Titanium vs. Aluminium:Logam Mana yang Terbaik untuk Proyek Anda?

Setiap kali Anda memiliki proyek manufaktur, memilih bahan yang cocok untuk produksi Anda menjadi tanggung jawab Anda. Aluminium dan titanium adalah pilihan logam yang sangat baik dengan berbagai aplikasi di industri yang berbeda. Sebelum Anda dapat memilih antara titanium vs. aluminium untuk proyek Anda, sebaiknya pahami perbedaan propertinya.

Artikel ini akan membahas sifat-sifat titanium dan aluminium, pro dan kontra, dan aplikasi yang berbeda. Ini akan membantu Anda membuat keputusan berdasarkan informasi untuk proyek Anda berikutnya. Ikuti dengan cermat saat kita menyelam!

Titanium vs. Aluminium:Membandingkan Sifatnya

Saat menangani proyek, Anda harus mempertimbangkan bahan dengan sifat sempurna seperti kekuatan dan ringan. Aluminium dan titanium muncul dalam pikiran karena memenuhi persyaratan seperti ketahanan terhadap korosi, toleransi panas, dan banyak lagi.

Oleh karena itu, analisis perbedaan antara aluminium dan titanium akan membantu untuk memilih bahan yang cocok untuk proyek Anda.

Komposisi Elemental

Umumnya, beberapa komponen tidak ideal untuk aplikasi tertentu karena komposisi unsurnya. Selain itu, karakteristik tambahan dari elemen lain dapat meningkatkan sifat mekanik beberapa logam. Titanium terdiri dari oksigen, nikel, nitrogen, besi, karbon, dan hidrogen. Titanium adalah komposisi unsur utama, dengan konstituen lain bervariasi antara 0,013 dan 0,5%.

Sebaliknya, aluminium memiliki konstituen yang berbeda, termasuk aluminium sebagai komposisi utamanya. Lainnya termasuk zirkonium, seng, kromium, silikon, magnesium, titanium, mangan, besi, tembaga, dan banyak lagi.

Konduktivitas Termal

Konduktivitas termal suatu bahan menentukan kemampuannya untuk menghantarkan atau mentransfer panas. Jika proyek Anda membutuhkan material dengan radiator yang baik, Anda mungkin harus memilih salah satu dengan tingkat konduktivitas tinggi. Selain itu, bahan dengan konduktivitas termal rendah adalah isolator yang baik.

Paduan aluminium memiliki konduktivitas termal tinggi 210 W/m-K dibandingkan dengan titanium dengan 17,0 W/m-K. Oleh karena itu, aluminium cocok untuk unit pendingin, penukar panas, dan peralatan masak.

Konduktivitas Listrik

Konduktivitas listrik adalah sifat material yang memungkinkan aliran elektron melewatinya karena penurunan potensial. Tembaga adalah ukuran standar yang digunakan untuk menentukan konduktivitas listrik suatu material.

Titanium menunjukkan sekitar 3,1% dari konduktivitas listrik tembaga dibandingkan. Ini membuktikan bahwa titanium memiliki konduktivitas listrik yang minimal dan tidak cocok untuk aplikasi di mana konduktivitas yang baik merupakan faktor utama. Meskipun titanium bukan konduktor listrik yang cocok, titanium bagus untuk membuat resistor.

Di sisi lain, aluminium memiliki 64% konduktivitas tembaga, menjadikannya pilihan yang lebih baik daripada titanium. Oleh karena itu, logam ini lebih cocok untuk proyek yang membutuhkan konduktivitas listrik.

Kekuatan

Kekuatan logam adalah ketahanannya terhadap deformasi yang tidak dapat dipulihkan. Namun, kekuatannya bervariasi tergantung pada logam yang digunakan atau aplikasi yang digunakan.

Berikut adalah beberapa bentuk kekuatan titanium vs. aluminium yang berbeda:

●Kekuatan Hasil

Kekuatan luluh logam adalah tegangan maksimum di mana ia mulai berubah bentuk secara permanen. Titanium murni komersial adalah bahan dengan kekuatan rendah hingga sedang. Akibatnya, itu bukan bahan yang sesuai untuk struktur atau mesin pesawat. Ini karena ia memiliki kekuatan luluh titanium kemurnian tinggi yang bervariasi dari 170 MPa hingga 480 MPa, yang sangat rendah untuk struktur aero bermuatan berat.

Sebagai perbandingan, aluminium murni menunjukkan kekuatan luluh mulai dari 7 MPa hingga 11 MPa. Paduan aluminium memiliki kekuatan luluh antara 200 MPa dan 600 MPa.

●Kekuatan Tarik

Kekuatan tarik paduan titanium pada suhu sedang bervariasi dari 230 Mpa untuk titanium murni komersial kelas paling lembut hingga 1400 Mpa untuk paduan kekuatan tinggi. Selain itu, kekuatan pembuktian titanium berkisar dari 170 Mpa hingga 1100 Mpa tergantung pada kualitas dan kondisinya.

Sebaliknya, paduan aluminium menunjukkan kekuatan yang lebih besar dibandingkan dengan aluminium murni. Aluminium murni menunjukkan kekuatan tarik 90 Mpa. Namun, Anda dapat meningkatkan kekuatan tarik beberapa paduan aluminium yang diberi perlakuan panas hingga lebih dari 690 Mpa.

●Kekuatan Geser

Ini adalah ketahanan material terhadap kegagalan struktural sebelum gagal dalam geser. Kegagalan geser yang terlibat dalam kekuatan geser biasanya terjadi sejajar dengan arah gaya yang bekerja pada bidang. Tegangan geser titanium bervariasi dari 40 hingga 45 Mpa tergantung pada sifat paduan.

Sementara itu, aluminium memiliki tegangan geser yang berkisar antara 85 hingga 435Mpa. Akibatnya, ia memiliki kekuatan geser yang lebih baik daripada titanium. Anda mungkin ingin mempertimbangkan beberapa tingkat aluminium dibandingkan titanium jika kekuatan geser merupakan faktor yang signifikan.

Kepadatan dan Kekerasan

Baik titanium dan aluminium adalah logam ringan untuk beberapa aplikasi. Aluminium (2712 kg/m³) memiliki densitas yang lebih rendah jika dibandingkan dengan titanium (4500 kg/m³). Meskipun titanium dua pertiga lebih berat dari aluminium, kerapatan aluminium jauh lebih rendah.

Kekerasan logam adalah nilai komparatif logam dalam menanggapi deformasi, goresan, etsa, atau penyok di sepanjang permukaannya. Titanium umumnya lebih keras daripada aluminium. Tetapi beberapa paduan aluminium menunjukkan kekerasan yang lebih tinggi daripada titanium, seperti temper AA6082 T5 &T6, temper AA7075 T7 &T6, dan banyak lagi.

Oleh karena itu, aluminium adalah pilihan terbaik Anda saat Anda membutuhkan logam ringan, sedangkan titanium adalah pilihan terbaik Anda untuk kekerasan.

Titik Leleh

Titik lebur logam adalah suhu di mana ia mulai berubah dari padat ke cair. Keadaan padat dan cair dari logam ada dalam kondisi seimbang pada suhu ini. Saat material mencapai suhu ini, material akan mudah dibentuk untuk digunakan dalam aplikasi termal.

Titanium memiliki titik leleh yang lebih tinggi yaitu 1650 – 1670 C. Itu membuatnya menjadi logam tahan api yang cocok. Di sisi lain, aluminium memiliki titik leleh yang lebih rendah daripada titanium pada 660,37 C. Akibatnya, titanium adalah bahan yang tepat untuk digunakan dalam kasus aplikasi tahan panas.

Ketahanan Korosi

Baik aluminium dan titanium memiliki sifat ketahanan korosi yang sangat baik, tetapi yang satu lebih tahan dari yang lain. Titanium adalah logam non-reaktif. Akibatnya, ia memiliki karakteristik tahan korosi yang tinggi. Ini lebih cocok untuk aplikasi medis karena bio-kompatibilitasnya.

Paduan aluminium bersifat inert terhadap elemen korosif karena lapisan oksidanya. Namun, korosi paduan ini bergantung pada faktor atmosfer seperti komposisi kimia, suhu, dan bahan kimia di udara.

Machinability dan Formability

Skor kemampuan mesin dari suatu logam menentukan proses pemesinan yang tepat untuk digunakan. Pada saat yang sama, sifat mampu bentuk adalah kemampuan logam untuk melewati deformasi plastis tanpa kerusakan. Pembubutan dan penggilingan CNC adalah proses standar untuk memproduksi komponen yang menggunakan titanium dan aluminium. Mereka memberikan toleransi yang lebih ketat dari +/- 0,005.

Geometri kompleks dan limbah pemesinan memengaruhi pemesinan material. Anda dapat mempertimbangkan untuk menggunakan aluminium murah daripada mesin titanium untuk menghindari pemborosan saat memproduksi komponen dengan desain geometris yang rumit.

Selain itu, aluminium lebih mudah dibentuk daripada titanium karena aluminium mudah dibuat menggunakan metode apa pun. Anda dapat memotongnya menggunakan beberapa cara tergantung pada sifat bahannya. Oleh karena itu, aluminium lebih cocok jika sifat mampu bentuk menjadi prioritas.

Bagan Properti:Perbedaan Antara Titanium dan Aluminium

Properti	Titanium	Aluminium
Nomor atom	Nomor atomnya adalah 22 atau 22 proton	Nomor atomnya adalah 13 atau 13 proton
Kekuatan Tarik Tertinggi (UTS)	Ini memiliki kekuatan tarik hingga 1170MPa	Ini memiliki kekuatan tertinggi 310MPa
Titik Leleh	Titanium meleleh pada 1650 – 1670 C	Aluminium meleleh pada 582 – 652 C
Konduktivitas Listrik	Titanium memiliki konduktivitas listrik yang rendah	Aluminium menunjukkan konduktivitas listrik yang sangat baik
Kemagnetan	Ini bersifat paramagnetik	Ini bukan magnet
Kekuatan	Ini memiliki kekuatan dua kali lipat dari aluminium	Ini memiliki kekuatan yang lebih rendah dari titanium
Konduktivitas Termal	Konduktivitas termal rendah	Konduktivitas termal tinggi

Ikhtisar Titanium

Titanium adalah logam transisi bercahaya dengan warna perak, kekuatan tinggi, dan kepadatan rendah. Ini memiliki sifat ketahanan korosi yang unik dan konduktivitas termal yang sangat baik. Selain itu, ia memiliki ketahanan korosi yang hebat, sehingga cocok untuk aplikasi kelautan.

Ekspansi termal Titanium relatif rendah karena tidak menyerap panas; sebaliknya, itu mencerminkannya. Kekuatan dan keamanannya menjadikannya bahan yang sangat baik untuk peralatan medis seperti penggantian lutut, implan gigi, alat pacu jantung, dan banyak lainnya.

Pro dan Kontra Titanium

Pro

• Rasio kekuatan terhadap kepadatan tertinggi
• Alternatif yang paling disukai untuk baja
• Tahan karat dan korosi
• Resistensi tinggi terhadap kondisi stres
• Daya tahan luar biasa
• Cocok untuk banyak produk

Kontra

• Membutuhkan gaya potong yang tinggi karena kekuatannya yang tinggi
• Modulus elastisitas rendah
• Lebih mahal dari aluminium

Aplikasi Titanium

Titanium adalah logam yang populer digunakan dengan banyak aplikasi di beberapa industri. Meskipun titanium memiliki kelemahan, banyak industri memilih manfaatnya daripada kesulitan ini. Ini adalah beberapa aplikasi Titanium:

Konsumen dan Arsitektur – digunakan untuk bingkai kacamata, suku cadang laptop, suku cadang sepeda, dll.

Industri kedirgantaraan – digunakan untuk membuat suku cadang seperti sistem hidraulik, firewall, pengencang ruang angkasa, roda pendarat, dan komponen struktural penting lainnya.

Aplikasi industri –digunakan untuk katup, target sputtering, bejana proses, penukar panas, dan bagian lainnya.

Sektor perawatan kesehatan – untuk membuat instrumen bedah, peralatan bedah, implan gigi, dan banyak lagi.

Ikhtisar Aluminium

Aluminium adalah bahan yang fleksibel, biasanya lunak, putih keperakan, dan non-magnetik untuk pemesinan logam. Hal ini ekonomis dan mudah untuk mesin. Ini memiliki ketangguhan patah yang tinggi dan ketahanan korosi yang baik. Aluminium memiliki banyak sifat mekanik yang vital, sehingga cocok untuk banyak aplikasi.

Misalnya, Anda dapat menggunakan aluminium sebagai konduktor karena konduktivitas listriknya yang sangat baik. Namun, Bereaksi buruk terhadap asam tetapi cepat terkorosi dalam lingkungan basa.

Pro dan Kontra Aluminium

Pro

• Ini adalah pilihan yang lebih murah
• Tidak berbau dan kedap air
• Reflektifitas dan fleksibilitas
• Kemampuan mesin dan daur ulang yang tinggi
• Ketahanan Korosi
• Konduktivitas termal dan konduktivitas listrik yang tinggi

Kontra

• Proses pengelasan yang sulit
• Terkorosi dengan cepat di air asin
• Ini dapat mempengaruhi rasa makanan kemasan

Aplikasi Aluminium

Aluminium terkenal dengan ketahanan karat dan konduktivitas listriknya yang luar biasa. Kualitas-kualitas ini menjadikannya bahan yang berharga dan cocok untuk memproduksi bagian-bagian yang berbeda di industri yang berbeda. Aplikasi utamanya termasuk

Mesin dan Peralatan – pipa, peralatan, dan beberapa bahan pemrosesan.

Listrik – aplikasi terkait – transformator motor, generator, paduan konduktor, dan banyak lagi.

Perlengkapan rumah tangga – peralatan masak, AC, kulkas, dan beberapa lainnya.

Industri transportasi – pesawat terbang, pesawat ruang angkasa, kapal laut, kereta api, dan banyak lagi.

Titanium Vs. Aluminium:Logam Mana yang Harus Anda Pilih?

Sementara aluminium dan titanium adalah pilihan yang sangat baik untuk berbagai macam aplikasi, mereka tidak cocok untuk setiap proyek. Sebelum memilih logam untuk aplikasi unik Anda, Anda harus mempertimbangkan beberapa faktor, termasuk yang berikut:

Aplikasi

Sifat masing-masing titanium dan aluminium membuatnya ideal untuk berbagai aplikasi. Misalnya, titanium sangat cocok untuk aplikasi yang membutuhkan bahan tahan panas. Ini termasuk aplikasi medis, komponen satelit, komponen kelautan, dan perlengkapan.

Sementara itu, aluminium cocok untuk rangka kendaraan dan sepeda, heat sink, konduktor listrik, perahu kecil, dan aplikasi lain yang membutuhkan konduktivitas termal tinggi.

Proses Kemampuan Mesin Opsional

Bahan yang Anda pilih untuk proyek Anda menentukan geometri produk akhir Anda. Juga, ini menentukan metode pemesinan yang digunakan untuk material saat memproduksi suku cadang Anda. Aluminium lebih kompatibel dengan berbagai proses. Ini menyediakan komponen berkualitas tinggi jika Anda perlu membuat suku cadang dengan cepat.

Selain itu, Bahan ini lebih mudah digunakan daripada titanium dan merupakan pilihan yang lebih baik untuk membuat bagian yang rumit dengan persyaratan toleransi yang ketat.

Biaya

Biaya produksi adalah salah satu faktor mendasar yang harus Anda pertimbangkan ketika memilih logam untuk proyek Anda. Umumnya, aluminium adalah logam hemat biaya yang digunakan untuk pemesinan presisi dan banyak proses pembuatan prototipe lainnya. Komponen fabrikasi seringkali lebih murah dengan aluminium dibandingkan dengan titanium.

Titanium memiliki biaya ekstraksi dan fabrikasi yang tinggi dibandingkan dengan aluminium. Harganya yang tinggi membatasi penerapannya. Namun, titanium adalah material yang ideal untuk keperluan pemesinan Anda jika biaya pemesinan titanium tidak menjadi masalah.

Berat dan Kekuatan

Berat dan kekuatan titanium vs aluminium adalah perbedaan lain antara logam-logam ini. Titanium memiliki kerapatan 4500 kg/m3 berbeda dengan 2712 kg/m3 aluminium. Akibatnya, titanium lebih berat jika dibandingkan dengan aluminium. Ini berarti Anda membutuhkan lebih sedikit titanium dalam pemesinan Anda untuk mendapatkan produk yang ringan.

Titanium adalah pilihan yang lebih baik dalam hal kekuatan. Kekuatan tariknya bervariasi dari 230 MPa hingga 1400 MPa dibandingkan dengan aluminium, yang memiliki margin 90 MPa hingga 690 MPa. Titanium murni memiliki daya yang rendah, sedangkan aluminium murni lebih lemah. Namun, Anda dapat menggabungkan aluminium dengan paduan logam lain untuk meningkatkan kekuatannya berdasarkan kebutuhan Anda.

Sampah yang Dihasilkan

Limbah permesinan adalah faktor penting lainnya saat menangani proyek geometris desain yang kompleks. Geometri desain yang kompleks dapat membatasi metode pemesinan Anda terlepas dari material yang Anda pilih. Akibatnya, menggiling bahan berlebih menjadi tak terelakkan. Terkadang, sebagian besar produsen menggunakan aluminium untuk pembuatan prototipe dan titanium digunakan untuk produksi batch kecil produk tujuan khusus. Dalam kebanyakan kasus, memilih aluminium murah daripada titanium disarankan karena membantu mengurangi biaya keseluruhan.

Persyaratan Estetika

Beberapa bagian yang digiling seringkali memerlukan penerapan warna tertentu untuk finishing estetis. Titanium memberikan tampilan permukaan perak yang tampak lebih gelap saat berada di bawah cahaya. Sementara itu, aluminium memiliki tampilan putih keperakan. Bahan yang Anda pilih akan menentukan apakah produk Anda memiliki warna perak atau abu-abu kusam. Namun, kedua bahan dapat mengambil berbagai prosedur finishing permukaan logam lainnya seperti peledakan manik, pemolesan, pelapisan krom, dll.

Kesimpulan

Titanium dan aluminium adalah logam dengan sifat luar biasa, keunggulan masing-masing, dan aplikasi. Meskipun memiliki kualitas yang hampir sama, mereka memiliki aplikasi individual di mana yang satu lebih cocok daripada yang lain. Meskipun titanium ideal untuk aplikasi tahan panas, aluminium memiliki konduktivitas termal terbaik yang dibutuhkan proyek Anda.

Aplikasi dunia nyata menuntut Anda menggunakan bahan yang sesuai untuk hasil terbaik yang dapat dicapai. Di WayKen, dengan pengalaman permesinan selama bertahun-tahun, teknisi kami memahami karakteristik berbagai bahan logam, termasuk aluminium dan titanium. Kami akan memandu Anda dalam memilih logam yang sesuai untuk proyek tersebut. Dapatkan penawaran dan dapatkan masukan DFM hari ini!

FAQ

Logam Mana yang Lebih Tahan Lama Antara Titanium dan Aluminium?

Kedua logam memiliki sifat daya tahan yang luar biasa dan dapat menggunakannya untuk waktu yang lama. Namun demikian, titanium datang pertama dalam hal daya tahan dan kekakuan. Komponennya bertahan selama bertahun-tahun tanpa tanda-tanda keausan. Titanium memiliki ketahanan korosi yang sangat baik dan tahan lebih lama karena dapat menahan tekanan.

Bagaimana Saya Dapat Membedakan Antara Titanium dan Aluminium?

Sangat mudah untuk membedakan titanium dari aluminium menggunakan warna spesifiknya. Titanium memiliki warna perak gelap, sedangkan aluminium biasanya bervariasi dari putih keperakan hingga abu-abu kusam pada beberapa permukaan. Selain itu, titanium terasa jauh lebih keras daripada aluminium. Aluminium biasanya menghilangkan gumpalan bahan lunak saat dikikir, sedangkan titanium tidak.