В чем разница между алюминием и нержавеющей сталью?

При выборе материалов для строительства, производства или проектов DIY алюминий и нержавеющая сталь являются двумя самыми популярными металлами. Но что именно отличает их? Являетесь ли вы инженером, любителем или просто любопытным, понимание их различий может помочь вам принять обоснованные решения. В этом блоге мы разберем их свойства, приложения, затраты и многое другое, чтобы помочь экспертным источникам, чтобы помочь вам выбрать правильный материал для ваших нужд.

https://www.luckycasefactory.com/aluminum-case/

1. Композиция: из чего они сделаны?

Фундаментальное различие между алюминием и нержавеющей сталью заключается в их композиции.

Алюминийэто легкий, серебристо-белый металл, найденный в земной коре. Чистый алюминий мягкий, поэтому он часто лежит с такими элементами, как медь, магний или кремний для повышения прочности. Например, широко используемый алюминиевый сплав 6061 содержит магний и кремний.

Нержавеющая стальЯвляется ли сплав на основе железа, содержащий не менее 10,5% хром, который создает пассивный оксидный слой для сопротивления коррозииПолем Обычные оценки, такие как 304 нержавеющая сталь, также включают никель и углерод.

2. Сила и долговечность

Требования к силе варьируются в зависимости от применения, поэтому давайте сравним их механические свойства.

Нержавеющая сталь:

Нержавеющая сталь значительно сильнее алюминия, особенно в условиях высокого стресса. Например, нержавеющая сталь 304 составляет растягивающую прочность ~ 505 МПа по сравнению с 6061 алюминием ~ 310 МПа.

Алюминий:

Несмотря на то, что алюминий имеет лучшее соотношение прочности к весу. Это делает его идеальным для аэрокосмических компонентов (таких как рамы самолетов) и транспортной промышленности, где снижение веса имеет решающее значение.

Таким образом, нержавеющая сталь в целом сильнее, но алюминий превосходит, когда имеет легкую прочность.

3. Коррозионная стойкость

Оба металла противостоят коррозии, но их механизмы различаются.

Нержавеющая сталь:

Хром в нержавеющей стали реагирует с кислородом с образованием защитного слоя оксида хрома. Этот самовосстанавливающий слой предотвращает ржавчину, даже при поцарапанном. Такие оценки, как 316 из нержавеющей стали, добавляют молибден для дополнительной устойчивости к соленой воде и химическим веществам.

Алюминий:

Алюминий естественным образом образует тонкий оксидный слой, защищая его от окисления. Тем не менее, он подвержен гальванической коррозии в сочетании с разнородными металлами в влажной среде. Анодирование или покрытия могут повысить его сопротивление.

Таким образом, нержавеющая сталь обеспечивает более надежную коррозионную стойкость, в то время как алюминий требует защитных обработок в суровых условиях.

4. Вес: алюминиевые победы для легких применений

Плотность алюминия составляет около 2,7 г/смЧА, менее трети 8 г/см вне нержавеющей стали,который очень легкий.

·Самолеты и автомобильные детали

·Портативная электроника (например, ноутбуки)

·Потребительские товары, такие как велосипеды и кемпинг

Вздность нержавеющей стали является преимуществом в приложениях, нуждающихся в стабильности, таких как промышленное оборудование или архитектурная опора.

5. Термическая и электрическая проводимость

Теплопроводность:

Алюминий проводит тепло в 3 раза лучше, чем нержавеющая сталь, что делает его идеальным для радиаторов, посуды и систем HVAC.

Электрическая проводимость:

Алюминий широко используется в линии электропередачи и электрической проводки из -за его высокой проводимости (61% меди). Нержавеющая сталь является плохим проводником и редко используется в электрических применениях.

6. Сравнение затрат

Алюминий:

Как правило, дешевле, чем нержавеющая сталь, при этом цены колеблются в зависимости от затрат на энергию (производство алюминия является энергоемким). По состоянию на 2023 год алюминий стоит ~ 2500 долл. США за метрическую тонну.

Нержавеющая сталь:

Более дорогих из -за легирования таких элементов, как хром и никель. Уровень 304 из нержавеющей стали в среднем ~ 3000 долларов за метрическую тонну.

Кончик:Для бюджетных проектов, где вес, выбирайте алюминий. Для долговечности в суровых условиях нержавеющая сталь может оправдать более высокую стоимость.

7. Обучаемость и изготовление

Алюминий:

Мягче и легче разрезать, сгибать или выдавать. Идеально подходит для сложных форм и быстрого прототипирования. Тем не менее, он может приобретать инструменты из -за своей низкой температуры плавления.

Нержавеющая сталь:

Труднее в машине, требуя специализированных инструментов и более медленных скоростей. Тем не менее, он хорошо содержит фигуры и хорошо заканчивается, подходящие для медицинских устройств или архитектурных деталей.

Для сварки нержавеющая сталь требует защиты инертного газа (TIG/MIG), в то время как алюминиевые требования испытывают обработку, чтобы избежать деформации.