مقایسه مواد برای اتصال دهنده های آلیاژ تیتانیوم TC4، فولاد ضد زنگ 304، فولاد ضد زنگ 316 و فولاد کربنی درجه 8.8

مقایسه:آلیاژ تیتانیوم TC4 (GR5) چگالی: ۴.۵۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب، تقریباً ۵۷٪ فولاد، که مزایای کاهش وزن قابل توجهی را ارائه می‌دهد. استحکام کششی: ≥۸۶۰ مگاپاسکال، بالاترین استحکام ویژه. سختی: HRC 30-34، ماتریس نسبتاً نرم؛ رزوه‌ها در شیارها مستعد جدا شدن هستند. مقاومت در برابر خوردگی: پنج ستاره. مقاومت در برابر خوردگی بسیار بالا در محیط‌های جوی، آب باران، اسپری نمک و یون کلرید؛ در برابر اسید هیدروفلوئوریک یا اسید هیدروکلریک غلیظ مقاوم نیست. غیر مغناطیسی: کاملاً غیر مغناطیسی. عملکرد در دمای بالا و پایین: پنج ستاره. عملکرد پایدار بین -۲۰۰ درجه سانتیگراد و ۴۰۰ درجه سانتیگراد؛ عدم شکستگی ترد در دماهای پایین. مقاومت در برابر خستگی: پنج ستاره. مقاوم در برابر ارتعاشات متناوب؛ بعید است که در اثر ارتعاشات مکرر خودرو بشکند. خطر جوشکاری سرد رزوه: زیاد! تماس تیتانیوم با تیتانیوم بسیار مستعد گیر کردن است؛ ترکیب ضد گیر کردن باید در حین مونتاژ اعمال شود. پرداخت سطح: قابل سندبلاست، صیقل کاری یا آنودایز رنگی (آبی/طلایی/بنفش) است. قیمت: بالاترین قیمت (مواد اولیه گران و هزینه‌های پردازش). کاربردهای معمول: اصلاحات موتورسیکلت/دوچرخه، هوافضا، ابزار دقیق و پروژه‌های کاهش وزن برای فعالیت‌های ساحلی در فضای باز. خلاصه‌ای از نقاط ضعف: هزینه بالا؛ گشتاور باید به شدت کنترل شود؛ مونتاژهای تیتانیوم به تیتانیوم مستعد گیر کردن هستند.

مورد مقایسه: فولاد ضد زنگ 304 چگالی: 7.93 گرم بر سانتی متر مکعب استحکام کششی: ≥520 مگاپاسکال سختی: تقریباً HRC 20 مقاومت در برابر خوردگی: 3 ستاره. مناسب برای استفاده عمومی در محیط داخلی و آب شیرین؛ مستعد ایجاد حفره و زنگ زدگی در محیط‌های مه نمکی ساحلی. غیر مغناطیسی: مغناطیسی ضعیف (ممکن است پس از ماشینکاری خاصیت مغناطیسی کمی از خود نشان دهد). عملکرد در دمای بالا و پایین: 3 ستاره. قابل قبول در دماهای پایین؛ استحکام در دماهای بالا به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. مقاومت در برابر خستگی: 3 ستاره. خطر جوشکاری سرد رزوه: کم. پرداخت سطح: صیقلی، برس خورده؛ گزینه‌های رنگ محدود. قیمت: متوسط. کاربردهای معمول: تجهیزات عمومی، مونتاژ داخلی، استفاده عمومی در فضای باز. خلاصه نقاط ضعف: مستعد ایجاد خوردگی حفره‌ای در مه نمکی ساحلی؛ استحکام متوسط.

مقایسه: فولاد ضد زنگ ۳۱۶ چگالی: ۷.۹۸ گرم بر سانتی‌متر مکعب استحکام کششی: ≥۴۸۰ مگاپاسکال سختی: تقریباً HRC ۲۰ مقاومت در برابر خوردگی: ۴ ستاره. مقاومت بهتر در برابر یون‌های کلرید نسبت به ۳۰۴، اما همچنان خطر خوردگی با استفاده طولانی مدت در آب دریا وجود دارد. غیر مغناطیسی: مغناطیسی ضعیف. عملکرد در دمای بالا و پایین: ۳ ستاره. مقاومت در برابر خستگی: ۳ ستاره. خطر جوشکاری سرد رزوه: کم. پرداخت سطح: صیقلی، برس خورده؛ گزینه‌های رنگی محدود. قیمت: کمی بالاتر از حد متوسط. کاربردهای معمول: تجهیزات آب دریا، محیط‌های شیمیایی با خورندگی ملایم. خلاصه نقاط ضعف: قیمت بالاتر از ۳۰۴؛ هیچ مزیتی در کاهش وزن وجود ندارد.

جنس مقایسه: فولاد کربنی درجه ۸.۸ چگالی: ۷.۸۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب استحکام کششی: ≥۸۰۰ مگاپاسکال سختی: HRC 22–32؛ سختی بالا پس از کوئنچ مقاومت در برابر خوردگی: ۱ ستاره. مستعد زنگ‌زدگی؛ برای جلوگیری از زنگ‌زدگی باید گالوانیزه یا سیاه‌کاری شود غیر مغناطیسی: مغناطیسی عملکرد در دمای بالا و پایین: ۱ ستاره. مستعد شکستگی ترد در دماهای پایین؛ استحکام در دماهای بالا به سرعت کاهش می‌یابد. مقاومت در برابر خستگی: ۲ ستاره. مستعد شکستگی خستگی در شرایط ارتعاش. خطر جوشکاری سرد رزوه: عملاً وجود ندارد. پرداخت‌های سطحی: سیاه‌کاری، گالوانیزه؛ ظاهر معمولی. قیمت: ارزان‌ترین. کاربردهای معمول: ماشین‌آلات عمومی، کاربردهای غیر حساس به وزن بدون نیاز به حفاظت در برابر خوردگی. خلاصه‌ای از نقاط ضعف: وزن سنگین، مقاومت ضعیف در برابر زنگ‌زدگی، در محیط‌های مرطوب به سرعت زنگ می‌زند.

1. برای کاهش وزن و جلوگیری از زنگ‌زدگی: پیچ‌های آلیاژ تیتانیوم TC4 را در اولویت قرار دهید - انتخاب برتر برای اصلاحات موتورسیکلت و دوچرخه، با عملکرد فوق‌العاده برای استفاده طولانی مدت در فضای باز در نزدیکی اقیانوس. حتماً گشتاور را در طول مونتاژ کنترل کنید و هنگام اتصال تیتانیوم به تیتانیوم از ترکیب ضد گیرپاژ استفاده کنید.
2. برای استفاده عمومی در فضای داخلی با بودجه محدود، که فقط به پیشگیری اولیه از زنگ‌زدگی نیاز است: فولاد ضد زنگ 304 را انتخاب کنید.
3. برای قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آب دریا یا مواد شیمیایی ملایم: فولاد ضد زنگ 316 را در اولویت قرار دهید.
4. برای نصب تجهیزات عمومی بدون نیاز به کاهش وزن یا مقاومت در برابر خوردگی، و در مواردی که هزینه پایین در اولویت است: پیچ‌های فولادی کربنی درجه 8.8.

در میان مواد با مشخصات یکسان، آلیاژ تیتانیوم TC4 سبک‌ترین است و از نظر استحکام ویژه، مقاومت در برابر خوردگی اسپری نمک و مقاومت در برابر خستگی، بسیار برتر از سایر آلیاژها می‌باشد. با این حال، نسبتاً گران است و الزامات مونتاژ خاصی دارد. فولاد کربنی بهترین ارزش را در برابر قیمت ارائه می‌دهد اما مقاومت در برابر زنگ‌زدگی ضعیفی دارد. فولاد ضد زنگ 316 مقاومت بهتری در برابر یون‌های کلرید نسبت به 304 دارد، اما کاهش وزن محدودی را ارائه می‌دهد.

پیچ‌های آلیاژ تیتانیوم TC4 سبک وزن با استحکام ویژه بالا هستند؛ آنها در برابر اسپری نمک و خوردگی مقاومت می‌کنند، غیر مغناطیسی و مقاوم در برابر خستگی هستند و می‌توانند برای دستیابی به انواع پرداخت‌ها، آنودایز شوند. آنها برای اصلاحات موتورسیکلت و دوچرخه و همچنین تجهیزات دقیق هوافضا مناسب هستند. معایب آنها شامل قیمت نسبتاً بالا، سختی ماتریس محدود، تمایل به جوشکاری سرد در طول مونتاژهای رزوه‌دار تیتانیوم به تیتانیوم، نیاز به گشتاور کنترل شده و ترکیب ضد گیرپاژ در طول مونتاژ و نامناسب بودن برای محیط‌های بسیار خورنده مانند محیط‌های حاوی اسید هیدروفلوئوریک یا اسید هیدروکلریک غلیظ است.