Volfram protiv titana

Uvod:

Volfram i titan su dva popularna metala koji se koriste u raznim industrijama zbog svojih jedinstvenih svojstava. Iako oba metala imaju sličnu upotrebu, imaju jasne razlike u pogledu težine, cijene, čvrstoće, tvrdoće i kompatibilnosti s osjetljivom kožom. U ovom članku pružit ćemo sveobuhvatnu usporedbu između volframa i titana, pomažući čitateljima da odluče koji metal najbolje odgovara njihovim potrebama.

Težina volframa i titana

Tungstenima gustinu od 19,3 g/cm³, što ga čini znatno težim od titanijuma, čija gustina iznosi 4,54 g/cm³. To znači da kada se koristi ista zapremina metala, volfram će težiti više od titanijuma. Na primjer, 1-inčna kocka volframa bi težila otprilike 19 puta više od 1-inčne kocke titanijuma.

Cijena volframa u odnosu na titan:

Cijena volframa i titanijuma varira u zavisnosti od tržišnih uslova. Međutim, generalno govoreći, titanijum je manje skup od volframa. Trenutna cijena čistog volframa je oko 37 dolara po funti, dok se čisti titanijum može kupiti za oko 28 dolara po funti. Bitno je napomenuti da cijene mogu varirati u zavisnosti od nivoa čistoće i drugih faktora kao što su cijene dobavljača i lokacija.

Snaga volframa i titana

Kada se uporedi snaga ova dva metala, volfram preuzima vodeću ulogu. Njegov Youngov modul je približno 562 GPa, dok je Youngov modul titanijuma približno 165 GPa. Jednostavno rečeno, volfram pokazuje veću zateznu čvrstoću od titana pod naprezanjem ili istezanjem prije loma. Bez obzira na to, titan ima odličnu otpornost na zamor, što znači da njegova struktura ostaje pouzdana čak i tokom kontinuiranog opterećenja. Osim toga, titanijum odlično održava svoje kvalitete u širokom rasponu temperatura, za razliku od volframa koji pokazuje određeni gubitak u čvrstoći nakon zagrijavanja preko 200 stepeni (392℉).

Tvrdoća volframa i titana:

Volfram se može pohvaliti jednom od najviših tačaka topljenja među svim metalima, dostižući maksimum na 3422 stepena (6192℉), dok titanijum poseduje relativno nisku tačku topljenja - 1668 stepen (3304℉). Kao rezultat toga, kaljenje volframa zahtijeva opsežne procese kao što su legiranje ili očvršćavanje radije nego termička obrada kao što se vidi u određenim legurama željeza i nikla.

S druge strane, zbog svoje prirodne otpornosti na koroziju i niže reaktivnosti u usporedbi sa čelikom, posebno nehrđajućim tipovima, mnogi vjeruju da čisti titan nikada ne bi trebao zahtijevati toplinsku obradu kao što to čine ugljični čelici. Međutim, i volfram karbidni cementirani karbidi i dijelovi od livenog titana često koriste dodatne metode očvršćavanja kao što je nitriranje. Nitridni premazi produžavaju vijek trajanja bez previše utjecaja na svojstvene karakteristike bilo kojeg materijala.

Kompatibilnost za osjetljivu kožu:

Za razliku od volframa,titanijumpokazalo se da je hipoalergen i netoksičan; tako, ljudi sa preosjetljivošću uživaju u povećanom komforu u blizini proizvoda od titanijuma. Neki pojedinci imaju štetne reakcije na nakit napravljen od određenih osnovnih metala kao što je nikl koji se nalazi u komadima bijelog zlata, ali većina pronalazi ekvivalentne biokompatibilne alternative proizvedene djelomično korištenjem recikliranog sadržaja ili laboratorijskih postupaka dostupnih danas, uključujući srebrni kadmijum oksid i rodijum prevučen na podlogu od crvenog bakra ili drugi koji sadrže količine u rasponu do nekoliko hiljada dijelova na milion Pdmax.

 Although the human body generally tolerates tungsten well enough so long as no exposure occurs through ingestion or skin irritation resulting from sharp edges/points over extended periods, those concerned about potentially sensitive skin would still benefit more from choosing items featuring primarily (>99 posto).

Prijave:

Zbog visokog omjera čvrstoće i gustine i velike otpornosti na koroziju,titanijumnalazi široku primenu u avionskim motorima, industrijskim postrojenjima za preradu, brodskom hardveru, hirurškim implantatima, sportskoj opremi (palice za golf i teniski reketi), kućištima za satove, dizajnerskim predmetima za nakit, okvirima za naočare i automobilskim komponentama - posebno izduvnim sistemima.

S druge strane, zbog svoje ekstremne tvrdoće prema abrazivima, volfram djeluje uglavnom tamo gdje je ogromna izdržljivost neophodna: jezgra vojne municije, rendgenske mete u medicinskim uređajima za snimanje, filamenti lampe, alati za rezanje i dijelovi otporni na habanje. Superlegure također imaju koristi od dodatka volframa jer im uvelike povećava čvrstoću na vruću. Ove primjene superlegura uključuju lopatice gasnih turbina za proizvodnju energije, komponente mlaznog motora za komercijalne avio-kompanije ili svemirske šatlove, cijevi izmjenjivača reaktora i grijača u hemijskim postrojenjima u visoko korozivnim sredinama izloženim direktno istopljenoj pari sumporne kiseline/kapljica tekućine – sva područja koja zahtijevaju poboljšanu temperaturnu stabilnost u kombinaciji sa fenomenalnim dimenzionalnim integritetom.

zaključak:

Nakon pažljivog analiziranja gore navedenih poređenja, stručnjaci mogu utvrditi da livolfram ili titanijumradi bolje u različitim kontekstima. Ipak, na kraju, odlučivanje između njih se uglavnom svodi na namjeravanu svrhu, a ne na pitanje šta izgleda objektivno superiornije u cjelini. Uzmite u obzir faktore kao što su budžetska ograničenja, potrebna snaga u odnosu na željene mjere za smanjenje težine koje se uzimaju u obzir zajedno sa situacijama u okolišu i preferencijama fizičkog izgleda ako je primjenjivo. Uzeti zajedno, oni bi trebali jasno usmjeriti naš izbor prema jednom materijalu umjesto drugom kad god se konkretno bavimo ova dva metala i različitim zahtjevima koje predstavljaju različiti sektori naše ekonomije.

Reference:

"Material Database". MatDB. Preuzeto sa https://www.matrix.auc.dk/materialdb/.

"Metalurška terminologija". ASM International. Preuzeto sa http://www.asmininternational.org/bookstore/prod_ detail.asp?productID=BK0114P.

HK DHALIWAL I RM GARrett (2008) JOM Vol 60(12): str. 24–28. DOI: 10.1007/s11837—008—0146–z

Pitaj bilo šta