Titanyumun ağır olup olmadığı tamamen onu neyin yanına koyduğunuza bağlıdır ve iki yanıt zıt yönlere işaret eder. Çeliğe karşı hayır: titanyum ağırlığın yarısından biraz fazladır ve teknik resimde olmasının nedeni genellikle budur. Alüminyuma karşı evet: titanyum yaklaşık üçte iki daha ağırdır. Soru ancak bu iki karşılaştırmadan hangisini gerçekte yaptığınızı ve yoğunluğun titanyum sözcüğüne değil bir kaliteye bağlandığını bildiğinizde yararlı olur.
Titanyum için tek bir yoğunluk yoktur
Ticari olarak saf ve alaşımlı titanyum aynı ağırlıkta değildir ve fark siparişteki kalite tarafından belirlenir. Bunlar Beiyu Titanium'un ağırlık hesaplayıcı dayandığı rakamlardır.
| Kalite | Yoğunluk (g/cm³) | Grade 2'ye göre |
|---|---|---|
| Grade 1, 2, 7 ve 12 | 4.51 | Referans |
| Grade 9 (Ti-3Al-2.5V) | 4.48 | yüzde 0.7 daha hafif |
| Grade 5 ve Grade 23 (Ti-6Al-4V ve ELI) | 4.43 | yüzde 1.8 daha hafif |
Kaliteler arasındaki fark, tek başına kalite seçimine hiçbir zaman karar vermeyecek kadar küçüktür. Hesaplanan ağırlığı teslim edilenle uzlaştıran biri için önem taşıyacak kadar büyüktür; soru pratikte genellikle bu durumda ortaya çıkar.
Bunun parça olarak görünümü
Yoğunluk, bir boyut olana dek soyutlamadır. Aşağıdaki tablo, yukarıdaki yoğunluklardan çubuğun kesit alanı kullanılarak hesaplanmış metre başına kilogram cinsinden yuvarlak çubuktur. Paslanmaz sütunu, karşılaştırma sayfalarımızın paslanmaz çelik için kullandığı yaklaşık 8,0 g/cm³ rakamını kullanır.
| Çap | Grade 2, 4.51 değerinde | Grade 5, 4.43 değerinde | Paslanmaz, yaklaşık 8.0 değerinde |
|---|---|---|---|
| 10 mm | 0,35 kg/m | 0,35 kg/m | 0,63 kg/m |
| 16 mm | 0,91 kg/m | 0,89 kg/m | 1,61 kg/m |
| 20 mm | 1,42 kg/m | 1,39 kg/m | 2,51 kg/m |
| 25 mm | 2,21 kg/m | 2,17 kg/m | 3,93 kg/m |
| 32 mm | 3,63 kg/m | 3,56 kg/m | 6,43 kg/m |
| 40 mm | 5,67 kg/m | 5,57 kg/m | 10,05 kg/m |
| 50 mm | 8,86 kg/m | 8,70 kg/m | 15,71 kg/m |
Grade 2 için paslanmaza karşı tasarruf her satırda yaklaşık 44 yüzdedir; Grade 5 için yaklaşık 45'tir, çünkü bu bir yoğunluk oranıdır ve geometri sadeleşir. Taşımaya değer rakamlar bunlardır: Grade 2 parça, paslanmazdaki aynı parçadan yaklaşık yüzde 44 daha hafif ve alüminyumdaki aynı parçadan yaklaşık yüzde 67 daha ağırdır.
Titanyumun genellikle yerine geçtiği iki metale karşı titanyum
| Yoğunluk (g/cm³) | Aynı parça, göreli kütle | Ne için seçilir | |
|---|---|---|---|
| Alüminyum | yaklaşık 2.7 | Titanyumdan yaklaşık yüzde 40 daha hafif | Yükün ve ortamın izin verdiği yerde en düşük kütle |
| Titanyum, Grade 2 | 4.51 | Referans | Orta düzey dayanımda korozyon direnci |
| Titanyum, Grade 5 | 4.43 | Grade 2'den yüzde 1.8 daha hafif | Kütlenin maliyet yarattığı yük taşıyan parçalar |
| Paslanmaz çelik | yaklaşık 8.0 | Titanyumdan yaklaşık yüzde 77 daha ağır | Fiyat ve imalat kolaylığı |
Bu iki yüzde, bu sorudaki karışıklığın genellikle başladığı yerdir. 4.51 değerine karşı 8.0 değerinde titanyum paslanmazdan yüzde 43.6 daha hafiftir ve paslanmaz titanyumdan yüzde 77.4 daha ağırdır; bu sayfada 44 ve 77 olarak yuvarlanmıştır. Aynı olgu karşıt uçlardan ifade edilmiştir; iki yuvarlanmış rakamın birbirinin tersi olmadığını unutmayın, bu nedenle cümlede birbirinin yerine kullanılamaz.
Yoğunluğun neden genellikle yanlış soru olduğu
Çok az parça yalnızca kütle üzerinden seçilir. Yer değiştirmeye karar veren, parçanın eklediği kütle için taşıdığı yük miktarıdır ve bu ölçütte sıralama değişir. Grade 5 titanyum, yoğunluğun yarısından biraz fazlasında, tavlanmış 316 paslanmazın yaklaşık 515 MPa değerine karşı yaklaşık 895 MPa çekme dayanımına ulaşır. Dönen bir parçanın veya kütle bütçeli montajın satın aldığı şey, tek başına yoğunluk yerine bu orandır.
Alüminyuma karşı aynı mantık, ham yoğunluğun gösterdiği yerden ters yönde yürür. Alüminyum daha hafiftir; ancak titanyum belirli kesitte çok daha fazla mutlak yük taşır, bu nedenle titanyum parça daha ince olabilir ve yine de daha fazla kuvvet alabilir. İki karşılaştırma şurada işlenmiştir titanyumun paslanmaz çeliğe karşılaştırması ve alüminyum ile titanyum karşılaştırması sayfaları.
Hesaplanan ağırlık ile teslim edilen ağırlık aynı sayı değildir
Yukarıdaki her değer hesaplanmış bir ağırlıktır: nominal çap, nominal yoğunluk, kusursuz geometri. Teslim edilen bir çubuk, sipariş edildiği standardın çap toleransı içinde bir yerde bulunur ve kütlesi çapın karesiyle değişir; dolayısıyla toleransın üst sınırındaki bir çap, nominal değerden daha fazla metal içerir ve bu fazlalık çapın karesiyle büyür.
| Nerede sorun yaratır | Nasıl görünür | Ne çözer |
|---|---|---|
| Teslimatı hesaplamayla uzlaştırma | Standart açıkça izin verdiği hâlde, hesaplanandan daha ağır bir teslimat hata olarak algılanır | Siparişten önce ağırlığın hesaplamaya mı tartıma mı dayanacağını kararlaştırınız |
| Tasarım kütle bütçeleri | Hesaplanan değeri kesin kabul etmek, malzemenin tedarik edildiği tolerans için pay bırakmaz | Bütçeyi nominal çapa göre değil, tolerans aralığına göre oluşturunuz |
İkisi de kalite sorunu değildir ve standartlar bunu açıkça belirtir. Şaşırtıcı olan, payın yalnızca tek yönde işlemesidir: teslim edilen ağırlık için izin verilen yön üzeri hesaplanan ağırlığın, karşılığında bir eksi tolerans yoktur; çünkü eksik ağırlık boyutsal toleranslarla kontrol edilir.
| Standart ve ürün biçimi | Hesaplanan değere göre izin verilen fazla ağırlık |
|---|---|
| ASTM B348, çubuk ve kütük | Sipariş edilen her boyutta ve her yüzey durumunda, teorik ağırlığın yüzde 10 üzerine kadar |
| ASTM B265, sac: beş veya daha az sac ya da tahmini ağırlığı 200 lb (91 kg) veya daha az olan bir kalem | Tahmini ağırlığın yüzde 10 üzerine kadar |
| ASTM B265, sac: beşten fazla sac ve tahmini ağırlığı 200 lb üzerinde | Tahmini ağırlığın yüzde 7.5 üzerine kadar |
| ASTM B265, şerit | Tahmini ağırlığın yüzde 10 üzerine kadar |
İki standart arasındaki ifade farkına dikkat ediniz: B348 için ölçüm temeli teorik ağırlık, B265 için ise tahmini ağırlıktır. Ayrıca B265'in sac için ağırlıkta hiçbir eksi tolerans belirlemediğini ve standart boy veya üretici fabrika boyundaki saclar fit kare esasına göre sipariş edildiğinde sevk edilen alanın sipariş miktarını yüzde 5'e kadar aşabileceğini dikkate alınız. Teslim edilen ağırlık sorgulandığında elinizde bulunması gereken maddeler bunlardır.
Sık sorulan ek sorular
Titanyumun atölyede taşınması ağır mıdır? Genellikle yerine kullanıldığı paslanmaz çelik veya çelik malzemeye göre hayır; imalatçılar taşıma ve bağlama sırasında bunu hemen fark eder. Alüminyuma göre ise yoğun hissedilir. Pratikte, karşılaştırılacak bir metal belirtilmeden bu sorunun yanıtı yoktur.
Titanyum alüminyumdan daha mı ağırdır? Evet, yaklaşık yüzde 67 daha ağırdır; yoğunluk değerleri 4.51 ve yaklaşık 2.7 g/cm³ düzeyindedir. Yalnızca ağırlık açısından alüminyum avantajlıdır; parçanın yük taşıması veya korozyona direnmesi gerektiğinde titanyum avantaj kazanır.
Titanyum çelikten daha mı hafiftir? Evet, her iki türden de hafiftir ve iki ağırlık tasarrufu ayrı değerlendirilecek kadar farklıdır. Yaklaşık 8.0 g/cm³ yoğunluğundaki paslanmaz çeliğe göre Grade 2 bir parça yaklaşık yüzde 44 daha hafiftir. Yaklaşık 7.85 yoğunluğundaki karbon çeliğine göre tasarruf yüzde 40'ın biraz üzerindedir. Karbon çeliğinin yerine kullanım için paslanmaz çelik değerini vermek tasarrufu olduğundan fazla gösterir.
Titanyum neden beklenenden daha ağır hissedilir? Çünkü insanların ellerinde yaptığı karşılaştırma genellikle çelikle değil, alüminyumladır. Soğuk bir titanyum parça ele alındığında aynı boyuttaki alüminyum parçanın yanında ağır hissedilir; hafifliğiyle tanınması ise çelikle karşılaştırılmasından kaynaklanır.
En hafif titanyum kalitesi hangisidir? Bu sayfadaki kaliteler arasında 4.43 ile Grade 5 ve Grade 23'tür; ancak ticari saflıktaki titanyumdan farkları yüzde 1.8'dir ve hiçbir parça bu temelde belirlenmemelidir. Kaliteyi dayanım ve korozyona göre seçiniz, ardından o kalitenin yoğunluğunu kullanınız.
Malzeme sertifikasında yoğunluk belirtilir mi? Hayır. ASTM B348, raporun malzemenin şartnameye göre üretildiğini, muayene edildiğini, numune alındığını ve test edildiğini doğrulamasını ve kimyasal analiz, çekme ve diğer gerekli testlerin sonuçlarını vermesini gerektirir. Boyut, ölçülmüş bir sonuç olarak değil, kalemin tanımı olarak yer alır; yoğunluk ise hiçbir yerde bulunmaz: dökümün değil, kalitenin bir özelliğidir. Dolayısıyla ağırlık değeri sertifikadan okunmaz; kalitenin yayımlanmış yoğunluğundan hesaplanır ve boyutsal toleransa göre kontrol edilir.
Kaynaklarıyla şartname ayrıntıları
Grades 1, 2, 7 ve 12 için 4.51 g/cm³, Grade 9 için 4.48 ve Grade 5 ile Grade 23 için 4.43 yoğunlukları, Beiyu Titanium ağırlık hesaplayıcısının kullandığı sabitlerdir ve bu hesaplayıcı sayfa boyunca kullanılan tek kaynaktır. Bir kalite veri föyünde yoğunluk belirtildiğinde aynı değer yer alır: Grade 2 ve Grade 7 föyleri 4.51, Grade 5 ve Grade 23 föyleri 4.43 verir; iki alaşım föyü ayrıca üretici fabrika föylerinin 4.42 ile 4.47 arasında bir aralık verdiğini belirtir ve ASM Handbook'u kaynak gösterir. Grade 1, Grade 9 ve Grade 12 föylerinde yoğunluk belirtilmediğinden, bu kaliteler için sitedeki tek değer hesaplayıcıdadır. Metre başına kilogram değerleri ayrıca yayımlanmış değerler değil, bu yoğunluklardan ve belirtilen çapın dairesel kesit alanından hesaplanan sonuçlardır. Paslanmaz çelik için yaklaşık 8.0 g/cm³ karşılaştırma değeri ve bunun sonucunda yaklaşık yüzde 44 tasarruf, titanyum ile paslanmaz çelik karşılaştırması sayfamızdaki değerlerdir; alüminyum için yaklaşık 2.7 g/cm³ değeri ise titanyum ile alüminyum karşılaştırması sayfasındadır. Grade 5 için yaklaşık 895 MPa ve tavlanmış 316 paslanmaz çelik için yaklaşık 515 MPa çekme değerleri de paslanmaz çelik karşılaştırması sayfasından alınmıştır. Fazla ağırlık payları iki şartnamenin ağırlık maddeleridir: ASTM B348, sipariş edilen bir boyuttaki herhangi bir kalemin, her yüzey durumunda sevkiyat ağırlığının teorik ağırlığı yüzde 10'a kadar aşabileceğini belirtir; ASTM B265 ise beş veya daha az sac ya da 200 lb (91 kg) veya daha az ağırlıktaki kalemler için sac payını tahmini ağırlığın yüzde 10 üzeri, bunun üstündeki miktarlar için yüzde 7.5 olarak belirler; eksik ağırlık izin verilen kalınlık değişimleriyle kontrol edildiğinden sac ağırlığında eksi tolerans bulunmadığını kaydeder; standart boy veya üretici fabrika boyundaki sacların fit kare alanının siparişi yüzde 5'e kadar aşmasına izin verir ve şerit payını tahmini ağırlığın yüzde 10 üzeri olarak belirler. Yukarıda açıklanan sertifika içeriği ASTM B348'in belgelendirme maddesidir.
Siparişte ağırlığı doğru belirlemek
Kütle kararın bir parçasıysa kalite, ürün biçimi ve bitmiş boyutlar bunu belirler; hesaplama da buradan ilerler. Kaliteyi, ürün biçimini, nominal boyutları ve uzunluğu veya miktarı gönderiniz; kendi değerinizi hangi ağırlık esasına göre hesapladığınızı belirtiniz, çünkü hesaplanan ağırlık ile teslim edilen ağırlık aynı sayı değildir ve aralarında yukarıdaki fazla ağırlık payları bulunur. Beiyu Titanium, Grade 1, 2, 5, 7, 9, 12 ve 23 titanyumu ASTM ve AMS şartnamelerine göre çubuk, plaka, sac, boru ve dövme parça olarak, sipariş kapsamına göre EN 10204 3.1 muayene sertifikasıyla tedarik eder.