Розніца паміж сталлю і алюмініем

Розніца паміж сталлю і алюмініем

Розніца паміж сталлю і алюмініем

Што такое алюмініевыя металы?

Вы ведаеце алюміній? Алюміній - гэта металічны элемент, які распаўсюджаны ў прыродзе. Гэта светлы серабрыста-белы метал з добрай пластычнасцю, ўстойлівасць да карозіі, і лёгкасць. Металічны алюміній можна зрабіць у стрыжні (алюмініевыя стрыжні), лістоў (алюмініевыя пласціны), фальгі (алюмініевая фальга), рулеты (алюмініевыя рулоны), палоскі (алюмініевыя палоскі), і драты.

Металічны алюміній можа ўтвараць аксідную плёнку ў вільготным паветры, каб прадухіліць карозію металу, які дапамагае абараніць алюміній ад далейшага акіслення. Змест алюмінію ў зямной кары саступае толькі кіслароду і крэмнію, і гэта адзін з самых распаўсюджаных металічных элементаў у зямной кары. Дзякуючы сваім унікальным фізіка-хімічным уласцівасцям, алюміній і яго сплавы шырока выкарыстоўваюцца ў такіх важных галінах прамысловасці, як авіяцыя, будаўніцтва, і аўтамабілі.

Алюміній-метал
Алюміній-метал

Што такое сталёвыя металы?

Сталь - гэта сплаў, які складаецца з жалеза, вугляроду і іншых невялікіх колькасцяў элементаў. Гэта агульны тэрмін для жалеза-вугляродных сплаваў з утрыманнем вугляроду паміж 0.02% і 2.11% па масе.

Хімічны склад сталі можа моцна адрознівацца. Сталь, якая змяшчае невялікую колькасць марганца, фосфар, крэмній, серы і іншых элементаў і ўтрыманне вугляроду менш 1.7% называецца вугляродзістай сталі. Сталь з'яўляецца адным з найбольш шырока выкарыстоўваюцца металічных матэрыялаў у свеце і шырока выкарыстоўваецца ў розных галінах, такіх як будаўніцтва, аўтамабілі, аэракасмічны, і машынабуд.

сталь-метал
сталь-метал

Сталь VS Алюміній–Розніца паміж сталлю і алюмініем

Сталь і алюміній з'яўляюцца двума звычайнымі металічнымі матэрыяламі са значнымі адрозненнямі ў многіх аспектах.

Параўнанне цвёрдасці алюмінія і сталі

Сталёвы метал мае розныя тыпы сталі ў залежнасці ад утрымання вугляроду, і ёсць таксама адрозненні ў цвёрдасці. Алюміній металічны таксама падзяляецца на 1000-8000 серыі алюмініевых сплаваў у залежнасці ад розных элементаў, якія ў ім утрымліваюцца, і розныя серыі таксама маюць пэўныя адрозненні ў цвёрдасці.

Алюміній супраць сталі–Цвёрдасць сталі

Цвёрдасць сталі
Віды сталіЦвёрдасць па Роквеллу B (HRB)Цвёрдасць па Брынелю (HB)
Нізкавугляродзістай сталі(AISI 1018)70-85120-150
Сярэдневугляродзістай сталі (AISI 1045)84-100170-220
Высокавугляродзістая сталь (AISI 1095)50-65210-300
Нержавеючая сталь ( AISI 304, 316)80-100170-200
Інструментальная сталь (D2, O1)55-65400-600

Легаваная сталь супраць алюмінія–Цвёрдасць алюмінія

Цвёрдасць алюмінія
Віды сталіЦвёрдасць па Роквеллу B (HRB)Цвёрдасць па Брынелю (HB)
Чысты алюміній(1050,1060,1100,1235)20-2525-35
Алюмініевы сплаў(6061-Т6 алюміній)60-6595-105
Высокатрывалы алюмініевы сплаў(7075-Т6 алюміній)87-90150-160

Сталь супраць алюмінія З дадзеных трываласці, цвёрдасць сталі значна вышэй, чым у алюмінія.

Алюміній супраць трываласці сталі

Алюміній супраць сталі–Трываласць сталі

Трываласць сталі
Віды сталіТрываласць на разрыўМяжа цякучасці
Нізкавугляродзістай сталі(AISI 1018)400-550 МПа250-350 МПа
Сярэдневугляродзістай сталі (AISI 1045)570-700 МПа300-450 МПа
Высокавугляродзістая сталь (AISI 1095)850-1200 МПа600-900 МПа
Нержавеючая сталь ( AISI 304, 316)500-750 МПа200-250 МПа
Інструментальная сталь (D2, O1)700-1500 МПа500-1200 МПа

Легаваная сталь супраць алюмінія–Трываласць алюмінія

Трываласць алюмінія
Віды сталіТрываласць на разрыўМяжа цякучасці
Чысты алюміній(1050,1060,1100,1235)90-110 МПа30-50 МПа
Алюмініевы сплаў(6061-Т6 алюміній)290-310 МПа240-275 МПа
Высокатрывалы алюмініевы сплаў(7075-Т6 алюміній)510-570 МПа430-500 МПа

Сталь супраць алюмінія–Розніца ў шчыльнасці

Шчыльнасць - гэта неад'емная ўласцівасць матэрыі. Чым шчыльней метал, тым лягчэй вага.

Шчыльнасць вызначаецца як маса на адзінку аб'ёму, звычайна выражаецца ў грамах на кубічны сантыметр (г/см³) або кілаграмаў на кубічны метр (кг/м³).

Шчыльнасць сталі

Сталь - гэта сплаў, які складаецца ў асноўным з жалеза і вугляроду, з дадатковымі элементамі, такімі як хром, нікель, марганец, або малібдэн, у залежнасці ад тыпу і маркі сталі. Шчыльнасць сталі нязначна адрозніваецца ў залежнасці ад складу і спосабу яе апрацоўкі.

Дыяпазон шчыльнасці сталі: **~7,75 – 8.05 г/см³ (7,750 – 8,050 кг/м³)

Мяккая вугляродзістая сталь7.85 г/см³
Нержавеючая сталь7.90 – 8.00 г/см³
Высокавугляродзістая сталь7.85 – 7.88 г/см³
Інструментальная сталь7.70 – 8.05 г/см³

Сталь прыкладна 2.9 разоў шчыльней алюмінія. Дзякуючы высокай шчыльнасці і трываласці, сталь добра падыходзіць для прыкладанняў, якія патрабуюць трываласці, калянасць, і высокая грузападымальнасць, такія як будаўніцтва, цяжкая тэхніка, і інструменты.

Шчыльнасць алюмінія

Aluminum is a lightweight metal known for its corrosion resistance, good electrical conductivity, and high strength-to-weight ratio. Aluminum has a much lower density than steel, making it ideal for applications where weight reduction is critical.

Density of pure aluminum2.70 г/см³ (2,700 кг/м³)
6061 алюмініевы сплаў2.70 г/см³
7075 алюмініевы сплаў2.81 г/см³
5052 алюмініевы сплаў2.68 г/см³

The density of aluminum is about one-third that of steel, making it significantly lighter. The density of aluminum alloys varies slightly depending on specific alloying elements such as magnesium, copper, крэмній, and zinc, but the differences are relatively small (within 5%). The lower density of aluminum makes it ideal for applications that require lightweight materials, such as the aerospace, automotive, and transportation industries.

Application comparison of steel vs aluminum

Steel and aluminum are both excellent metals. Both steel and aluminum are widely used in construction, вытворчасць і машынабудаванне, але іх канкрэтнае прымяненне моцна адрозніваецца з-за кантрасных уласцівасцяў, такіх як шчыльнасць, сіла, ўстойлівасць да карозіі і кошт.

Параўнанне прымянення сталі і алюмінію

Прымяненне сталі

Сталь - гэта жалеза-вугляродны сплаў, які змяшчае іншыя легіруючыя элементы (такія як марганец, хрому, і нікель) якія спрыяюць яго трываласці, даўгавечнасць, і ўніверсальнасць. Сталь у залежнасці ад тыпу і маркі, сталь можа праяўляць розныя ўласцівасці, якія робяць яе прыдатнай для шырокага спектру прымянення.

Сталь, якая выкарыстоўваецца ў канструкцыйных кампанентах: Сталь шырока выкарыстоўваецца ў будаўнічых каркасах, бэлькі, слупкі, бэлькі, і арматурныя стрыжні (арматура) дзякуючы сваёй высокай трываласці на разрыў і даўгавечнасці.

Масты: Сталь з'яўляецца матэрыялам выбару для будаўніцтва мастоў (асабліва фермы і кабелі) дзякуючы высокай трываласці і ўстойлівасці да стомленасці.

Чыгуначныя дарогі: У рэйках выкарыстоўваецца сталь, чыгуначныя шляхі, і мастоў дзякуючы сваёй зносаўстойлівасці і здольнасці вытрымліваць вялікія нагрузкі.

Кузаў і шасі аўтамабіля: Многія аўтамабілі выкарыстоўваюць высокатрывалую сталь у якасці ключавога кампанента канструкцыі дзякуючы яе ўдаратрываласці і эканамічнай эфектыўнасці.

Цяжкая тэхніка: Грузавікі, аўтобусы, і цягнікі часта выкарыстоўваюць сталь у якасці канструктыўнага кампанента з-за яе здольнасці вытрымліваць вялікія нагрузкі.

Інструменты і штампы: Інструментальная сталь выкарыстоўваецца для вырабу інструментаў, памірае, формы, і рэжучыя інструменты дзякуючы сваёй цвёрдасці і зносаўстойлівасці.

Цяжкае машынабудаванне: Сталь з'яўляецца важным матэрыялам для цяжкага абсталявання, такога як краны, бульдозеры і экскаватары, паколькі трываласць і даўгавечнасць важныя.

Аплікацыі з алюмінія

Алюміній - гэта лёгкі метал з выдатнай устойлівасцю да карозіі, пластычнасць, і цепла- і электраправоднасць. Алюміній часта злучаюць з іншымі элементамі, такімі як магній, крэмній, copper, і цынк для паляпшэння яго трываласці і іншых механічных уласцівасцяў.

Выкарыстанне алюмінія ў аэракасмічнай прамысловасці:
Лятальныя канструкцыі: Алюмініевыя сплавы (напр., 7075, 2024) шырока выкарыстоўваюцца ў каркасах самалётаў, панэлі фюзеляжа, крылы, і іншыя канструктыўныя кампаненты з-за нізкай шчыльнасці і высокага суадносін трываласці і вагі.

Касмічны карабель: Алюміній таксама выкарыстоўваецца ў ракетах, спадарожнікі, і касмічныя станцыі, дзе зніжэнне вагі мае вырашальнае значэнне.

Кузаўныя панэлі і рамы: Лёгкія алюмініевыя сплавы ўсё часцей выкарыстоўваюцца ў кузавах аўтамабіляў, выцяжкі, дзверы, і блокі рухавікоў для зніжэння вагі, палепшыць паліўную эфектыўнасць, і больш нізкія выкіды.

Электрычныя транспартныя сродкі (Электромабілі): Электрамабілі аддаюць перавагу алюмінію, каб паменшыць агульную вагу, павялічыць запас ходу аўтамабіля, і павысіць эфектыўнасць.

Знешняя ашалёўка будынкаў і дах: Алюміній выкарыстоўваецца для вонкавага ашалёўкі будынкаў, дахавыя, і аконныя рамы для яго ўстойлівасці да карозіі, лёгкі вага, і эстэтыч.

Сцяжкі і канструкцыі: Алюмініевыя рыштаванні аддаюць перавагу сталёвым, таму што яны простыя ў звароце і лёгкія, што спрашчае мантаж і дэмантаж.

Упаковачная прамысловасць:
Банкі і фальга: Алюміній выкарыстоўваецца для вырабу слоікаў для напояў, харчовыя кантэйнеры, і фальга, таму што яе можна фармаваць, лёгкі, і непранікальны для святла, вільгаць, і паветра.

Правады: Алюміній выкарыстоўваецца ў лініях электраперадачы і правадах, таму што ён з'яўляецца добрым правадніком электрычнасці і лягчэйшы за медзь.
Радыятары: Алюміній выкарыстоўваецца для рассейвання цяпла ў электронных прыладах з-за яго высокай цеплаправоднасці і малой вагі.

Карпусы: Алюміній выкарыстоўваецца ў карпусах караблёў і яхт, таму што ён устойлівы да карозіі ў марскіх умовах і лёгкі, тым самым павялічваючы хуткасць і паліўную эфектыўнасць.