Die Zugfestigkeit misst die maximale Spannung, die ein Material vor dem Brechen standhalten kann.
Reines Titan: Hat eine Zugfestigkeit von 35.000 bis 85.000 psi, abhängig von Reinheit und Verarbeitung, eine Zugfestigkeit von etwa 240 bis 590 MPa.
Titanlegierungen(z. B. Ti-6Al-4V, am häufigsten): zeigt eine viel höhere Zugfestigkeit, typischerweise 860-1.100 MPa (125.000–160.000 psi) in geglühten oder hitzebehandelten Formen. Dies macht es deutlich stärker als die meisten Aluminiumlegierungen.
Reines Aluminium: Hat eine niedrige Zugfestigkeit von rund 90–110 MPa (13.000–16.000 psi).
Aluminiumlegierungen(zB 6061-T6, 7075-T6): sind stärker als reines Aluminium, aber immer noch schwächer als Titanlegierungen. Zum Beispiel:
6061-T6: ~ 310 MPa (45.000 psi)
7075-T6 (eine hochfeste Legierung): ~ 500–570 MPa (72.000–83.000 psi)
Sogar die stärksten Aluminiumlegierungen (wie 7075-T6) liegen nicht in der Stärke von Ti-6Al-4V.
Die Ertragsfestigkeit ist die Spannung, bei der ein Material dauerhaft zu verformen beginnt.
Ti-6Al-4V: Die Ertragsfestigkeit reicht von 800–1.000 MPa (116.000–145.000 psi) unter geglühten oder hitzebehandelten Bedingungen.
Hochfeste Aluminiumlegierungen: 7075-T6 hat eine Streckgrenze von ~ 480 MPa (69.000 psi), während 6061-T6 ~ 276 MPa (40.000 psi) beträgt.
Auch hier übertreffen Titanlegierungen Aluminiumlegierungen in der Ertragsfestigkeit.
Dies ist eine kritische Metrik für Anwendungen, bei denen Gewicht ein Problem darstellt (z. B. Luft- und Raumfahrt, Automobile). Titan hat eine Dichte von ~ 4,5 g/cm³, während Aluminium bei ~ 2,7 g/cm³ leichter ist. Jedoch:
Das Stärke-zu-Gewicht-Verhältnis von Ti-6AL-4V beträgt ungefähr 200–240 MPa · CM³/g (abhängig von der Stärke).
Hochfeste Aluminiumlegierungen wie 7075-T6 haben ein Festigkeitsverhältnis von ~ 185–210 MPa · cm³/g.
Somit halten Titanlegierungen eine leichte Kante im Verhältnis von Stärke zu Gewicht, was bedeutet, dass sie mehr Kraft pro Gewicht der Einheit bieten als selbst die stärksten Aluminiumlegierungen.
Die Festigkeit von Aluminium fällt bei Temperaturen über 150–200 Grad (300–400 Grad F) aufgrund von Erweichung erheblich ab. Im Gegensatz dazu behalten Titanlegierungen wie Ti-6Al-4V einen Großteil ihrer Festigkeit bei Temperaturen von bis zu 400 bis 500 Grad (750–930 Grad F), sodass sie weitaus besser für Hochwasseranwendungen (z. B. Jet-Motor-Komponenten) geeignet sind.
In nahezu allen Kraftstärke im Zusammenhang mit der Metriken sind Ertragsfestigkeit, Festigkeit zu Gewicht und Hochtemperaturleistungstitan (insbesondere seine Legierungen wie Ti-6Al-4V) stärker als Aluminium und seine Legierungen. Der Vorteil von Aluminium liegt in den Anwendungen, bei denen keine extreme Festigkeit erforderlich ist, aber für Hochleistungsverhältnisse ist Titan überlegen.
