La resistenza alla trazione misura la massima sollecitazione che un materiale può resistere prima della rottura.
Titanio puro: Ha una resistenza alla trazione di circa 240–590 MPa (35.000–85.000 psi), a seconda della purezza e dell'elaborazione.
Leghe di titanio(EG, TI-6Al-4V, il più comune): mostra una resistenza alla trazione molto più elevata, in genere 860-1.100 MPa (125.000–160.000 psi) in forme ricotti o trattate con calore. Questo lo rende significativamente più forte della maggior parte delle leghe di alluminio.
Puro alluminio: Ha una bassa resistenza alla trazione di circa 90-110 MPa (13.000-16.000 psi).
Leghe di alluminio(EG, 6061-T6, 7075-T6): sono più forti del puro alluminio ma ancora generalmente più deboli delle leghe di titanio. Per esempio:
6061-T6: ~ 310 MPa (45.000 psi)
7075-T6 (una lega ad alta resistenza): ~ 500–570 MPa (72.000–83.000 psi)
Anche le leghe di alluminio più forti (come 7075-T6) non sono all'altezza della forza di Ti-6al-4v.
La forza di snervamento è lo stress in cui un materiale inizia a deformarsi in modo permanente.
TI-6AL-4V: la resistenza alla snervamento varia da 800-1.000 MPa (116.000-145.000 psi) in condizioni ricotti o trattate con calore.
Leghe di alluminio ad alta resistenza: 7075-T6 ha una resistenza alla snervamento di ~ 480 MPa (69.000 psi), mentre 6061-T6 è ~ 276 MPa (40.000 psi).
Ancora una volta, le leghe di titanio superano le leghe di alluminio in forza di snervamento.
Questa è una metrica critica per le applicazioni in cui il peso è una preoccupazione (ad es. Aerospace, automobile). Il titanio ha una densità di ~ 4,5 g/cm³, mentre l'alluminio è più leggero a ~ 2,7 g/cm³. Tuttavia:
Il rapporto resistenza a peso di Ti-6al-4v è di circa 200-240 MPa · cm³/g (a seconda della forza).
Le leghe di alluminio ad alta resistenza come 7075-T6 hanno un rapporto resistenza-peso di ~ 185–210 MPa · cm³/g.
Pertanto, le leghe di titanio mantengono un leggero vantaggio in un rapporto resistenza-peso, il che significa che forniscono più resistenza per unità di peso rispetto anche alle più forti leghe di alluminio.
La resistenza dell'alluminio diminuisce significativamente a temperature superiori a 150-200 gradi (300-400 gradi F) a causa di ammorbidimento. Al contrario, le leghe di titanio come Ti-6al-4v mantengono gran parte della loro resistenza a temperature fino a 400-500 gradi (750-930 gradi F), rendendole molto più adatte per applicazioni ad alto calore (ad es. Componenti del motore a getto).
In quasi tutte le metriche legate alla forza, la resistenza alla snervamento, il rapporto resistenza-peso e il titanio delle prestazioni ad alta temperatura (in particolare le sue leghe come Ti-6al-4v) sono più forti dell'alluminio e delle sue leghe. Il vantaggio dell'alluminio risiede nel suo costo più basso e nel peso più leggero nelle applicazioni in cui non è necessaria una resistenza estrema, ma per usi ad alte prestazioni che richiedono la massima resistenza, il titanio è superiore.
