Aluminiu și oțel inoxidabil pot arăta asemănător, dar în realitate sunt complet diferite. Amintiți-vă aceste 10 diferențe și ghidați-le atunci când alegeți tipul de metal pentru proiectul dvs.
- Raportul forță / greutate. De obicei, aluminiul nu este la fel de puternic ca oțelul, dar este și mult mai ușor. Acesta este principalul motiv pentru care aeronavele sunt fabricate din aluminiu.
- Coroziune. Oțelul inoxidabil este compus din fier, crom, nichel, mangan și cupru. Cromul este adăugat ca element pentru a oferi rezistență la coroziune. Aluminiu este foarte rezistent la oxidare și coroziune, în principal datorită unei pelicule speciale pe suprafața metalică (strat de pasivare). Când aluminiu se oxidează, suprafața sa devine albă și uneori apar gropi pe el. În unele medii extrem de acide sau alcaline, aluminiul se poate coroda într-un ritm catastrofal.
- Conductivitate termică.Aluminiul are o conductivitate termică mult mai bună decât oțelul inoxidabil. Acesta este unul dintre principalele motive pentru care este utilizat pentru radiatoarele și aparatele de aer condiționat auto.
- Cost. Aluminiu este de obicei mai puțin costisitor decât oțelul inoxidabil.
- Fabricabilitate. Aluminiu este destul de moale și mai ușor de tăiat și deformat. Oțelul inoxidabil este un material mai durabil, dar mai greu de lucrat, deoarece este mai dificil de deformat.
- Sudare. Oțelul inoxidabil este relativ ușor de sudat, în timp ce aluminiul poate fi problematic.
- Proprietati termice. Oțelul inoxidabil poate fi utilizat la temperaturi mult mai ridicate decât aluminiul, care poate deveni foarte moale deja la 200 de grade.
- Conductivitate electrică. Oțelul inoxidabil este un conductor foarte slab în comparație cu majoritatea metalelor. Aluminiu, pe de altă parte, este un foarte bun conductor de electricitate. Datorită conductivității sale ridicate, a greutății ușoare și a rezistenței la coroziune, liniile aeriene de înaltă tensiune sunt de obicei fabricate din aluminiu.
- Putere. Oțelul inoxidabil este mai puternic decât aluminiul.
- Impactul asupra alimentelor. Oțelul inoxidabil reacționează mai puțin cu alimentele. Aluminiu poate reacționa cu alimente care pot afecta culoarea și mirosul metalului.
Încă nu sunteți sigur care metal este potrivit pentru obiectivele dvs.? Contactați-ne prin telefon, e-mail sau veniți la biroul nostru. Managerii noștri de cont vă vor ajuta să faceți alegerea corectă!
Descrierea aluminiului: Aluminiul nu are transformări polimorfe, are o rețea cubică centrată pe față cu o perioadă de a \u003d 0,4041 nm. Aluminiul și aliajele sale se pretează bine la deformarea la cald și la rece - laminare, forjare, presare, tragere, îndoire, ștanțare a foilor și alte operații.
Toate aliajele de aluminiu pot fi sudate prin puncte, iar aliajele speciale pot fi sudate prin fuziune și alte tipuri de sudură. Aliajele de aluminiu forjat sunt împărțite în întărite și neîntărite prin tratament termic.
Toate proprietățile aliajelor sunt determinate nu numai de metoda de obținere a unui semifabricat și de tratamentul termic, ci în principal de compoziția chimică și mai ales de natura fazelor - întăritori ai fiecărui aliaj. Proprietățile îmbătrânirii aliajelor de aluminiu depind de tipurile de îmbătrânire: zonă, fază sau coagulare.
În stadiul îmbătrânirii coagulării (T2 și TZ), rezistența la coroziune crește semnificativ și este furnizată cea mai optimă combinație de caracteristici de rezistență, rezistență la coroziune la stres, coroziune exfoliantă, rezistență la rupere (K 1c) și plasticitate (în special pe direcție verticală).
Starea semifabricatelor, natura placării și direcția de tăiere a probelor sunt indicate după cum urmează - Legenda pentru aluminiu laminat:
M - Moale, recoacută
T - Temperat și îmbătrânit natural
T1 - întărit și îmbătrânit artificial
T2 - întărit și îmbătrânit artificial pentru o rezistență mai mare la rupere și o rezistență mai bună la coroziune la stres
ТЗ - Întărit și îmbătrânit artificial conform regimului, oferind cea mai mare rezistență la coroziune la solicitare și rezistență la rupere
N - Prelucrate la rece (foi de aliaje prelucrate la rece, cum ar fi duralumia aproximativ 5-7%)
P - Semi-standardizat
H1 - întărit la lucru întărit (întărire la foaie aproximativ 20%)
CCI - întărit și îmbătrânit natural, rezistență crescută
GK - Laminat la cald (foi, farfurii)
B - Acoperire tehnologică
A - placare normală
UP - placare îngroșată (8% pe parte)
D - direcție longitudinală (de-a lungul fibrei)
P - Direcție transversală
B - Direcția altitudinii (grosimea)
X - Direcția coardei
P - Direcție radială
PD, DP, VD, VP, ХР, РХ - Direcția de tăiere a eșantionului, utilizată pentru a determina rezistența la fractură și rata de creștere a fisurilor de oboseală. Prima literă caracterizează direcția axei eșantionului, a doua caracterizează direcția planului, de exemplu: PV - axa eșantionului coincide cu lățimea semifabricatului, iar planul de fisurare este paralel cu înălțimea sau grosimea.
Analiza și obținerea probelor de aluminiu: Minereuri.În prezent, aluminiul se obține dintr-un singur tip de minereu - bauxita. Bauxita frecvent utilizată conține 50-60% A 12 O 3,<30% Fe 2 О 3 , несколько процентов SiО 2 , ТiО 2 , иногда несколько процентов СаО и ряд других окислов.
Probele din bauxită sunt luate în conformitate cu regulile generale, acordând o atenție specială posibilității de absorbție a umezelii de către material, precum și raportului diferit dintre proporțiile particulelor mari și mici. Masa eșantionului depinde de mărimea livrării testate: din fiecare 20 de tone, trebuie luate cel puțin 5 kg în eșantionul total.
Când se prelevează bauxita în grămezi în formă de con, bucățile mici sunt tăiate din toate piesele mari cu o greutate mai mare de 2 kg care se află într-un cerc cu o rază de 1 m și sunt luate într-o lopată. Volumul lipsă este umplut cu mici particule de material preluate de pe suprafața laterală a conului testat.
Materialul selectat este colectat în vase bine închise.
Toate materialele de eșantionare sunt zdrobite într-un concasor în particule cu o dimensiune de 20 mm, turnate într-un con, reduse și din nou zdrobite în particule cu o dimensiune<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.
Pregătirea suplimentară a probei pentru analiză se efectuează după uscare la 105 ° C. Dimensiunea particulelor probei pentru analiză trebuie să fie mai mică de 0,09 mm, cantitatea de material fiind de 50 kg.
Probele de bauxită preparate sunt foarte predispuse la delaminare. Dacă eșantioane formate din particule cu o dimensiune<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.
Probele din topiturile de fluorură lichidă utilizate în electroliza topitului de aluminiu, pe măsură ce electroliții sunt preluați cu o ladă de oțel din topitură lichidă după îndepărtarea depozitului solid de pe suprafața băii. Proba lichidă a topiturii este turnată într-o matriță și se obține un lingou mic cu dimensiuni de 150x25x25 mm; apoi întreaga probă este măcinată la o dimensiune a particulelor dintr-o probă de laborator mai mică de 0,09 mm ...
Topirea aluminiului: În funcție de amploarea producției, natura turnării și capacitățile energetice, topirea aliajelor de aluminiu poate fi efectuată în cuptoare cu creuzet, în cuptoare cu rezistență electrică și în cuptoare electrice cu inducție.
Topirea aliajelor de aluminiu ar trebui să asigure nu numai o calitate ridicată a aliajului finit, ci și o productivitate ridicată a unităților și, în plus, costul minim al turnării.
Cea mai progresivă metodă de topire a aliajelor de aluminiu este metoda încălzirii prin inducție cu curenți de frecvență industrială.
Tehnologia pentru prepararea aliajelor de aluminiu constă în aceleași etape tehnologice ca și tehnologia pentru prepararea aliajelor pe baza oricăror alte metale.
1. Când se topește pe metale și ligaturi proaspete de porc, aluminiul este încărcat mai întâi (integral sau în părți), iar apoi ligaturile sunt dizolvate.
2. Când se efectuează topirea utilizând un aliaj de porc preliminar sau silumină de porc în sarcină, în primul rând aliajele de porc sunt încărcate și topite și apoi se adaugă cantitatea necesară de aluminiu și ligaturi.
3. În cazul în care încărcătura este alcătuită din deșeuri și metale porcine, aceasta este încărcată în următoarea ordine: porci primari de aluminiu, piese turnate respinse (lingouri), deșeuri (clasa I) și refuzare și legături rafinate.
Cuprul poate fi introdus în topitură nu numai sub formă de ligatură, ci și sub formă de cupru sau deșeuri electrolitice (introducere prin dizolvare).
În prezent, cele mai frecvente grupuri armate ilegale de pe piața rusă pot fi împărțite în trei grupuri mari:
- sisteme cu substructură din aliaje de aluminiu;
- sisteme cu o structură din oțel galvanizat cu acoperire polimerică;
- sisteme cu substructură din oțel inoxidabil.
Cea mai bună rezistență și proprietăți termofizice sunt, fără îndoială, asigurate de substructurile din oțel inoxidabil.
Analiza comparativă a proprietăților fizice și mecanice ale materialelor
* Proprietățile oțelului inoxidabil și galvanizat sunt ușor diferite.
Caracteristici termice și de rezistență ale oțelului inoxidabil și aluminiului
1. Având în vedere capacitatea portantă de 3 ori mai mică și conductivitatea termică a aluminiului de 5,5 ori mai mare, consola din aliaj de aluminiu este un „pod rece” mai puternic decât consola din oțel inoxidabil. Un indicator al acestui fapt este coeficientul de uniformitate termică a structurii de închidere. Conform datelor cercetărilor, coeficientul de uniformitate termică a structurii de închidere atunci când se utilizează un sistem din oțel inoxidabil a fost de 0,86-0,92, iar pentru sistemele de aluminiu este de 0,6-0,7, ceea ce face necesară amplasarea unei grosimi mari de izolație și, în consecință, creșterea costului fațadei ...
Pentru Moscova, rezistența necesară la transferul de căldură al pereților, ținând cont de coeficientul de uniformitate tehnică a căldurii, pentru un suport din inox este de 3,13 / 0,92 \u003d 3,4 (m2. ° C) / W, pentru un suport din aluminiu - 3,13 / 0,7 \u003d 4,47 (m 2 ° C) / W, adică 1,07 (m 2 ° C) / W mai mare. Prin urmare, atunci când se utilizează suporturi din aluminiu, grosimea izolației (cu un coeficient de conductivitate termică de 0,045 W / (m. ° C) ar trebui luată cu aproape 5 cm mai mult (1,07 * 0,045 \u003d 0,048 m).
2. Datorită grosimii și conductibilității termice mai mari a consolelor din aluminiu, conform calculelor efectuate la Institutul de cercetare a fizicii clădirilor, la o temperatură a aerului exterior de -27 ° C, temperatura ancorei poate scădea la -3,5 ° C și chiar mai mică, deoarece în calcule, aria secțiunii transversale a suportului din aluminiu a fost luată ca 1,8 cm 2, în timp ce în realitate este de 4-7 cm 2. Când se utilizează un suport din oțel inoxidabil, temperatura la ancoră a fost de +8 ° C. Adică, atunci când se utilizează consolele din aluminiu, ancora funcționează într-o zonă cu temperaturi alternative, unde condensarea umezelii pe ancoră este posibilă cu înghețarea ulterioară. Acest lucru va distruge treptat materialul stratului structural al peretelui din jurul ancorei și, în consecință, va reduce capacitatea portantă a acestuia, ceea ce este deosebit de important pentru pereții din materiale cu capacitate portantă redusă (beton spumos, cărămidă goală etc.). În același timp, garniturile termoizolante sub suport, datorită grosimii mici (3-8 mm) și conductivității termice ridicate (în raport cu izolația), reduc pierderile de căldură cu doar 1-2%, adică practic nu rupeți „podul rece” și au un efect redus asupra temperaturii ancorei.
3. Expansiune termică redusă a ghidajelor. Deformarea termică a aliajului de aluminiu este de 2,5 ori mai mare decât cea a oțelului inoxidabil. Oțelul inoxidabil are un coeficient de expansiune termică mai mic (10 10-6 ° C -1) decât aluminiul (25 10-6 ° C -1). În mod corespunzător, alungirea șinelor de 3 metri la o diferență de temperatură de la -15 ° C la +50 ° C va fi de 2 mm pentru oțel și 5 mm pentru aluminiu. Prin urmare, pentru a compensa expansiunea termică a ghidajului din aluminiu, sunt necesare o serie de măsuri:
și anume introducerea de elemente suplimentare în subsistem - sanii mobile (pentru consolele în formă de U) sau găurile ovale cu bucșe pentru nituri - nu fixarea rigidă (pentru consolele în formă de L).
Acest lucru duce inevitabil la complicarea și creșterea costului subsistemului sau la instalarea incorectă (deoarece se întâmplă foarte des ca instalatorii să nu folosească bucșe sau să fixeze incorect ansamblul cu elemente suplimentare).
Ca urmare a acestor măsuri, sarcina de greutate cade doar pe suporturile de susținere (superioare și inferioare), în timp ce altele servesc doar ca suport, ceea ce înseamnă că ancorele nu sunt încărcate uniform și acest lucru trebuie luat în considerare atunci când se dezvoltă documentația proiectului, ceea ce de multe ori pur și simplu nu se realizează. În sistemele de oțel, întreaga sarcină este distribuită uniform - toate nodurile sunt fixate rigid - expansiunea termică nesemnificativă este compensată de lucrul tuturor elementelor în stadiul deformării elastice.
Designul clemei permite să facă un spațiu între plăci în sistemele din oțel inoxidabil de la 4 mm, în timp ce în sistemele din aluminiu - nu mai puțin de 7 mm, ceea ce nu se potrivește multor clienți și strică aspectul clădirii. În plus, clema trebuie să asigure deplasarea liberă a plăcilor de placare prin cantitatea de extensie a ghidajelor, altfel plăcile se vor prăbuși (în special la joncțiunea ghidajelor) sau vor îndoi clema (ambele pot duce la căderea plăcilor de placare). În sistemul de oțel, nu există pericolul de a îndoi picioarele clemei, care poate apărea în timp în sistemele de aluminiu din cauza deformărilor mari ale temperaturii.
Proprietăți de protecție împotriva incendiilor din oțel inoxidabil și aluminiu
Temperatura de topire a oțelului inoxidabil 1800 ° C și a aluminiului 630/670 ° C (în funcție de aliaj). Temperatura în timpul unui incendiu pe suprafața interioară a plăcilor (conform rezultatelor testelor efectuate de Centrul Regional de Certificare OPYTNOE) atinge 750 ° C. Astfel, atunci când se utilizează structuri din aluminiu, se poate produce topirea substructurii și prăbușirea unei părți a fațadei (în zona deschiderii ferestrei) și la o temperatură de 800-900 ° C, aluminiul însuși susține arderea. Oțelul inoxidabil, pe de altă parte, nu se topește în caz de incendiu, prin urmare, este cel mai preferabil pentru cerințele de siguranță la incendiu. De exemplu, la Moscova, în timpul construcției de clădiri înalte, în general nu sunt permise utilizarea structurilor din aluminiu.
Proprietăți corozive
Până în prezent, singura sursă fiabilă cu privire la rezistența la coroziune a unei anumite structuri și, în consecință, durabilitatea, este opinia expertului „ExpertKorr-MISiS”.
Cele mai durabile sunt structurile din oțel inoxidabil. Durata de viață a acestor sisteme este de cel puțin 40 de ani într-o atmosferă industrială urbană de agresivitate moderată și de cel puțin 50 de ani într-o atmosferă relativ curată, cu o agresivitate redusă.
Aliajele de aluminiu, datorate filmului de oxid, au rezistență ridicată la coroziune, dar în condiții de conținut crescut de cloruri și sulf din atmosferă, poate apărea o coroziune intergranulară care se dezvoltă rapid, ceea ce duce la o scădere semnificativă a rezistenței elementelor structurale și la distrugerea lor. Astfel, durata de viață a unei structuri realizate din aliaje de aluminiu într-o atmosferă industrială urbană cu o agresivitate medie nu depășește 15 ani. Cu toate acestea, în conformitate cu cerințele Rosstroy, în cazul utilizării aliajelor de aluminiu pentru fabricarea elementelor din structura grupurilor armate ilegale, toate elementele trebuie să aibă neapărat o acoperire anodică. Acoperirea anodică extinde durata de viață a structurii din aliaj de aluminiu. Dar, în timpul instalării substructurii, diferitele elemente ale acesteia sunt conectate cu nituri, pentru care sunt găurite găuri, ceea ce provoacă o încălcare a acoperirii anodice la locul de atașare, adică sunt create inevitabil zone fără acoperire anodică. În plus, miezul de oțel al nitului de aluminiu, împreună cu mediul de aluminiu al elementului, constituie o pereche galvanică, ceea ce duce, de asemenea, la dezvoltarea proceselor active de coroziune intergranulară în punctele de atașare a elementelor de sub-structură. Trebuie remarcat faptul că adesea costul redus al unuia sau altui sistem IRF cu o structură din aliaj de aluminiu se datorează tocmai absenței unui strat de anod de protecție pe elementele sistemului. Producătorii fără scrupule de astfel de substructuri economisesc procese costisitoare de anodizare electrochimică.
Oțelul zincat are o rezistență insuficientă la coroziune în ceea ce privește durabilitatea structurii. Dar după aplicarea unui strat de polimer, durata de viață a unei substructuri din oțel zincat cu un strat de polimer va fi de 30 de ani într-o atmosferă industrială urbană cu o agresivitate moderată și de 40 de ani într-o atmosferă relativ curată, cu o agresivitate slabă.
Comparând indicatorii de mai sus pentru substructurile din aluminiu și oțel, putem concluziona că substructurile din oțel din toate punctele de vedere sunt semnificativ superioare aluminiului.
La alegerea produselor metalice - șine de prosoape și balustrade încălzite, vase și garduri, grătare sau balustrade - alegem, în primul rând, materialul. În mod tradițional, oțelul inoxidabil, aluminiul și oțelul negru obișnuit (oțel carbon) sunt considerate competitori. Deși au o serie de caracteristici similare, ele diferă însă semnificativ între ele. Este logic să le comparați și să aflați care este mai bine: aluminiu sau oțel inoxidabil (oțelul negru, datorită rezistenței sale reduse la coroziune, nu va fi luat în considerare).
Aluminiu: caracteristici, avantaje, dezavantaje
Unul dintre cele mai ușoare metale utilizate în industrie. Conduce foarte bine căldura, nu este supus coroziunii oxigenului. Aluminiul este produs în câteva zeci de tipuri: fiecare cu aditivi proprii care măresc rezistența, rezistența la oxidare, ductilitatea. Cu toate acestea, cu excepția aluminiului foarte scump pentru aeronave, toate au un singur dezavantaj: faptul că sunt prea moi. Părțile din acest metal se deformează ușor. De aceea este imposibil să se utilizeze aluminiu acolo unde, în timpul funcționării, se aplică o presiune mare asupra produsului (ciocan de apă în sistemele de alimentare cu apă, de exemplu).
Rezistența la coroziune a aluminiului oarecum supraevaluat. Da, metalul nu „putrezește”. Dar numai datorită stratului protector de oxid, care se formează pe produs în câteva ore în aer.
Oțel inoxidabil
Aliajul nu are practic dezavantaje - cu excepția prețului ridicat. Nu se teme de coroziune, nu teoretic, ca aluminiul, ci practic: pe el nu apare nicio peliculă de oxid, ceea ce înseamnă că în timp " oțel inoxidabil»Nu se estompează.
Puțin mai greu decât aluminiul, oțelul inoxidabil face o treabă excelentă de manipulare a șocurilor, a presiunii ridicate și a abraziunii (în special calități care conțin mangan). Transferul său de căldură este mai rău decât cel al aluminiului: dar datorită acestui fapt, metalul nu „transpiră”, există mai puțină condens pe el.
Pe baza rezultatelor comparației, devine clar - să efectuați sarcini în care sunt necesare greutate mică a metalului, rezistență și fiabilitate, oțelul inoxidabil este mai bun decât aluminiul.
