Alumiinium ja roostevaba teras võivad tunduda sarnased, kuid tegelikult on need üsna erinevad. Pidage meeles neid 10 erinevust ja kasutage neid oma projekti jaoks metallitüübi valimisel juhisena.
- Tugevuse ja kaalu suhe. Alumiinium ei ole üldiselt nii tugev kui teras, kuid see on ka palju kergem. See on peamine põhjus, miks lennukid on valmistatud alumiiniumist.
- Korrosioon. Roostevaba teras koosneb rauast, kroomist, niklist, mangaanist ja vasest. Korrosioonikindluse tagamiseks lisatakse kroomi. Alumiinium on väga vastupidav oksüdatsioonile ja korrosioonile, seda peamiselt tänu spetsiaalsele metallpinnal olevale kile (passiveerimiskiht). Alumiiniumi oksüdeerumisel muutub selle pind valgeks ja mõnikord tekivad lohud. Mõnes äärmuslikus happelises või aluselises keskkonnas võib alumiinium katastroofilise kiirusega korrodeeruda.
- Soojusjuhtivus. Alumiiniumil on palju parem soojusjuhtivus kui roostevabal terasel. See on üks peamisi põhjuseid, miks seda kasutatakse autode radiaatorite ja kliimaseadmete jaoks.
- Hind. Alumiinium on tavaliselt odavam kui roostevaba teras.
- Valmistatavus. Alumiinium on üsna pehme ja seda on kergem lõigata ja deformeerida. Roostevaba teras on tugevam materjal, kuid sellega on raskem töötada, kuna seda on raskem deformeerida.
- Keevitamine. Roostevaba terast on suhteliselt lihtne keevitada, samas kui alumiinium võib olla problemaatiline.
- Termilised omadused. Roostevaba terast saab kasutada palju enamaks kõrged temperatuurid kui alumiinium, mis võib juba 200 kraadi juures väga pehmeks muutuda.
- Elektrijuhtivus. Roostevaba teras on enamiku metallidega võrreldes väga halb juht. Alumiinium, vastupidi, on väga hea elektrijuht. Tänu kõrgele juhtivusele, madal mass ja korrosioonikindlus kõrgepinge õhuliinid jõuülekanded on tavaliselt valmistatud alumiiniumist.
- Tugevus. Roostevaba teras on tugevam kui alumiinium.
- Mõju toidule. Roostevaba teras reageerib toiduga vähem. Alumiinium võib reageerida toiduainetele, mis võivad mõjutada metalli värvi ja lõhna.
Kas pole ikka veel kindel, milline metall sobib teie vajadustele? Võtke meiega ühendust telefoni teel, e-mail või tule meie kontorisse. Meie klienditeenindusjuhid aitavad teil õige valiku teha!
Alumiiniumi kirjeldus: Alumiiniumil pole polümorfseid teisendusi ja sellel on näokeskne kuupvõre, mille periood a = 0,4041 nm. Alumiinium ja selle sulamid sobivad hästi kuum- ja külmdeformatsiooniks – valtsimiseks, sepistamiseks, pressimiseks, tõmbamiseks, painutamiseks, lehtede stantsimine ja muud toimingud.
Kõiki alumiiniumisulameid saab ühendada punktkeevitus, ja spetsiaalseid sulameid saab keevitada sulatamise ja muud tüüpi keevitamise teel. Deformeeruvad alumiiniumisulamid jagunevad karastatavateks ja kuumtöötlemise teel karastamatuteks.
Sulamite kõiki omadusi ei määra mitte ainult pooltooriku saamise meetod ja kuumtöötlus, vaid peamiselt keemiline koostis ja eriti iga sulamit tugevdavate faaside olemus. Vananemise omadused alumiiniumisulamid sõltuvad vananemise tüüpidest: tsoon, faas või koagulatsioon.
Koagulatsiooni vananemise staadiumis (T2 ja T3) suureneb korrosioonikindlus märkimisväärselt ning tugevusomaduste, pingekorrosioonikindluse, koorimiskorrosioonikindluse, purunemiskindluse (K 1c) ja plastilisuse (eriti vertikaalsuunas) optimaalseim kombinatsioon. tagatud.
Pooltoodete seisukord, plaadistuse olemus ja proovide lõikamise suund on näidatud järgmiselt - Legend valtsitud alumiinium:
M - pehme, lõõmutatud
T – karastatud ja loomulikult vananenud
T1 – karastatud ja kunstlikult vanandatud
T2 – karastatud ja kunstlikult vanandatud vastavalt režiimile, mis tagab suurema murdumiskindluse ja parema vastupidavuse pingekorrosioonile
TZ – karastatud ja kunstlikult vanandatud vastavalt režiimile, mis tagab kõrgeima vastupidavuse pingekorrosioonile ja purunemiskindlusele
N - külmtöödeldud (sulamite, näiteks duralumiiniumi lehtede värvitöötlus umbes 5–7%)
P – poolkarastatud
H1 – tugevalt külmavärviline (leht külmtöötlemine ligikaudu 20%)
TPP – karastatud ja looduslikult vanandatud, suurenenud tugevus
GK – kuumvaltsitud (lehed, tahvlid)
B - Tehnoloogiline vooder
A - Tavaline plaatimine
UP – paksendatud vooder (8% külje kohta)
D – pikisuunas (piki kiudu)
P - põikisuunas
B – kõrguse suund (paksus)
X – Akordi suund
R – radiaalsuund
PD, DP, VD, VP, ХР, РХ - proovi lõikamise suund, mida kasutatakse murdumiskindluse ja väsimuspragude kasvukiiruse määramiseks. Esimene täht iseloomustab proovi telje suunda, teine - tasapinna suunda, näiteks: PV - proovi telg langeb kokku pooltoote laiusega ja pragude tasapind on paralleelne kõrguse või paksusega .
Alumiiniumi analüüs ja proovide võtmine: maagid. Praegu toodetakse alumiiniumi ainult ühte tüüpi maagist - boksiidist. Tavaliselt kasutatavad boksiidid sisaldavad 50–60% A12O3,<30% Fe 2 О 3 , несколько процентов SiО 2 , ТiО 2 , иногда несколько процентов СаО и ряд других окислов.
Boksiidist võetakse proove üldiste reeglite järgi, pöörates erilist tähelepanu niiskuse imendumise võimalusele materjali poolt, samuti suurte ja väikeste osakeste erinevatele vahekordadele. Proovi kaal sõltub uuritava proovi suurusest: igast 20 tonnist on vaja valida koguprooviks vähemalt 5 kg.
Boksiidi proovide võtmisel koonusekujuliste virnadena murtakse kõigilt 1 m raadiusega ringis lamavatelt >2 kg kaaluvatelt suurtelt tükkidelt ära väikesed tükid ja võetakse labidasse. Puuduv maht täidetakse väikeste materjaliosakestega, mis on võetud testitud koonuse külgpinnalt.
Valitud materjal kogutakse tihedalt suletud anumatesse.
Kogu proovimaterjal purustatakse purustis 20 mm suurusteks osakesteks, valatakse koonusesse, redutseeritakse ja purustatakse uuesti osakesteks.<10 мм. Затем материал еще раз перемешивают и отбирают пробы для определения содержания влаги. Оставшийся материал высушивают, снова сокращают и измельчают до частиц размером < 1 мм. Окончательный материал пробы сокращают до 5 кг и дробят без остатка до частиц мельче 0,25 мм.
Edasine proovi ettevalmistamine analüüsiks toimub pärast kuivatamist temperatuuril 105° C. Analüüsitava proovi osakeste suurus peab olema alla 0,09 mm, materjali kogus 50 kg.
Ettevalmistatud boksiidiproovid on väga altid kihistumisele. Kui proovid koosnevad osakestest suurusega<0,25 мм, транспортируют в сосудах, то перед отбором части материала необходимо перемешать весь материал до получения однородного состава. Отбор проб от криолита и фторида алюминия не представляет особых трудностей. Материал, поставляемый в мешках и имеющий однородный состав, опробуют с помощью щупа, причем подпробы отбирают от каждого пятого или десятого мешка. Объединенные подпробы измельчают до тех пор, пока они не будут проходить через сито с размером отверстий 1 мм, и сокращают до массы 1 кг. Этот сокращенный материал пробы измельчают, пока он не будет полностью проходить через сито с размером отверстий 0,25 мм. Затем отбирают пробу для анализа и дробят до получения частиц размером 0,09 мм.
Sula alumiiniumi elektrolüüsil elektrolüütidena kasutatavate vedelate fluoriidisulamite proovid võetakse vedelsulamist teraskulbiga pärast vanni pinnalt tahkete setete eemaldamist. Sulatuse vedel proov valatakse vormi ja saadakse väike valuplokk mõõtmetega 150x25x25 mm; seejärel purustatakse kogu proov laboriproovi osakeste suuruseks alla 0,09 mm...
Alumiiniumi sulatamine: Olenevalt tootmismahust, valamise iseloomust ja energiavõimalustest saab alumiiniumisulamite sulatamist teostada tiigliahjudes, takistuselektriahjudes ja induktsioonelektriahjudes.
Alumiiniumsulamite sulatamine peaks tagama mitte ainult valmissulami kõrge kvaliteedi, vaid ka ühikute kõrge tootlikkuse ja lisaks minimaalsed valukulud.
Kõige progressiivsem meetod alumiiniumisulamite sulatamiseks on induktsioonkuumutamine tööstuslike sagedusvooludega.
Alumiiniumisulamite valmistamise tehnoloogia koosneb samadest tehnoloogilistest etappidest nagu mis tahes muudel metallidel põhinevate sulamite valmistamise tehnoloogia.
1. Värskete seametallide ja sulamite sulatamisel laaditakse esmalt alumiinium (terviklikult või osadena) ja seejärel sulamid lahustatakse.
2. Sulatamisel, kasutades laengus sea eelsulamit või sea silumiini, laaditakse ja sulatatakse esmalt seasulamid ning seejärel lisatakse vajalik kogus alumiiniumi ja sulameid.
3. Juhul, kui laeng koosneb jäätmetest ja seametallidest, laaditakse see järgmises järjestuses: sea primaaralumiinium, defektsed valandid (valuplokid), jäätmed (esimene sort) ning rafineeritud ümbersulatus ja sulamid.
Vase võib sulamisse sisestada mitte ainult sulami, vaid ka elektrolüütilise vase või jäätmete kujul (sisseviimine lahustamise teel).
Praegu saab Venemaa turul kõige levinumad NVF-süsteemid jagada kolme suurde rühma:
- alumiiniumisulamitest valmistatud kattekonstruktsioonidega süsteemid;
- polümeerkattega galvaniseeritud terasest kattekonstruktsiooniga süsteemid;
- roostevabast terasest kattekonstruktsiooniga süsteemid.
Kahtlemata on parimate tugevus- ja soojusomadustega roostevabast terasest kattekonstruktsioonid.
Materjalide füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste võrdlev analüüs
*Roostevaba terase ja tsingitud terase omadused erinevad veidi.
Roostevaba terase ja alumiiniumi soojus- ja tugevusomadused
1. Arvestades alumiiniumi 3 korda väiksemat kandevõimet ja 5,5 korda suuremat soojusjuhtivust, on alumiiniumisulamist kronstein tugevam “külmasild” kui roostevabast terasest kronstein. Selle indikaatoriks on ümbritseva konstruktsiooni termilise ühtluse koefitsient. Uurimisandmete kohaselt oli roostevabast terasest süsteemi kasutamisel ümbritseva konstruktsiooni termilise ühtluse koefitsient 0,86-0,92 ja alumiiniumsüsteemide puhul 0,6-0,7, mistõttu on vaja paigaldada suurem isolatsioonipaksus ja vastavalt tõsta fassaadi maksumust .
Moskva jaoks on seinte nõutav soojusülekandetakistus, arvestades soojuse ühtluse koefitsienti, roostevaba kronsteini puhul - 3,13/0,92=3,4 (m2,°C)/W, alumiiniumkonsooli puhul - 3,13/0,7= 4,47 (m 2 .°C)/W, s.o. 1,07 (m 2 .°C)/W kõrgem. Seega tuleks alumiiniumklambrite kasutamisel isolatsiooni paksust (soojusjuhtivuse koefitsiendiga 0,045 W/(m°C) võtta ligi 5 cm rohkem (1,07 * 0,045 = 0,048 m).
2. Alumiiniumklambrite suurema paksuse ja soojusjuhtivuse tõttu võib ehitusfüüsika uurimisinstituudis tehtud arvutuste kohaselt välisõhu temperatuuril -27 °C ankru temperatuur langeda kuni -3,5 °C. ja veelgi madalam, sest Arvutustes eeldati, et alumiiniumklambri ristlõikepindala on 1,8 cm 2, tegelikkuses on see aga 4-7 cm 2. Roostevabast terasest kronsteini kasutamisel oli ankru temperatuur +8 °C. See tähendab, et alumiiniumklambrite kasutamisel töötab ankur vahelduva temperatuuriga tsoonis, kus on võimalik niiskuse kondenseerumine ankrule koos järgneva külmutamisega. See hävitab järk-järgult ankrut ümbritseva seina konstruktsioonikihi materjali ja vähendab vastavalt selle kandevõimet, mis on eriti oluline madala kandevõimega materjalist (vahtbetoon, õõnestellis jne) seinte puhul. .). Samas vähendavad kronsteini all olevad soojusisolatsioonipadjad oma väikese paksuse (3-8 mm) ja kõrge (isolatsiooni suhtes) soojusjuhtivuse tõttu soojuskadu vaid 1-2%, s.o. praktiliselt ei murra "külmasilda" ega mõjuta ankru temperatuuri vähe.
3. Juhikute madal soojuspaisumine. Alumiiniumsulami temperatuurideformatsioon on 2,5 korda suurem kui roostevaba terase oma. Roostevaba teras on madalama soojuspaisumisteguriga (10 10 -6 °C -1) võrreldes alumiiniumiga (25 10 -6 °C -1). Vastavalt on 3-meetriste juhikute pikenemine temperatuuride erinevusega -15 °C kuni +50 °C terase puhul 2 mm ja alumiiniumi puhul 5 mm. Seetõttu on alumiiniumjuhiku soojuspaisumise kompenseerimiseks vaja võtta mitmeid meetmeid:
nimelt lisaelementide lisamine alamsüsteemi - liigutatavad liugurid (U-kujuliste sulgude jaoks) või ovaalsed varrukatega augud neetide jaoks - mitte jäik fikseerimine (L-kujuliste sulgude jaoks).
See toob paratamatult kaasa keerulisema ja kallima alamsüsteemi või vale paigalduse (nagu sageli juhtub, et paigaldajad ei kasuta pukse või kinnitavad koostu lisaelementidega valesti).
Nende meetmete tulemusel langeb raskuskoormus ainult kandvatele kronsteinidele (ülemine ja alumine) ning ülejäänud toimivad ainult toena, mis tähendab, et ankruid ei koormata ühtlaselt ja seda tuleb arendamisel arvestada. projektdokumentatsioon, mida sageli lihtsalt ei tehta. Terasesüsteemides jaotatakse kogu koormus ühtlaselt - kõik sõlmed on jäigalt fikseeritud - väikesed soojuspaisumised kompenseeritakse kõigi elementide tööga elastse deformatsiooni staadiumis.
Klambri konstruktsioon võimaldab roostevabast terasest süsteemides plaatide vahe olla alates 4 mm, alumiiniumsüsteemides aga vähemalt 7 mm, mis samuti ei sobi paljudele klientidele ja rikub hoone välimust. Lisaks peab klamber tagama voodriplaatide vaba liikumise juhikute pikenemise võrra, vastasel juhul plaadid hävivad (eriti juhikute ristumiskohas) või klamber paindub lahti (mõlemad võivad põhjustada voodriplaatide väljakukkumine). Terassüsteemis puudub oht, et klambrijalad painduvad lahti, mis võib alumiiniumsüsteemides aja jooksul juhtuda suurte temperatuurideformatsioonide tõttu.
Roostevaba terase ja alumiiniumi tuleomadused
Roostevaba terase sulamistemperatuur on 1800 °C ja alumiiniumil 630/670 °C (olenevalt sulamist). Temperatuur tulekahju ajal plaadi sisepinnal (vastavalt piirkondliku sertifitseerimiskeskuse “OPYTNOE” katsetulemustele) ulatub 750 °C-ni. Seega võib alumiiniumkonstruktsioonide kasutamisel tekkida aluskonstruktsiooni sulamine ja osa fassaadi (akna avanemise piirkonnas) kokkuvarisemine ning temperatuuril 800-900°C toetab alumiinium ise põlemist. Roostevaba teras ei sula tules, mistõttu on see tuleohutusnõuete jaoks eelistatavam. Näiteks Moskvas ei tohi kõrghoonete ehitamise ajal alumiiniumist aluskonstruktsioone üldse kasutada.
Söövitavad omadused
Tänapäeval on ainsaks usaldusväärseks allikaks konkreetse kattekihi korrosioonikindluse ja vastavalt ka vastupidavuse kohta ExpertKorr-MISiSi ekspertarvamus.
Kõige vastupidavamad konstruktsioonid on valmistatud roostevabast terasest. Selliste süsteemide kasutusiga on keskmise agressiivsusega linnatööstuses vähemalt 40 aastat ja tinglikult puhtas madala agressiivsusega atmosfääris vähemalt 50 aastat.
Alumiiniumsulamitel on tänu oksiidkilele kõrge korrosioonikindlus, kuid kõrge kloriidide ja väävlisisalduse tingimustes atmosfääris võib tekkida kiiresti arenev teradevaheline korrosioon, mis viib konstruktsioonielementide tugevuse olulise vähenemiseni ja nende hävimiseni. . Seega ei ületa alumiiniumsulamitest konstruktsiooni kasutusiga keskmise agressiivsusega linnatööstusatmosfääris 15 aastat. Kuid Rosstroy nõuete kohaselt peavad NVF-i aluskonstruktsiooni elementide valmistamiseks alumiiniumsulamite kasutamisel kõik elemendid tingimata olema anoodilise kattega. Anoodkatte olemasolu pikendab alumiiniumisulamist aluskonstruktsiooni kasutusiga. Kuid aluskonstruktsiooni paigaldamisel ühendatakse selle erinevad elemendid neetidega, mille jaoks puuritakse augud, mis põhjustab kinnituspiirkonnas anoodilise katte rikkumist, st paratamatult tekivad ilma anoodkatteta alad. Lisaks moodustab alumiiniumneedi terassüdamik koos elemendi alumiiniumkeskkonnaga galvaanilise paari, mis toob kaasa ka aktiivsete teradevahelise korrosiooni protsesside arenemise kohtades, kus aluskonstruktsiooni elemendid on kinnitatud. Väärib märkimist, et sageli on konkreetse alumiiniumisulamist aluskonstruktsiooniga NVF-süsteemi madal hind tingitud just süsteemi elementide kaitsva anoodkatte puudumisest. Selliste aluskonstruktsioonide hoolimatud tootjad säästavad toodete kallite elektrokeemiliste anodeerimisprotsesside pealt.
Tsingitud terasel on konstruktsiooni vastupidavuse seisukohalt ebapiisav korrosioonikindlus. Kuid pärast polümeerkatte pealekandmist on polümeerkattega tsingitud terasest valmistatud aluskonstruktsiooni kasutusiga keskmise agressiivsusega linnatööstuses 30 aastat ja tinglikult puhtas madala agressiivsusega atmosfääris 40 aastat.
Võrreldes ülaltoodud alumiinium- ja terasaluskonstruktsioonide näitajaid, võime järeldada, et terasest aluskonstruktsioonid on alumiiniumist kõigis aspektides oluliselt paremad.
Metalltoodete - soojendusega käterätikuivatid ja piirded, nõud ja piirded, restid või käsipuud - valimisel valime ennekõike materjali. Traditsiooniliselt peetakse konkureerivaks roostevaba terast, alumiiniumi ja tavalist musta terast (süsinik). Kuigi neil on mitmeid sarnaseid omadusi, erinevad nad siiski üksteisest oluliselt. Mõttekas on neid võrrelda ja välja mõelda, mis on parem: alumiinium või roostevaba teras(must teras, selle madala korrosioonikindluse tõttu ei võeta arvesse).
Alumiinium: omadused, eelised, puudused
Üks kergemaid metalle, mida üldiselt tööstuses kasutatakse. Juhib väga hästi soojust ja ei allu hapnikukorrosioonile. Alumiiniumi toodetakse mitut tosinat tüüpi: igaühel on oma lisandid, mis suurendavad tugevust, oksüdatsioonikindlust ja tempermalmist. Kui aga välja arvata väga kallis lennukialumiinium, on neil kõigil üks puudus: liigne pehmus. Sellest metallist valmistatud osad deformeeruvad kergesti. Seetõttu on alumiiniumi kasutamine võimatu seal, kus toode puutub töötamise ajal kokku kõrge rõhuga (näiteks veehaamer veevarustussüsteemides).
Alumiiniumi korrosioonikindlus mõnevõrra ülehinnatud. Jah, metall ei "mädane". Kuid ainult tänu kaitsvale oksiidikihile, mis tekib tootele õhu käes mõne tunni jooksul.
Roostevaba teras
Sulamil pole praktiliselt mingeid puudusi - välja arvatud kõrge hind. See ei karda korrosiooni, mitte teoreetiliselt nagu alumiinium, vaid praktiliselt: sellele ei ilmu oksiidkilet, mis tähendab, et aja jooksul roostevaba teras"ei tuhmu.
Alumiiniumist pisut raskem roostevaba teras on väga vastupidav löökidele, kõrgele rõhule ja hõõrdumisele (eriti mangaani sisaldavad terased). Selle soojusülekanne on halvem kui alumiiniumil: kuid tänu sellele metall ei "higi" ja sellel on vähem kondensatsiooni.
Võrdluse tulemuste põhjal selgub, et väikeste metallikaalu, tugevust ja töökindlust nõudvate ülesannete täitmiseks roostevaba teras on parem kui alumiinium.
