Titânio versus alumínio:qual metal não ferroso usar

Ao escolher um material para uma peça de metal, duas das considerações mais importantes são a resistência e o peso do metal. Muitas aplicações exigem alta resistência e baixo peso, mas encontrar um material que possa atender a esses dois requisitos pode ser complicado.

Titânio e alumínio são dois dos metais mais populares conhecidos por suas altas relações resistência-peso. Esses metais são frequentemente usados ​​quando o aço ou outros materiais comuns são muito pesados ​​para a aplicação – por exemplo, na indústria aeroespacial, onde cada quilo de peso aumenta os custos e deve ser minimizado o máximo possível.

Embora o titânio e o alumínio sejam metais fortes, leves e não ferrosos, eles têm propriedades e aplicações muito diferentes. Este artigo irá comparar e contrastar titânio versus alumínio em termos de suas propriedades físicas e mecânicas e casos de uso para ajudá-lo a escolher qual desses metais é o mais adequado para sua aplicação.

Titânio vs. Propriedades de Alumínio

Para começar, vejamos as características que o titânio e o alumínio têm em comum. Além de suas excelentes relações resistência-peso, ambos os metais têm excelente tolerância ao calor e resistência à corrosão. Como metais não ferrosos, nenhum deles é magnético.

No entanto, é aqui que as semelhanças terminam. Embora o alumínio seja bastante forte em relação ao seu peso, não é tão forte quanto o titânio. Dependendo do tipo de liga de alumínio, a resistência à tração do alumínio varia de cerca de 35 a 80 ksi. O titânio comercialmente puro é comparável à liga de alumínio em resistência, mas a resistência à tração de ligas de titânio como o titânio 6-4 é superior a 160 ksi.

Embora tanto o titânio quanto o alumínio sejam leves, a densidade do alumínio de aproximadamente 0,1 lb/in3 é significativamente menor do que 0,16 lb/in3 do titânio. Isso significa que uma peça de titânio será mais pesada que uma de alumínio de tamanho equivalente, mas com titânio, menos material é necessário para obter a mesma resistência.

Existem outras diferenças entre titânio e alumínio quando se trata de condutividade elétrica e térmica. O titânio é um mau condutor, tendo apenas cerca de 3,1% da condutividade do cobre. O alumínio, por outro lado, é um excelente condutor em cerca de 64% da condutividade do cobre.

Finalmente, há uma grande diferença nos custos de titânio versus alumínio. O alumínio é excepcionalmente barato e abundante, tornando-o um metal econômico para muitas aplicações. O titânio é considerado um material relativamente caro. No entanto, embora o titânio aumente o custo, ele pode aumentar o valor, pois as peças de titânio são feitas mais leves, mais fortes e mais duráveis ​​do que as peças de alumínio.

Aplicações de titânio versus alumínio

O alumínio é o metal mais abundante na Terra, por isso faz sentido que tenha uma ampla gama de usos. O alumínio pode ser encontrado em praticamente qualquer aplicação que exija baixo peso e alta resistência, incluindo aeronaves, materiais de construção, quadros de bicicletas, barcos e quadros automotivos. Algumas das ligas mais fortes são usadas para moldes para plásticos. Devido à sua condutividade e baixo custo, o alumínio é comumente usado em aplicações que exigem alta condutividade, como fiação elétrica, trocadores de calor e utensílios de cozinha.

O titânio também é usado para aeronaves e veículos quando é necessária uma resistência ainda maior. O titânio é biocompatível, por isso é frequentemente usado em aplicações médicas, como substituições de articulações, marca-passos, placas cranianas e implantes dentários.

As qualidades compartilhadas do alumínio e do titânio os tornam materiais valiosos em aplicações químicas, marítimas, automotivas e aeroespaciais, onde força, peso e resistência à corrosão são as considerações mais importantes. Nesses casos, a escolha de titânio versus alumínio geralmente se resume a espaço e custo. Quando a relação resistência-peso deve ser a mais alta possível, o titânio é a escolha superior e pode lidar com requisitos de alta resistência enquanto ocupa menos espaço que o alumínio. Quando a relação resistência-peso do alumínio é adequada para a aplicação, no entanto, tende a ser uma escolha mais econômica.

Outro fator na escolha entre titânio e alumínio são os resíduos de usinagem. Embora a usinagem de alumínio barato não seja um grande problema, o titânio é mais valioso e os custos de material podem aumentar rapidamente. Por esse motivo, o alumínio é frequentemente usado como material de prototipagem para peças que serão feitas de titânio na produção.

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