同體積下鈦金屬比普通鋼鐵輕多少?


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一、鈦

鈦是一種化學元素,化學符號Ti,原子序數22,在化學元素周期表中位於第4周期、第IVB族。是一種銀白色的過渡金屬,其特徵為重量輕、強度高、具金屬光澤,耐濕氯氣腐蝕。熔點1660±10℃。沸點3287℃。鈦的密度為4.51克/立方厘米(20℃),高於鋁而低於鐵、銅、鎳。但比強度位於金屬之首。

鈦有很強的耐酸鹼腐蝕能力,在海水中浸5年不鏽蝕,鋼鐵在海水中則會腐蝕變質。用鈦合金為船隻製造外殼,海水無法腐蝕它。用鈦合金製成的「鈦潛艇」,可潛入4500米的深度,一般鋼鐵潛艇在超過300米就容易被水壓壓壞。

鈦和鈦的合金大量用於航空工業,有"空間金屬"之稱;另外,在造船工業、化學工業、製造機械部件、電訊器材、硬質合金等方面有著日益廣泛的應用。此外,由於鈦合金還與人體有很好的相容性,所以鈦合金還可以作人造骨。

二、鋼

中華人民共和國國家標準GB/T 13304-91《鋼分類》描述:「以鐵為主要元素、含碳量一般在2%以下,並含有其他元素的材料。」其中的一般是指除鉻鋼外的其他鋼種,部分鉻鋼的含碳量允許大於2%。含碳量大於2%的鐵合金是鑄鐵。

如今,鋼以其低廉的價格、可靠的性能成為世界上使用最多的材料之一,是建築業、製造業和人們日常生活中不可或缺的成分。可以說鋼是現代社會的物質基礎。

鋼根據含碳量、生產方式、金相組織、用途可以分成不同的鋼種。最常用的鋼材:普通碳素鋼和低合金鋼和鐵的密度相近,為7.85克/立方厘米。

高合金鋼的密度和加入的合金成份有關,如高速鋼,含密度極高的鎢的比例達 18 %,密度自然就大的多。

因此,根據重量計算公式,鈦密度(4.51克/立方厘米)小於鋼的密度(7.85克/立方厘米),因此同體積鈦要比鋼輕,大約輕42.5%。

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