Яка різниця між алюмінієм та нержавіючою сталлю?

Коли ви обираєте матеріали для будівництва, виробництва чи проектів «зроби сам», алюміній та нержавіюча сталь є двома найпопулярнішими металами. Але що саме відрізняє їх? Незалежно від того, чи ви інженер, аматор чи просто допитливий, розуміння їхніх відмінностей може допомогти вам приймати обґрунтовані рішення. У цьому блозі ми розглянемо їхні властивості, застосування, вартість тощо — спираючись на експертні джерела, — щоб допомогти вам вибрати правильний матеріал для ваших потреб.

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

1. Склад: З чого вони зроблені?

Фундаментальна відмінність між алюмінієм та нержавіючою сталлю полягає в їхньому складі.

Алюміній— це легкий сріблясто-білий метал, що міститься в земній корі. Чистий алюміній м’який, тому його часто сплавляють з такими елементами, як мідь, магній або кремній, для підвищення міцності. Наприклад, широко використовуваний алюмінієвий сплав 6061 містить магній і кремній.

Нержавіюча стальце сплав на основі заліза, що містить щонайменше 10,5% хрому, що створює пасивний оксидний шар для захисту від корозіїЗвичайні марки, такі як нержавіюча сталь 304, також містять нікель та вуглець.

2. Міцність та довговічність

Вимоги до міцності різняться залежно від застосування, тому давайте порівняємо їхні механічні властивості.

Нержавіюча сталь:

Нержавіюча сталь значно міцніша за алюміній, особливо в умовах високих напружень. Наприклад, нержавіюча сталь марки 304 має міцність на розрив ~505 МПа, порівняно з ~310 МПа алюмінію 6061.

Алюміній:

Хоча алюміній менш міцний за об'ємом, він має краще співвідношення міцності до ваги. Це робить його ідеальним для аерокосмічних компонентів (таких як каркаси літаків) та транспортної галузі, де зниження ваги є критично важливим.

Отже, нержавіюча сталь загалом міцніша, але алюміній перевершує інших, коли важлива легкість та міцність.

3. Стійкість до корозії

Обидва метали стійкі до корозії, але їхні механізми дії відрізняються.

Нержавіюча сталь:

Хром у нержавіючій сталі реагує з киснем, утворюючи захисний шар оксиду хрому. Цей самовідновлювальний шар запобігає іржі, навіть якщо є подряпини. Такі марки, як нержавіюча сталь 316, містять молібден для додаткової стійкості до солоної води та хімічних речовин.

Алюміній:

Алюміній природним чином утворює тонкий оксидний шар, що захищає його від окислення. Однак він схильний до гальванічної корозії при взаємодії з різнорідними металами у вологому середовищі. Анодування або покриття можуть підвищити його стійкість.

Отже, нержавіюча сталь пропонує більш стійку до корозії, тоді як алюміній потребує захисної обробки в суворих умовах.

4. Вага: Алюміній перемагає у легких застосуваннях

Густина алюмінію становить близько 2,7 г/см³, що менше третини від 8 г/см³ нержавіючої сталі,який дуже легкий.

·Деталі для літаків та автомобілів

·Портативна електроніка (наприклад, ноутбуки)

·Споживчі товари, такі як велосипеди та туристичне спорядження

Вага нержавіючої сталі є перевагою в застосуваннях, що потребують стійкості, таких як промислове обладнання або архітектурні опори.

5. Тепло- та електропровідність

Теплопровідність:

Алюміній проводить тепло в 3 рази краще, ніж нержавіюча сталь, що робить його ідеальним для радіаторів, кухонного посуду та систем опалення, вентиляції та кондиціонування повітря.

Електропровідність:

Алюміній широко використовується в лініях електропередач та електропроводці завдяки своїй високій провідності (61% від міді). Нержавіюча сталь є поганим провідником і рідко використовується в електротехніці.

6. Порівняння вартості

Алюміній:

Зазвичай дешевший за нержавіючу сталь, ціни коливаються залежно від витрат на енергію (виробництво алюмінію є енергоємним). Станом на 2023 рік алюміній коштує ~2500 доларів за метричну тонну.

Нержавіюча сталь:

Дорожча через легуючі елементи, такі як хром та нікель. Нержавіюча сталь марки 304 коштує в середньому ~3000 доларів за метричну тонну.

Порада:Для бюджетних проектів, де вага має значення, обирайте алюміній. Для довговічності в суворих умовах використання нержавіючої сталі може виправдати вищу вартість.

7. Оброблюваність та виготовлення

Алюміній:

М'якший та легший у різанні, згинанні або екструдуванні. Ідеально підходить для складних форм та швидкого прототипування. Однак, може зіпсувати інструменти через низьку температуру плавлення.

Нержавіюча сталь:

Важче обробляється механічно, вимагає спеціалізованих інструментів та менших швидкостей. Однак, він добре тримає точні форми та має гарну обробку, що підходить для медичних пристроїв або архітектурних деталей.

Для зварювання нержавіючої сталі потрібен захист інертним газом (TIG/MIG), тоді як алюміній вимагає досвідченого поводження, щоб уникнути деформації.