Keluli digunakan secara meluas di seluruh dunia kerana prestasi kosnya yang sangat baik, yang memberikan bahan tersebut sifat yang seimbang. Tetapi bagi kebanyakan produk, keluli dengan ketumpatan 7.8 gram/sentimeter padu sudah berat. Pada ketika ini, pereka perlu mencari bahan alternatif untuk mencapai keringanan. Walaupun plastik boleh mengurangkan berat, logam ringan adalah unik dalam populariti dan kekuatannya.
Logam dan aloi ringan seperti aluminium, titanium dan magnesium sering menggantikan keluli dalam reka bentuk produk. Untuk membantu menilainya, kami'telah menyediakan profil ringkas yang membincangkan kebaikan, keburukan danaplikasi tipikalsenario setiap bahan. Memahaminya melalui perbandingan boleh membantu keputusan reka bentuk produk.
#1 Titanium – 42% lebih ringan daripada keluli
Sebagai bahan aloi yang sangat kuat dan lasak, titanium mempunyai tahap kekuatan tertinggi di antara semua jenis bahan logam, cukup untuk menduduki tempat pertama. Selain kekuatannya yang sangat baik, titanium juga mempunyai ketahanan kakisan dan kestabilan yang sangat baik dalam persekitaran suhu tinggi. Disebabkan keserasian biologinya yang baik, titanium digunakan secara meluas dalam pelbagai jenis peranti perubatan yang memerlukan implantasi jangka panjang ke dalam tubuh manusia. Walau bagaimanapun, titanium juga mempunyai kelemahan tertentu.
Titanium mempunyai ketumpatan 4.51 gram setiap sentimeter padu, menduduki tempat pertama antara tiga bahan logam ringan yang kami perkenalkan. Pada masa yang sama, kos pemprosesan titanium juga merupakan yang tertinggi antara ketiga-tiganya. Akibatnya, titanium sering dikhaskan untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan dan jangka hayat yang lebih tinggi.
Aplikasi umum titanium termasuk:
- Peralatan kimia yang memerlukan penggunaan jangka panjang, sebagai contoh, perlu mempunyai rintangan asid dan alkali yang sangat baik.
- Pelbagai jenis peranti perubatan yang diimplan dalam tubuh manusia dan memerlukan penggunaan jangka panjang, seperti prostesis, dsb.
- Industri aeroangkasa memerlukan komponen yang memerlukan ringan dan kuat.
- Kapal dan peralatan ketenteraan memerlukan komponen yang tahan kakisan.
#2 Aluminium – 65% lebih ringan daripada keluli
Ketumpatan aluminium adalah kira-kira satu pertiga daripada keluli (2.70g/cm3), dan ia kini merupakan bahan logam bukan ferus yang paling banyak digunakan. Aluminium mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik, dan sesetengah aloi aluminium sekuat keluli karbon. Walaupun aluminium lebih mahal daripada keluli, ia masih lebih murah daripada magnesium dan titanium.
Aluminium mempunyai kebolehbentukan dan kebolehmesinan yang sangat baik, dan sifat kimpalannya juga sangat baik. Pada masa yang sama, aluminium juga mempunyai kemuluran, kekonduksian terma dan kekonduksian elektrik yang tinggi. Walau bagaimanapun, aluminium mempunyai rintangan haus yang agak rendah dan nisbah kekuatan-kepada-beratnya tidak sebaik titanium. Selain itu, aluminium tidak berfungsi dengan baik dalam persekitaran suhu tinggi seperti dalam persekitaran suhu rendah. Takat lebur aluminium dan magnesium masing-masing ialah 660°C dan 650°C.
Memandangkan pelbagai aplikasi aluminium, aplikasi utamanya termasuk:
- Komponen dan wayar elektronik.
- Radiator dengan keupayaan pemanasan dan penyejukan yang cekap.
- Fiuslaj pesawat dan banyak lagi komponen aeroangkasa.
- Produk pengguna yang tahan lama dan menjimatkan kos seperti perabot dan peralatan dapur.
- Elemen struktur bangunan seperti pagar dan dinding.
- Bahagian aluminium tuangan dan aluminium tersemperit automotif.
#3 Magnesium – 77% lebih ringan daripada keluli
Berbanding dengan aluminium, magnesium lebih mahal. Tetapi berbanding dengan aloi titanium, magnesium jauh lebih murah. Oleh itu, magnesium digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang di mana struktur ringan diperlukan. Magnesium itu sendiri mudah terdedah kepada kakisan dan pengaruh kimia, dan tidak sekuat logam lain yang biasa digunakan. Walau bagaimanapun, teknologi aloi magnesium moden dan teknik rawatan permukaan telah meningkatkan kekuatan dan ketahanan produk magnesium dengan ketara.
Bahan magnesium mudah dimesin, tetapi disebabkan oleh risiko letupan habuk yang tinggi, ia biasanya hanya boleh diproses di bengkel dengan kemudahan kalis habuk profesional. Tidak seperti logam lain, magnesium mempunyai keupayaan penyerapan hentakan yang baik, yang boleh mengurangkan getaran peralatan jitu. Magnesium digunakan terutamanya di kawasan yang memerlukan kecerahan yang melampau atau kekuatan yang rendah. Contohnya, ketumpatannya hanya 1.74g/cm3.
Aplikasi khusus termasuk:
Komponen keperluan harian seperti beg pakaian dan tangga; peralatan sukan dan hiburan berprestasi tinggi seperti rangka basikal; komponen ringan dalam peralatan ketenteraan; komponen automotif berprestasi tinggi seperti roda aloi magnesium automotif dan kotak gear. Sebagai bahan logam ringan, magnesium memainkan peranan penting dalam bidang ini.
Artikel ini menyediakan perbincangan perbandingan tentang penggunaan tiga logam ringan yang biasa digunakan - titanium, magnesium dan aluminium - dalam mengurangkan berat produk.
Titanium mempunyai ketahanan yang sangat baik, tetapi mahal dan sukar untuk diproses. Magnesium ringan dan dialoi dengan unsur lain untuk meningkatkan kekuatan dan prestasi. Aluminium ialah aloi bukan ferus yang paling kos efektif dengan pelbagai aplikasi.
Pilihan logam bergantung pada kos, kekuatan dan keperluan ketahanan produk. Ketiga-tiga logam ini sangat bagus dalam mengurangkan berat produk, sekali gus meningkatkan prestasi dan rasa produk. Pada akhir artikel, dinyatakan bahawa jika anda perlu mengeluarkan produk ringan, anda boleh merujuk perkhidmatan pemprosesan profesional yang disediakan oleh bengkel mesin untuk titanium, aloi aluminium dan bahan lain.
Masa siaran: 27 Nov-2023
