Пры выбары матэрыялаў для будаўніцтва, вытворчасці або самаробных праектаў алюміній і нержавеючая сталь з'яўляюцца двума найбольш папулярнымі металамі. Але што менавіта адрознівае іх? Незалежна ад таго, ці вы інжынер, аматар ці проста цікаўны, разуменне іх адрозненняў можа дапамагчы вам прымаць абгрунтаваныя рашэнні. У гэтым блогу мы разгледзім іх уласцівасці, прымяненне, кошт і многае іншае — абапіраючыся на экспертныя крыніцы, — каб дапамагчы вам выбраць патрэбны матэрыял для вашых патрэб.
1. Склад: З чаго яны зроблены?
Асноўнае адрозненне паміж алюмініем і нержавеючай сталлю заключаецца ў іх складзе.
Алюміній— лёгкі серабрыста-белы метал, які сустракаецца ў зямной кары. Чысты алюміній мяккі, таму яго часта сплаўляюць з такімі элементамі, як медзь, магній або крэмній, для павышэння трываласці. Напрыклад, шырока выкарыстоўваны алюмініевы сплаў 6061 змяшчае магній і крэмній.
Нержавеючая стальгэта сплаў на аснове жалеза, які змяшчае не менш за 10,5% хрому, што стварае пасіўны аксідны пласт, які супрацьстаіць карозііРаспаўсюджаныя маркі, такія як нержавеючая сталь 304, таксама ўтрымліваюць нікель і вуглярод.
2. Трываласць і даўгавечнасць
Патрабаванні да трываласці адрозніваюцца ў залежнасці ад прымянення, таму давайце параўнаем іх механічныя ўласцівасці.
Нержавеючая сталь:
Нержавеючая сталь значна мацнейшая за алюміній, асабліва ў умовах высокіх нагрузак. Напрыклад, нержавеючая сталь маркі 304 мае трываласць на расцяжэнне ~505 МПа ў параўнанні з ~310 МПа алюмінію 6061.
Алюміній:
Нягледзячы на меншую трываласць па аб'ёме, алюміній мае лепшае суадносіны трываласці да вагі. Гэта робіць яго ідэальным для аэракасмічных кампанентаў (напрыклад, рам самалётаў) і транспартнай прамысловасці, дзе зніжэнне вагі мае вырашальнае значэнне.
Такім чынам, нержавеючая сталь у цэлым мацнейшая, але алюміній пераўзыходзіць іншых, калі важная лёгкасць і трываласць.
3. Устойлівасць да карозіі
Абодва металы ўстойлівыя да карозіі, але іх механізмы дзеяння адрозніваюцца.
Нержавеючая сталь:
Хром у нержавеючай сталі рэагуе з кіслародам, утвараючы ахоўны пласт аксіду хрому. Гэты самааднаўляльны пласт прадухіляе іржу, нават калі ёсць драпіны. У такія маркі, як нержавеючая сталь 316, дадаюць малібдэн для дадатковай устойлівасці да салёнай вады і хімічных рэчываў.
Алюміній:
Алюміній натуральным чынам утварае тонкі аксідны пласт, які абараняе яго ад акіслення. Аднак ён схільны да гальванічнай карозіі ў спалучэнні з рознымі металамі ў вільготным асяроддзі. Анадаванне або пакрыцці могуць павысіць яго ўстойлівасць.
Такім чынам, нержавеючая сталь прапануе больш надзейную ўстойлівасць да карозіі, у той час як алюміній патрабуе ахоўнай апрацоўкі ў суровых умовах.
4. Вага: алюміній перамагае ў лёгкіх умовах прымянення
Шчыльнасць алюмінію складае каля 2,7 г/см³, што менш за траціну ад 8 г/см³ нержавеючай сталі.які вельмі лёгкі.
·Запчасткі для самалётаў і аўтамабіляў
·Партатыўная электроніка (напрыклад, ноўтбукі)
·Спажывецкія тавары, такія як ровары і турыстычнае рыштунак
Вага нержавеючай сталі з'яўляецца перавагай у тых выпадках, калі патрэбна ўстойлівасць, напрыклад, у прамысловым абсталяванні або архітэктурных апорах.
5. Цепла- і электраправоднасць
Цеплаправоднасць:
Алюміній праводзіць цяпло ў 3 разы лепш, чым нержавеючая сталь, што робіць яго ідэальным для радыятараў, посуду і сістэм ацяплення, вентыляцыі і кандыцыянавання паветра.
Электраправоднасць:
Алюміній шырока выкарыстоўваецца ў лініях электраперадач і электраправодках дзякуючы высокай праводнасці (61% ад праводнасці медзі). Нержавеючая сталь з'яўляецца дрэнным правадніком і рэдка выкарыстоўваецца ў электратэхніцы.
6. Параўнанне выдаткаў
Алюміній:
Звычайна таннейшы за нержавеючую сталь, прычым цэны вагаюцца ў залежнасці ад выдаткаў на энергію (вытворчасць алюмінію з'яўляецца энергаёмістай). Па стане на 2023 год алюміній каштуе ~2500 долараў за метрычную тону.
Нержавеючая сталь:
Даражэй з-за легіруючых элементаў, такіх як хром і нікель. Нержавеючая сталь маркі 304 каштуе ў сярэднім каля 3000 долараў за метрычную тону.
Парада:Для бюджэтных праектаў, дзе вага мае значэнне, выбірайце алюміній. Для даўгавечнасці ў суровых умовах выкарыстання нержавеючая сталь можа апраўдаць больш высокі кошт.
7. Апрацоўваемасць і выраб
Алюміній:
Мякчэйшы і лягчэйшы ў рэзцы, згінанні або экструзіі. Ідэальна падыходзіць для складаных формаў і хуткага прататыпавання. Аднак можа сапсаваць інструменты з-за нізкай тэмпературы плаўлення.
Нержавеючая сталь:
Складаней апрацоўваецца, патрабуе спецыялізаваных інструментаў і меншай хуткасці. Аднак ён добра трымае форму і мае добрыя вынікі, што дазваляе выкарыстоўваць яго для вырабу медыцынскіх прылад або архітэктурных дэталяў.
Для зваркі нержавеючай сталі патрабуецца абарона ў інэртным газе (TIG/MIG), а алюміній патрабуе вопытнага абыходжання, каб пазбегнуць дэфармацыі.
8. Агульныя прымяненні
Выкарыстанне алюмінію:
·Аэракасмічная прамысловасць (фюзеляжы самалётаў)
·Упакоўка (банкі, фальга)
·Будаўніцтва (акновыя рамы, дах)
·Транспарт (аўтамабілі, караблі)
Выкарыстанне нержавеючай сталі:
·Медыцынскія інструменты
·Кухонная тэхніка (ракавінкі, сталовыя прыборы)
·Рэзервуары для хімічнай апрацоўкі
·Марское абсталяванне (штукатурка для лодак)
9. Устойлівае развіццё і перапрацоўка
Абодва металы на 100% прыдатныя для перапрацоўкі:
·Перапрацоўка алюмінію дазваляе зэканоміць 95% энергіі, неабходнай для першаснай вытворчасці.
Выснова: які вам варта выбраць?
Выбірайце алюміній, калі:
·Вам патрэбен лёгкі і эканамічна выгадны матэрыял.
·Цепла-/электраправоднасць мае вырашальнае значэнне.
·Праект не прадугледжвае экстрэмальных нагрузак або агрэсіўных асяроддзяў.
Выбірайце нержавеючую сталь, калі:
·Трываласць і каразійная ўстойлівасць з'яўляюцца галоўнымі прыярытэтамі.
·Прымяненне прадугледжвае высокія тэмпературы або ўздзеянне агрэсіўных хімічных рэчываў.
·Эстэтычная прывабнасць (напрыклад, паліраваная аздабленне) мае значэнне.
Час публікацыі: 25 лютага 2025 г.
