝震动,提醒达尔文吠蛛有猎物上钩。达尔文吠蛛马上爬向被捕获的猎物,用蛛丝将其围成蚕茧状,最终慢慢享用。与多数蜘蛛不同的是,达尔文吠蛛有时会将多个昆虫尸体包裹成一个蚕茧,等到以后将其吃掉。
以上内容参考:百度百科-达尔文吠蛛