钛、英科乃尔和不锈钢之间有何区别?

用于摩托车排气管的每种材料都基于其自然特性和科学适用性而成为最佳材料。钛、不锈钢和 Inconel 是具有独特特性的高规格材料,可根据化学稳定性、韧性、重量和耐热性进行使用。


在这里,我们将解释这些不同材料的主要特征、用途和生产方式,以明确不锈钢、钛​​和因科乃尔之间的区别。


这种金属元素以其高强度重量比而闻名,非常适合赛车等轻量应用。 钛的重量是钢的一半,但强度却不相上下。钛比钢和铝贵,但比 Inconel 便宜。


在大气温度下,钛、水分和氧气之间不会发生反应。钛和 Inconel 在材料保护方面都相似,因为它们在材料上形成保护性钝化氧化表面层。这就是钛具有强大防腐性能的原因。即使面对盐酸和硫酸,钛也能抵抗!

此外,钛冷却速度快,因此当用于摩托车排气管等部件时,它不会在过高的温度下变形。


市场上有纯商用钛和钛合金。使用钒和铝制造的最标准钛合金是 Ti 6AI-4V。这占全球应用钛的一半。与纯钛相比,这些版本具有更高的强度和韧性,并且易于加工。商用纯钛虽然具有很强的耐腐蚀性,但比其合金更柔韧、更具塑性。


钛合金加工

钛合金还具有复杂的硬化特性,使其难以加工。纯商用钛合金具有粘性,在切割时会产生较长的切屑,从而破坏切削刀具。这就是为什么钛合金加工过程中也会出现掉落现象。但使用高压冷却液,可以在切割时清除切屑,设备可以更轻松地移动,从而降低加工难度。


加工钛合金时应避免短距离、间歇性切削;切削刀具在接触原材料时应保持工作状态。过多的刀具接触可能会产生摩擦,从而产生过多的热量,导致加工硬化。较低的速度和较高的进给率加工方式将减少热量的形成。

加工钛原材料需要坚固的机器设置和安全的抓握。为什么?钛和钛合金具有很高的延展性,在切割时会产生颤动和回弹,并且可能导致表面光洁度较差。


焊接钛

钛和钛合金的焊接十分简单。焊接不锈钢时所采用的焊接技术也适用于钛。


但在这里,整洁和惰性气体保护至关重要。空气污染会导致钛焊接失败。


钛的用途

航空航天和汽车行业之所以使用钛合金,是因为钛合金具有出色的强度重量比。航空航天工程中 50% 的合金是 Ti 6AI-4V。摩托车排气管使用钛合金,是因为钛合金重量轻、热管理好,而且颜色鲜艳。


钛合金用途:

  • 海军舰艇
  • 运动器材
  • 医疗行业
  • 起落架
  • 导弹等

因科乃尔

超高品质镍铬合金的商品名为 Inconel。这种材料还能承受高温(高达 2,000°F),且强度损失为零。即使在低温下,这种材料也非常适用。


Inconel 在室温下的机械性能非常出色。众所周知,Inconel 725 级的抗拉强度约为 180 ksi;这是结构钢强度的两倍。其他合金(如 Inconel 718)经过强化,可抵抗沉淀,从而使其强度更高。腐蚀及其同类物:腐蚀、氧化、腐蚀开裂和缝隙腐蚀不会影响 Inconel。


因科镍合金的优异性能可满足苛刻的应用要求。但因科镍合金等材料的价格比钛、不锈钢和铝高。


加工英科乃尔合金

由于强度高,加工起来非常困难。英科乃尔合金非常坚硬,以至于切削刀具在加工过程中容易损坏,而且材料会扭曲和弯曲。


将 Inconel 浸入溶液中可以降低材料的硬度并防止切削刀具磨损。对于 Inconel 加工,建议使用陶瓷刀具,因为它可以提供快速且不间断的切削,从而使工作流程更易于管理。应避免啄钻,因为这会使工作更具挑战性。


焊接英科乃尔

由于易开裂,Inconel 不易焊接。但 Inconel 合金可以像 Inconel 625 一样焊接 - 填充物容易,通常用惰性钨极气体 (TIG) 焊接。这种焊接技术通常不需要填充物,但非常适合连接 Inconel。这就是推荐它的原因。


英科乃尔合金的用途

当高温和腐蚀成为问题时,Inconel 是一种首选材料,特别是当其他金属无法抵抗高温引起的氧化和变形时。


英科乃尔具有优异的耐高温和耐化学性,适用于赛车、涡轮机、喷气发动机的排气系统以及需要重型机械部件的石油和天然气、航空航天和海洋领域。


不锈钢

不锈钢坚固、无磁性且热化学性质稳定。这种材料在制造方便和价格实惠方面表现出色。304 级不锈钢是制造排气管的行业标准。304 级不锈钢在高性能、耐用性好且价格实惠的自行车排气管应用中表现优异。


与钛合金不同,钛合金成本高昂,无法大规模生产摩托车排气系统,而钢合金相对便宜,而且在日常生活中得到广泛使用。钢合金比因科镍合金更实惠。但钢合金比钛合金重,抗拉强度低,而因科镍合金的强度非常高。这就是为什么它在制造功能性排气部件方面的用途有限。至于声音,与钛合金相比,钢合金的厚壁会产生相当沉闷的排气声。听起来像金属!


再次,钢材耐腐蚀且非常坚固。大多数越野摩托车的头管都是由不锈钢制成的。


不锈钢加工

根据可接受的金属含量,某些不锈钢等级比其他等级更容易加工。一般来说,奥氏体不锈钢被认为难以加工。加工 400 系列钢比加工 300 系列钢(包括 304 和 316 等级)简单。303 等级是可加工性最高的不锈钢。加工 316 等级钢具有挑战性,需要特殊的切削工具。


添加硒和硫可以让不锈钢更易于加工。但这也会导致原材料受到腐蚀,并影响焊接。


焊接不锈钢

钢的碳含量越少,其焊接性就越好。304 级不锈钢允许的最高碳含量为 0.08%,而 304L 级不锈钢的碳含量最高可达 0.03%。


不锈钢的用途

不锈钢的强度高、耐腐蚀、机械效率高、价格实惠,适用于摩托车排气管的大规模生产以及食品、建筑、医疗和海洋工业。

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