Stál er mikið notað um allan heim vegna framúrskarandi kostnaðar, sem veitir efninu jafnvægi í eiginleikum. En fyrir margar vörur er stál með eðlisþyngd upp á 7,8 grömm/rúmsentimetra þegar þungt. Á þessum tímapunkti þurfa hönnuðir að leita að öðrum efnum til að ná fram léttari efnum. Þó að plast geti dregið úr þyngd, eru léttmálmar einstakir hvað varðar vinsældir sínar og styrk.
Léttmálmar og málmblöndur eins og ál, títan og magnesíum koma oft í stað stáls í vöruhönnun. Til að hjálpa til við að meta þau höfum við...'Við höfum sett saman stutta grein þar sem fjallað er um kosti, galla ogdæmigerð notkunatburðarásir hvers efnis. Að skilja þau með samanburði getur hjálpað til við ákvarðanir um vöruhönnun.
Títan #1 – 42% léttara en stál
Títan er afar sterkt og endingargott málmblönduefni og hefur því hæsta styrk allra gerða málmefna, sem gerir það að efsta sæti. Auk framúrskarandi styrks hefur títan einnig framúrskarandi tæringarþol og stöðugleika í umhverfi með miklum hita. Vegna góðrar líffræðilegrar eindrægni er títan mikið notað í ýmsar gerðir lækningatækja sem þurfa langtímaígræðslu í mannslíkamann. Engu að síður hefur títan einnig ákveðna ókosti.
Títan hefur eðlisþyngd upp á 4,51 grömm á rúmsentimetra, sem er í fyrsta sæti meðal þriggja léttra málmaefna sem við kynntum til sögunnar. Á sama tíma er vinnslukostnaður títans einnig sá hæsti af þessum þremur. Þess vegna er títan oft notað fyrir notkun sem krefst meiri styrks og endingartíma.
Algengar notkunarmöguleikar títans eru meðal annars:
- Efnabúnaður sem krefst langtímanotkunar þarf til dæmis að hafa framúrskarandi sýru- og basaþol.
- Ýmsar gerðir lækningatækja sem eru grædd í mannslíkamann og þurfa langtímanotkun, svo sem gervilimir o.s.frv.
- Fluggeirinn þarfnast íhluta sem eru léttir og sterkir.
- Skip og herbúnaður þurfa íhluti sem eru ónæmir fyrir tæringu.
Þéttleiki áls er um þriðjungur af þéttleika stáls (2,70 g/cm3) og það er nú mest notaða efnið úr járnlausum málmum. Ál hefur framúrskarandi tæringarþol og sumar álblöndur eru jafnvel jafn sterkar og kolefnisstál. Þótt ál sé dýrara en stál er það samt ódýrara en magnesíum og títan.
Ál hefur framúrskarandi mótunar- og vinnsluhæfni og suðueiginleikar þess eru einnig framúrskarandi. Á sama tíma hefur ál einnig mikla teygjanleika, varmaleiðni og rafleiðni. Hins vegar hefur ál tiltölulega lágt slitþol og styrkleikahlutfall þess á móti þyngd er ekki eins gott og títan. Að auki virkar ál ekki eins vel í umhverfi með háum hita og í umhverfi með lágum hita. Bræðslumark áls og magnesíums eru 660°C og 650°C, talið í sömu röð.
Miðað við fjölbreytt notkunarsvið áls eru helstu notkunarsvið þess meðal annars:
- Rafeindabúnaður og vírar.
- Ofn með skilvirkri hitunar- og kælingargetu.
- Flugvélaskrokkar og margir aðrir íhlutir í geimferðum.
- Endingargóðar og hagkvæmar neysluvörur eins og húsgögn og eldhúsáhöld.
- Byggingarhlutar eins og handrið og klæðningar.
- Steyptar og pressaðar álhlutar úr bílum.
#3 Magnesíum – 77% léttara en stál
Magnesíum er dýrara en ál. En magnesíum er mun ódýrara en títanmálmblöndur. Þess vegna er magnesíum mikið notað á ýmsum sviðum þar sem krafist er léttrar byggingar. Magnesíum sjálft er viðkvæmt fyrir tæringu og efnaáhrifum og er ekki eins sterkt og aðrir algengir málmar. Hins vegar hefur nútíma tækni í magnesíummálmblöndum og yfirborðsmeðhöndlun bætt styrk og endingu magnesíumvara til muna.
Magnesíumefni eru auðveld í vinnslu, en vegna mikillar hættu á ryksprengingum er yfirleitt aðeins hægt að vinna þau í verkstæðum með faglegum rykþéttum búnaði. Ólíkt öðrum málmum hefur magnesíum góða höggdeyfingargetu, sem getur dregið úr titringi í nákvæmnisbúnaði. Magnesíum er aðallega notað á svæðum þar sem krafist er mikillar léttleika eða lágs styrks. Til dæmis er eðlisþyngd þess aðeins 1,74 g/cm3.
Sérstök forrit eru meðal annars:
Nauðsynjahlutir fyrir daglega notkun eins og ferðatöskur og stigar; öflugur íþrótta- og afþreyingarbúnaður eins og hjólagrindur; léttir íhlutir í herbúnaði; öflugir bílahlutir eins og hjól og gírkassar úr magnesíumálfelgum. Sem létt málmefni gegnir magnesíum mikilvægu hlutverki á þessum sviðum.
Þessi grein veitir samanburðarumfjöllun um notkun þriggja algengra léttmálma - títans, magnesíums og áls - til að draga úr þyngd vöru.
Títan hefur mjög góða endingu en er dýrt og erfitt að vinna úr. Magnesíum er létt og blandað við önnur frumefni til að bæta styrk og afköst. Ál er hagkvæmasta málmblöndunin sem ekki er járn og hefur fjölbreytt notkunarsvið.
Val á málmi fer eftir kostnaði, styrk og endingu vörunnar. Allir þrír málmarnir eru frábærir til að draga úr þyngd vöru og bæta þannig afköst og áferð. Í lok greinarinnar er minnst á að ef þú þarft að framleiða léttar vörur geturðu leitað til faglegrar vinnsluþjónustu sem vélaverkstæði bjóða upp á fyrir títan, álblöndur og önnur efni.
Birtingartími: 27. nóvember 2023
