Bästa svaret
Titan är starkare än kolfiberpolymerkomposit. Det finns många sorter av kolfiber. Vissa är styva, andra är starka, andra leder värmen mycket bra. Vissa namn är T300, IM7, M55J, K13D2U. Med en av de starkaste fibrerna (IM7) i en helt enkelriktad uppställning skulle du nästan kunna matcha styrkan hos Titanium 6AL-4V, som är cirka 120 000 PSI (120 KSI). Jag tittar på ett datablad över IM7 / epoxy nu, erhållet genom att googla IM7. Men i en enkelriktad uppställning är alla fibrer orienterade i samma riktning. Detta är inte en vävd produkt som du är van vid att se. I det här fallet är den andra riktningen mycket svag så i slutändan är detta material fortfarande inte så starkt som Ti. Kolfiberkompositer är mycket svagare i kompression än i spänning, så du måste anta att den lägre kompressionsstyrkan är vad jag gjorde här.
Nu, inser att kolfiberkomposit är nästan 1/3 av densiteten av Ti så att du kan använda nästan tre gånger så mycket av det för att få en del av samma delmassa. Det är förhållandet styrka / vikt du verkligen är intresserad av. Annars är det självklara valet stål. Titan har ett legendariskt förhållande mellan styrka och vikt och i en mer traditionell fiberuppläggning kan IM7 matcha men inte överträffa det.
Vad kolfiberkompositer utmärker sig är inte styrka alls utan styvhet i vikt. Det som är intressant är att aluminium och titan och stål alla har ungefär samma förhållanden mellan styvhet och vikt men kolfiberkomposit kan långt överstiga dem beroende på vilken fiber som används och uppläggningen. Även för en icke-orienterad uppställning kan du få 2-3 gånger styvheten i vikt av Ti. Orientera upplägget och du kan fördubbla det igen, eller mer.
Tillverkningsmetoderna är också väldigt olika så att de kan diktera den bästa produkten som används i en given situation. Kompositer draperas som ett tyg och kokas. De är utmärkta för tunna och böjda ytor. Jag tror inte att någon skulle försöka göra en bult av dem, för för det är metaller perfekta.
Om du jämför produkter är det bäst att jämföra specifikationer istället för material. Du kan inte känna till alla tekniska beslut som gick in i en produkt, men du kan känna till vikten och om de har rykte om tillförlitlighet eller inte.
Redigera för att lägga till: För sammansatta strukturer ofta svag punkt är inte fibern alls utan lederna som vanligtvis är bundna med epoxi.
Svar
Jag har bara arbetat lite med kompositer men jag släpper in dig på vad jag Det mest användbara men också det svåraste med att använda kolfiber är att det är anisotropiskt, vilket innebär att dess styrka beror på fiberns orientering. Kolfiber är starkare än titan per vikt, men bara om komponenten är väl utformad för syftet det är avsett för. Fibrerna måste vara korrekt orienterade för vad du vill att delen ska göra. Detta ger mycket kontroll över hur mycket flex och styrka det kommer att ha i specifika områden men det är definitivt mer komplicerat. Metaller å andra sidan är isotropa vilket betyder att deras egenskaper inte är beroende av orientering hans betyder att det är lättare att förutsäga hur titan kommer att reagera under stress än kompositer. Det betyder att om du utformar dessa saker, så länge du vet hur stark det behöver vara, skulle titan vara mycket enklare. Det andra som titan har på kolfiber är att kolfiber inte är särskilt bra vid slagbelastning, vilket innebär att det är mer troligt att det går sönder om du tänker uppleva några stötar. Jag skulle säga att totalt sett är en väldesignad koldel starkare (per vikt) men på många sätt måste det du försöker uppnå jämföras specifikt för att göra detta val