Нержавеющая сталь против алюминия: Что лучше? Глубокий анализ

Освоите мир нержавеющей стали против алюминия. Оба металла являются надежными друзьями в построении вещей. Здесь будем готовы узнать много нового о них. Цель состоит в том, чтобы выяснить, кто из них заслуживает короны. Эксперты выносят факты на стол.

Что такое нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь, сплав железа, содержит хром в минимальном количестве 10,5%. Также добавляют никель, молибден и азот. Нержавеющая сталь обладает необыкновенной прочностью и устойчива к коррозии. Тем не менее, в борьбе между нержавеющей сталью и алюминием нержавеющая сталь весит больше. Особо стоит отметить применение в посуде, медицинских инструментах и автозапчастях.

Что такое алюминий?

С другой стороны, алюминий содержит руду бокситов. Составляя 8% земной коры, алюминий легче, чем нержавеющая сталь. В отличие от него, имеет превосходные электропроводные свойства. Кроме того, алюминий обладает отличными тепловыми свойствами. Важное применение включает детали летательных аппаратов и жестяные банки.

Например, дебаты о водных бутылках из алюминия и нержавеющей стали зависят от предпочтения легкости или прочности.

Производительность материала в различных средах

Таблица о производительности материала в различных средах

Прочность и долговечность нержавеющей стали по сравнению с алюминием

Предел прочности на растяжение

Люди используют нержавеющую сталь и алюминий различными способами. Предел прочности на растяжение у нержавеющей стали высок, составляя 505 мегапаскалей (МПа). Более того, предел прочности на растяжение алюминия ниже, всего 110 МПа.

Strength

Строители и производители любят сталь из-за ее прочности. Нержавеющая сталь используется в трубах, стержнях и листах, которые делают мосты и здания прочными. Однако легкий алюминий позволяет летающим объектам, таким как самолеты, взмывать в небо.

Прочность на усталость

Прочность на усталость измеряет, как материалы ведут себя под действием повторяющегося напряжения. Для нержавеющей стали прочность на усталость составляет 250 МПа. В свою очередь, у алюминия прочность на усталость составляет 96,5 МПа.

Высокая прочность на усталость делает сталь идеальной для пружин и зубчатых колес. В то время как алюминий подходит для рам велосипедов и гоночных автомобилей, где вес имеет значение.

Ударная прочность

Ударная прочность важна для безопасности. У нержавеющей стали она выше из-за ее крепкой структуры. Алюминий легче гнется, поэтому лучше поглощает удары.

Для автомобильных бамперов нержавеющая сталь является надежным выбором. С другой стороны, алюминий подходит для шлемов и защитного снаряжения. Нужно понимать, что нержавеющая сталь устойчива к вмятинам, а алюминий смягчает удары.

Устойчивость к износу

Устойчивость к износу определяет, насколько долго материалы противостоят истиранию. Нержавеющая сталь блестит с рейтингом от 40 до 80 g по тесту ASTM G65. Алюминий показывает более высокий показатель износа, от 150 до 250 g. Алюминиевая посуда с анодированным покрытием противостоит нержавеющей стали в долговечности кастрюль и сковород. В отличие от этого, алюминиевая посуда быстрее изнашивается.

Предел прочности на сжатие

Нержавеющая сталь выдерживает до 220 000 psi. В отличие от этого, алюминий выдерживает максимум 70 000 psi. Например, если рассматривать алюминиевые и нержавеющие чехлы для часов Apple Watch 4, то чехол из нержавеющей стали выдерживает большее давление.

Предел прочности на сдвиг

У алюминия предел прочности составляет 40 000 psi, в то время как у нержавеющей стали он равен 70 000 psi. В случае сравнения алюминиевых и нержавеющих часов Apple Watch 5, это означает, что часы из нержавеющей стали лучше выдерживают разрезы. Инженеры используют нержавеющую сталь в лезвиях и хирургических инструментах.

Твердость

Тесты твердости по методу Роквелла показывают, что нержавеющая сталь достигает 95Rb, в то время как у алюминия этот показатель всего 60Rb. Теперь понятно, почему часы Apple Watch 6 из нержавеющей стали устойчивы к царапинам лучше.

Модуль упругости

Модуль упругости алюминия составляет 10 000 ksi, что в три раза меньше, чем у нержавеющей стали – 28 000 ksi. В соревновании между нержавеющей сталью и титаном и алюминием, титан и нержавеющая сталь выигрывают. Больший модуль упругости у нержавеющей стали означает меньшую гибкость.

Предел текучести

Здесь нержавеющая сталь имеет диапазон 30 000–90 000 psi, а у алюминия – 40 000 psi. Черный чехол для часов Apple Watch из нержавеющей стали выдерживает больший вес, прежде чем деформируется.

Формование и обработка нержавеющей стали по сравнению с алюминием

» Формование нержавеющей стали

Когда дело доходит до изготовления и формования металла, нержавеющая сталь проявляет себя с лучшей стороны. Один из распространенных типов, 304 нержавеющая сталь, хорошо поддается формованию. Также эксперты одобряют 316L за высокую стойкость к коррозии. Однако нержавеющая сталь марки 430 требует дополнительного ухода при формовании.

Кроме того, хром и никель в составе делают сталь блестящей. В двух словах, нержавеющая сталь доказывает свои преимущества в прочности и блеске.

» Формование алюминия

Перейдем к алюминию. Из-за своей легкости алюминий легко гнется. Сплавы 3003 и 5052 остаются популярными для листового металла. Кроме того, алюминий прекрасно устойчив к ржавчине. Более того, 6061 алюминий с добавлением кремния и магния обладает отличной свариваемостью.

Имейте в виду: для избежания трещин алюминий требует бережного обращения. Поэтому специалисты выбирают его для плавных изгибов и практически неощутимой легкости.

» Обработка нержавеющей стали

Вступаем в мир резки и сверления нержавеющей стали. Здесь лидирует марка 303 бла
годаря добавленному серу. Для тяжелых работ рекомендуется использовать нержавеющую сталь марки 416. Помните, что инструменты из быстрорежущей стали (HSS) прекрасно справляются с нержавеющей сталью.

» Обработка алюминия

В отличие от этого, обработка алюминия имеет свои особенности. Сплавы 6061-Т6 и 2024 обрабатываются легко, словно масло. Карбидные инструменты точат алюминиевые листы, как нож через масло.

Даже без смазки тепло остается низким. Поэтому обработка алюминия приводит к легким, незаржавевающим деталям для всего под солнцем.

» Сваряемость нержавеющей стали

С нержавеющей сталью марки 316L обнаруживается отличная сваряемость. Например, для правильного сплавления лист толщиной 20-й меры требует 100 ампер. Кроме того, защитный газ под названием аргон удерживает искры подальше. Затем процесс сварки электродом в защитном газе (TIG) надежно соединяет части. Наконец, нержавеющая сталь обеспечивает сварные соединения, защищенные от коррозии, даже в соленой воде!

» Сваряемость алюминия

Алюминий, особенно сплав 6061, демонстрирует впечатляющие сварочные способности. Будучи третью частью веса нержавеющей стали, металл требует меньше энергии, примерно 65 ампер для толщины 1/8 дюйма. Для этого удобно использовать импульсную сварку металлическим инертным газом (MIG).

» Характеристики гибкости

Когда речь заходит о гибке, нержавеющая сталь проявляет жесткость. Например, марка 304 возвращается примерно на 3°. Для изгиба листа под углом 90° существенен угол изгиба в 87°. Напротив, алюминий гнется с легкостью.

» Способность к глубокой вытяжке

Глубокая вытяжка проверяет силу металлов. Нержавеющая сталь 430 с пределом прочности 450 мегапаскалей выдерживает испытание. Металл создает прочные кухонные мойки и кастрюли через этот процесс. С другой стороны, сплав алюминия 3003 обладает пластичностью с прочностью 130 мегапаскалей. Для топливных баков и посуды алюминий становится горячим фаворитом.

» Легкость резки

Нержавеющая сталь имеет тенденцию сопротивляться силам резки. Марка 440C благодаря своей потрясающей прочности 700 мегапаскалей тупит режущие инструменты. Необходимы высокоскоростные стали. Алюминий с его нижней пределенной прочностью 55 мегапаскалей режется как масло.

Нержавеющая сталь против алюминия – различия в сварке

Температура плавления

Для плавления нержавеющей стали требуется 2 550°F. Алюминий, с другой стороны, плавится всего при 1 221°F. В производстве нагревание нержавеющей стали занимает больше времени и энергии.

Теплопроводность

Теперь, что касается теплопроводности, алюминий является звездой. Способность алюминия передавать тепло составляет 250 Вт/м∙К. Для нержавеющей стали это намного меньше, всего 16 Вт/м∙К. Представьте себе apple watch series 7. Если тепло передается быстро, часы остаются прохладными. Многие выбирают алюминий из-за этого.

Электропроводность

Далее учтите электропроводность. Алюминий славится значением электропроводности 37,7 МС/м. Нержавеющая сталь отстает со значением 1,45 МС/м. Это делает алюминий отличным для электрических работ. В чехле из нержавеющей стали apple watch против алюминия, алюминий обеспечивает легкую передачу сигналов. Теперь подумайте о чехлах для телефонов. Алюминий не даст вам пропустить ни одного важного звонка!

Вес

Алюминий похож на перо по сравнению с нержавеющей сталью. Один кубический фут алюминия весит примерно 168,48 фунтов. Нержавеющая сталь? Громоздкие 494,21 фунтов! Кроме того, алюминий используется в самолетах. Меньший вес означает высокий полет! Тем временем нержавеющая сталь используется в строительстве прочных мостов.

Устойчивость к коррозии

Нержавеющая сталь хвастается хромовым слоем. Всего 10,5% хрома формирует щит против ржавчины. Алюминий реагирует с воздухом, образуя оксид алюминия. Следовательно, алюминий также устойчив к ржавчине.

Техники сварки

Алюминий плавится при 1 221°F. Нержавеющая сталь, напротив, плавится примерно при 2 500°F. В результате для сварки алюминия требуется меньше тепла. MIG и TIG сварка подходят для алюминия. В отличие от этого, нержавеющая сталь предпочитает сварку плавлением и точечную сварку.

Подготовка сварного соединения

Для подготовки сварных соединений алюминий требует внимательности. Оксид на алюминии плавится при 3 700°F, намного выше, чем сам алюминий.

Внешний вид сварного шва

Исследуйте законченный сварной шов. Сварные швы из алюминия могут казаться тусклыми и бледными. Сварные швы из нержавеющей стали, напротив, имеют блестящий и чистый вид.

Стоимость

В долгосрочной перспективе алюминий остается экономически выгодным выбором. Вначале, нержавеющая сталь может быть более дорогой. Алюминий, будучи изобильным, имеет более низкую цену.

Характеристики сплавов

В сварке нержавеющая сталь и алюминий ведут себя по-разному. Нержавеющая сталь плавится приблизительно при 2500°F, тогда как алюминий плавится около 1220°F. Эксперты используют TIG (инертный газ вольфрама) для алюминия и MIG (инертный газ металла) для нержавеющей стали.

Кроме того, для кофейников Bialetti из нержавеющей стали и алюминия требуется разная сварка. По сути, для нержавеющей стали требуется большее количество тепла и энергии для качественной сварки.

Искажение

При нагревании алюминий расширяется почти вдвое больше, чем нержавеющая сталь. Это большое изменение! Поэтому, если сварщики не будут осторожны, алюминий может исказиться и изогнуться.

Чтобы избежать этого, эксперты используют зажимы для фиксации деталей литых грилей из алюминия и нержавеющей стали на месте. Также помогают меньшее количество тепла и быстрая сварка.

Материал для наполнения

Выбор правильного материала для наполнения играет важную роль. Для сварки нержавеющей стали требуется применение стержня 308L, в то время как для алюминия нужен стержень 4043. Кроме того, производство кухонной утвари из нержавеющей стали и алюминия требует различных материалов для наполнения.

При сварке алюминиевых форм для выпечки и нержавеющей стали умное выбор материала для наполнения гарантирует более долговечную посуду! Таким образом, правильный выбор наполнителя обеспечивает крепкие и долговечные сварные соединения в обоих случаях.

Послесварочная обработка

После сварки нержавеющая сталь обычно проходит процесс отжига и пассивации для удаления примесей и улучшения сопротивления коррозии. В отличие от этого, алюминий часто подвергается анодированию. Например, обработка кухонной утвари из анодированного алюминия и нержавеющей стали calphalon различается.

Анодирование алюминия добавляет защитный слой, делая его устойчивым к царапинам. Тем временем обработки из нержавеющей стали сохраняют ее блеск и защищают от ржавчины.

Оксидный слой

Оксидный слой влияет на сварку. Тонкий оксидный слой нержавеющей стали создает меньше проблем. В то время как толстый оксидный слой алюминия должен быть удален перед сваркой.

Например, противень для печенья из алюминия и нержавеющей стали имеют различные оксидные слои. Оксид алюминия плавится приблизительно при 3700°F, что гораздо выше, чем сам металл.

Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия возникает, когда разные металлы, такие как алюминий и нержавеющая сталь, соприкасаются в присутствии электролита. Например, когда вы сравниваете алюминиевые и нержавеющие стали Apple Watch, алюминий быстрее коррозирует рядом с нержавеющей сталью из-за гальванического действия.

Поэтому производители наносят покрытия, чтобы предотвратить контакт между металлами. Эта предосторожность продлевает срок службы деталей, изготовленных из алюминия и нержавеющей стали.

Сравнение веса и плотности

» Плотность нержавеющей стали

Сравнивая нержавеющую сталь и алюминий. Нержавеющая сталь в сущности обладает более высокой плотностью. Внутри ее ядра можно найти примерно 8000 килограммов на кубический метр. Представьте, что вы заполняете 1-метровый ящик нержавеющей сталью. Вы столкнетесь с весом, приближающимся к 8000 кг.

Несомненно, этот вес способствует общей долговечности нержавеющей стали. Однако бóльшая плотность также означает, что нержавеющая сталь может быть не лучшим выбором там, где вес имеет значение, например, при использовании литой алюминиевой стали вместо нержавеющей стали.

» Плотность алюминия

Теперь обратите внимание на алюминий. Этот металл значительно легче. В пределах одного кубического метра вы обнаружите примерно 2700 килограммов алюминия.

Это значительно меньше, чем у нержавеющей стали! С меньшим весом алюминий приносит выгоду, особенно когда речь идет о различиях между нержавеющей сталью для Apple Watch и алюминием или даже между нержавеющей сталью для Samsung Galaxy Watch и алюминием. Он легче на запястье, и не забывайте о его значимости в транспортной и строительной отраслях, где существенно снижается общая нагрузка.

Тем не менее, более легкая плотность зачастую означает меньшую прочность, поэтому алюминий может быть не идеальным выбором там, где важна высокая прочность.

Применение и отрасли

Строительная отрасль

При строительстве выбор между нержавеющей сталью и алюминием имеет важное значение. Балки из нержавеющей стали обладают прочностью, в то время как алюминий легче. Строители часто используют 304 SS для облицовки и перил. Алюминий отлично подходит для оконных рам. Использование обоих материалов позволяет небоскребам стоять высоко.

Автомобильная отрасть

Автомобили требуют прочных деталей. Нержавеющая сталь используется для выхлопных труб и облицовок. Алюминий находит применение в двигателях и панелях. Благодаря сплаву AL-2024 автомобили становятся легче. Нержавеющая сталь обеспечивает более долговечную производительность. Сочетание обоих материалов может улучшить топливную эффективность.

Авиационная отрасль

Самолеты обожают легкие материалы. AL-7075 создает легкие крылья. С другой стороны, SS-316 идеально подходит для шасси самолетов. В ракетах, нержавеющая сталь обеспечивает теплостойкость. Инженеры выбирают никелево-алюминиевый бронзовые сплавы нержавеющей стали при необходимости одновременно прочности и легкости.

Медицинские и хирургические применения

Хирурги требуют точности. Скальпели из нержавеющей стали обеспечивают острые разрезы. Устройства на базе алюминия делают медицинские приспособления более легкими. Сплав 6061 AL используется для костылей. Для имплантатов используется нержавеющая сталь SS-316L, обеспечивающая биосовместимость. Надежность и безопасность остаются приоритетными.

Кухонная утварь и оборудование

Горшки и сковородки имеют значение. Для антипригарного свойства становится важным выбор закаленного алюминия по сравнению с нержавеющей сталью. Посуда из нержавеющей стали обладает долговечностью. Алюминий быстро нагревается. Профессиональные повара выбирают алюминиевую посуду с антипригарным покрытием вместо нержавеющей стали для ровного приготовления. Использование обоих вместе может создать кулинарное волшебство.

Электроника и телекоммуникации

Гаджеты становятся умнее. iPhone 13 из алюминия по сравнению с нержавеющей сталью показывает борьбу за превосходство. Рамы iPhone из алюминия по сравнению с нержавеющей сталью — это вопрос стиля и веса. Для часов серии 7 Apple Watch выбор между алюминием и нержавеющей сталью становится разговором города. Нержавеющая сталь придает премиальное ощущение, тогда как алюминий сохраняет легкость гаджетов. Принимающие решения в телекоммуникационной отрасли выбирают то, что любят их клиенты.

Заключение

В сущности, нержавеющая сталь — тяжеловесный чемпион, но алюминий не уступает. С их отличными свойствами оба удивительны. От автомобилей до самолетов и кастрюль, они царствуют. Однако нержавеющая сталь стоит выше в дождливую погоду, в то время как алюминий сияет в легких конструкциях. Для получения лучших металлических изделий обращайтесь в KDMFab. Они руководят и воплощают мечты с высоким профессионализмом.