Hliník a nehrdzavejúca oceľ môžu vyzerať podobne, ale v skutočnosti sú úplne odlišné. Pamätajte na týchto 10 rozdielov a usmernite ich pri výbere typu kovu pre váš projekt.
- Pomer sily a hmotnosti. Hliník zvyčajne nie je taký pevný ako oceľ, ale je aj oveľa ľahší. To je hlavný dôvod, prečo sú lietadlá vyrobené z hliníka.
- Korózia. Nerezová oceľ sa skladá zo železa, chrómu, niklu, mangánu a medi. Chróm sa pridáva ako prvok na zabezpečenie odolnosti proti korózii. Hliník je vysoko odolný voči oxidácii a korózii, hlavne vďaka špeciálnemu filmu na kovovom povrchu (pasivačná vrstva). Keď oxiduje hliník, jeho povrch zbeleje a niekedy sa na ňom objavia jamky. V niektorých extrémne kyslých alebo zásaditých prostrediach môže hliník korodovať katastrofickou rýchlosťou.
- Tepelná vodivosť.Hliník má oveľa lepšiu tepelnú vodivosť ako nehrdzavejúca oceľ. To je jeden z hlavných dôvodov, prečo sa používa pre automobilové radiátory a klimatizácie.
- Náklady. Hliník je zvyčajne lacnejší ako nehrdzavejúca oceľ.
- Vyrobiteľnosť. Hliník je dosť mäkký a dá sa ľahšie rezať a deformovať. Nerezová oceľ je odolnejší materiál, ale je ťažšie s ním pracovať, pretože sa ťažšie deformuje.
- Zváranie. Z nehrdzavejúcej ocele sa dá zvárať pomerne ľahko, zatiaľ čo hliník môže byť problematický.
- Tepelné vlastnosti. Nerezová oceľ sa môže používať pri oveľa vyšších teplotách ako hliník, ktorý už pri 200 stupňoch môže byť veľmi mäkký.
- Elektrická vodivosť. Nerezová oceľ je v porovnaní s väčšinou kovov skutočne zlým vodičom. Hliník je na druhej strane veľmi dobrým vodičom elektriny. Nadzemné prenosové vedenia vysokého napätia sú vďaka svojej vysokej vodivosti, nízkej hmotnosti a odolnosti proti korózii zvyčajne vyrobené z hliníka.
- Sila. Nerezová oceľ je pevnejšia ako hliník.
- Vplyv na potraviny. Nerezová oceľ reaguje menej s jedlom. Hliník môže reagovať s potravinami, ktoré môžu mať vplyv na farbu a zápach kovu.
Stále si nie ste istí, ktorý kov je vhodný pre vaše ciele? Kontaktujte nás telefonicky, e-mailom alebo príďte do našej kancelárie. Naši správcovia účtov vám pomôžu urobiť správnu voľbu!
Popis hliníka: Hliník nemá polymorfné transformácie, má tvárovú kockovú mriežku s periódou a \u003d 0,4041 nm. Hliník a jeho zliatiny sa dobre hodia na deformácie za tepla a za studena - valcovanie, kovanie, lisovanie, ťahanie, ohýbanie, lisovanie plechov a ďalšie operácie.
Všetky zliatiny hliníka môžu byť bodovo zvárané a špeciálne zliatiny môžu byť zvárané tavným zváraním a inými spôsobmi zvárania. Spracované zliatiny hliníka sa delia na kaliteľné a nevytvrdené tepelným spracovaním.
Všetky vlastnosti zliatin nie sú určené len spôsobom získavania polotovaru a tepelným spracovaním, ale hlavne chemickým zložením a najmä charakterom fáz - tvrdidiel každej zliatiny. Vlastnosti starnúcich hliníkových zliatin závisia od druhov starnutia: zóny, fázy alebo koagulácie.
V štádiu koagulačného starnutia (T2 a T3) sa významne zvyšuje odolnosť proti korózii a poskytuje sa najoptimálnejšia kombinácia pevnostných charakteristík, odolnosti proti korózii namáhaním, exfoliačnej korózie, lomovej húževnatosti (K 1c) a plastickosti (najmä vo vertikálnom smere). .
Stav polotovarov, povaha opláštenia a smer rezania vzoriek sú uvedené nasledovne Legenda pre valcovaný hliník:
M - mäkký, žíhaný
T - temperovaný a prirodzene zostarnutý
T1 - tvrdený a umelo zostarnutý
T2 - tvrdený a umelo zostarnutý pre vyššiu lomovú húževnatosť a lepšiu odolnosť proti korózii napätím
ТЗ - Tvrdené a umelo starnuté podľa režimu poskytujúceho najvyššiu odolnosť proti korózii namáhaním a lomovú húževnatosť
N - Spracované za studena (za studena opracované plechy zo zliatin, ako je duralumia, asi 5 - 7%)
P - pološtandardizované
H1 - vystužené kalením (kalenie plechu asi o 20%)
CCI - Vytvrdený a prirodzene zostarnutý, zvýšená pevnosť
GK - Valcované za tepla (plechy, dosky)
B - Technologické opláštenie
A - Normálne pokovovanie
HORE - Zahustený obklad (8% na stranu)
D - Pozdĺžny smer (pozdĺž vlákna)
P - priečny smer
B - smer nadmorskej výšky (hrúbka)
X - smer akordu
P - radiálny smer
PD, DP, VD, VP, XP, PX - smer rezania vzorky, ktorý sa používa na stanovenie lomovej húževnatosti a rýchlosti rastu únavovej trhliny. Prvé písmeno charakterizuje smer osi vzorky, druhé charakterizuje smer roviny, napríklad: PW - os vzorky sa zhoduje so šírkou polotovaru a rovina praskliny je rovnobežná s výškou alebo hrúbkou .
Analýza a získanie vzoriek hliníka: Rudy.V súčasnosti sa hliník získava iba z jedného druhu rudy - bauxitu. Bežne používaný bauxit obsahuje 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.
Vzorky z bauxitu sa odoberajú podľa všeobecných pravidiel, pričom sa osobitná pozornosť venuje možnosti absorpcie vlhkosti materiálom, ako aj rozdielnemu pomeru podielu veľkých a malých častíc. Hmotnosť vzorky závisí od veľkosti testovanej dodávky: z každých 20 ton sa musí do celkovej vzorky odobrať najmenej 5 kg.
Keď sa odoberajú vzorky bauxitu na hromadách v tvare kužeľa, odrezávajú sa malé kúsky zo všetkých veľkých kusov s hmotnosťou\u003e 2 kg ležiacich v kruhu s polomerom 1 m a berú sa do lopaty. Chýbajúci objem je vyplnený malými časticami materiálu odobratými z bočnej plochy testovaného kužeľa.
Vybraný materiál sa zhromažďuje v tesne uzavretých nádobách.
Všetok materiál vzorky sa rozdrví v drviči na častice s veľkosťou 20 mm, naleje sa do kužeľa, zredukuje sa a znova sa rozdrví na častice s veľkosťou<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.
Ďalšia príprava vzorky na analýzu sa uskutočňuje po sušení pri 105 ° C. Veľkosť častíc vzorky na analýzu by mala byť menšia ako 0,09 mm, množstvo materiálu by malo byť 50 kg.
Pripravené vzorky bauxitu sú veľmi náchylné na delamináciu. Ak vzorky pozostávajúce z častíc s veľkosťou<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.
Vzorky z tekutých fluoridových tavenín používaných pri elektrolýze taveniny hliníka, keď sa elektrolyty odoberajú oceľovou panvou z tekutej taveniny po odstránení tuhej usadeniny z povrchu kúpeľa. Kvapalná vzorka taveniny sa naleje do formy a získa sa malý ingot s rozmermi 150 x 25 x 25 mm; potom sa celá vzorka rozdrví na veľkosť častíc laboratórnej vzorky menšiu ako 0,09 mm ...
Tavenie hliníka: V závislosti na rozsahu výroby, povahe odlievania a energetických možnostiach sa tavenie zliatin hliníka môže uskutočňovať v kelímkových peciach, v elektrických odporových peciach a v indukčných elektrických peciach.
Tavenie zliatin hliníka by malo zabezpečovať nielen vysokú kvalitu hotovej zliatiny, ale aj vysokú produktivitu jednotiek a navyše minimálne náklady na odlievanie.
Najprogresívnejšou metódou tavenia zliatin hliníka je metóda indukčného ohrevu priemyselnými frekvenčnými prúdmi.
Technológia prípravy zliatin hliníka pozostáva z rovnakých technologických etáp ako technológia prípravy zliatin na báze akýchkoľvek iných kovov.
1. Pri tavení na čerstvých prasačích kovoch a ligatúrach sa najskôr naplní hliník (úplne alebo po častiach) a potom sa ligatúry rozpustia.
2. Pri tavení s použitím predbežnej bravčovej zliatiny alebo bravčového silumínu vo vsádzke sa najskôr naplnia a roztavia bravčové zliatiny a potom sa pridá potrebné množstvo hliníka a ligatúr.
3. V prípade, že je náplň tvorená odpadom a surovými kovmi, je náplň plnená v nasledujúcom poradí: primárne hliníkové ošípané, vyradené odliatky (ingoty), odpad (prvá trieda) a rafinované pretavenie a ligatúry.
Meď môže byť zavádzaná do taveniny nielen vo forme ligatúry, ale tiež vo forme elektrolytickej medi alebo odpadu (zavádzanie rozpustením).
V súčasnosti možno najbežnejšie nelegálne ozbrojené skupiny na ruskom trhu rozdeliť do troch veľkých skupín:
- systémy so spodnou konštrukciou zo zliatin hliníka;
- systémy so spodnou stavbou z pozinkovanej ocele s polymérnym povlakom;
- systémy s nerezovou spodnou konštrukciou.
Najlepšie pevnostné a termofyzikálne vlastnosti nepochybne poskytujú podpovrchové konštrukcie z nehrdzavejúcej ocele.
Porovnávacia analýza fyzikálnych a mechanických vlastností materiálov
* Vlastnosti nehrdzavejúcej a pozinkovanej ocele sa mierne líšia.
Tepelné a pevnostné charakteristiky nehrdzavejúcej ocele a hliníka
1. Vzhľadom na 3-krát nižšiu únosnosť a 5,5-krát vyššiu tepelnú vodivosť hliníka je konzola z hliníkovej zliatiny silnejším „studeným mostom“ ako konzola z nehrdzavejúcej ocele. Indikátorom toho je koeficient tepelnej rovnomernosti obvodovej konštrukcie. Podľa výskumných údajov bol koeficient tepelnotechnickej uniformity obvodovej konštrukcie pri použití systému z nehrdzavejúcej ocele 0,86-0,92 a pre hliníkové systémy je 0,6-0,7, čo si vyžaduje položiť veľkú hrúbku izolácie a podľa toho , zvýšiť náklady na fasádu ...
Pre Moskvu je požadovaná odolnosť proti prestupu tepla stien, berúc do úvahy koeficient rovnomernosti tepelného inžinierstva, pre nehrdzavejúcu konzolu 3,13 / 0,92 \u003d 3,4 (m2. ° C) / W, pre hliníkovú konzolu - 3,13 / 0,7 \u003d 4,47 (m 2, ° C) / W, tj O 1,07 (m 2, ° C) / W vyššia. Preto pri použití hliníkových konzol by sa hrúbka izolácie (s koeficientom tepelnej vodivosti 0,045 W / (m. ° C)) mala brať o takmer 5 cm viac (1,07 * 0,045 \u003d 0,048 m).
2. Z dôvodu väčšej hrúbky a tepelnej vodivosti hliníkových konzol môže podľa výpočtov vykonaných vo Výskumnom ústave stavebnej fyziky pri vonkajšej teplote vzduchu -27 ° C klesnúť teplota na kotve na -3,5 ° C. a ešte nižšie, pretože pri výpočtoch sa prierezová plocha hliníkovej konzoly brala ako 1,8 cm 2, zatiaľ čo v skutočnosti je to 4 - 7 cm 2. Pri použití konzoly z nehrdzavejúcej ocele bola teplota na kotve +8 ° C. To znamená, že pri použití hliníkových konzol pracuje kotva v zóne striedavých teplôt, kde je možná kondenzácia vlhkosti na kotve, po ktorej nasleduje zamrznutie. Takto sa postupne zničí materiál konštrukčnej vrstvy steny okolo kotvy a podľa toho sa zníži jej únosnosť, čo je dôležité najmä pre steny z materiálu s nízkou únosnosťou (penobetón, dutá tehla atď.). Tepelnoizolačné tesnenia pod konzolou zároveň vďaka svojej malej hrúbke (3 - 8 mm) a vysokej (vzhľadom na izoláciu) tepelnej vodivosti znižujú tepelné straty iba o 1 - 2%, t.j. "studený most" prakticky nerozlomte a majú malý vplyv na teplotu kotvy.
3. Nízka tepelná rozťažnosť vodiacich prvkov. Tepelná deformácia hliníkovej zliatiny je 2,5-krát vyššia ako u nehrdzavejúcej ocele. Nerezová oceľ má nižší koeficient tepelnej rozťažnosti (10 10 -6 ° C -1) ako hliník (25 10 -6 ° C -1). Zodpovedajúcim spôsobom bude predĺženie 3-metrových koľajníc pri teplotnom rozdiele od -15 ° C do +50 ° C 2 mm pre oceľ a 5 mm pre hliník. Preto sa na vyrovnanie tepelnej rozťažnosti hliníkového vedenia vyžaduje niekoľko opatrení:
menovite zavedenie ďalších prvkov do subsystému - pohyblivé sane (pre konzoly v tvare písmena U) alebo oválne otvory s priechodkami pre nity - nie tuhá fixácia (pre konzoly v tvare L).
To nevyhnutne vedie k komplikáciám a zvýšeniu nákladov na subsystém alebo k nesprávnej inštalácii (pretože sa veľmi často stáva, že inštalatéri nepoužívajú priechodky alebo nesprávne upevňujú zostavu ďalšími prvkami).
Výsledkom týchto opatrení je, že váhové zaťaženie padá iba na nosné konzoly (horné a spodné), zatiaľ čo iné slúžia iba ako podpera, čo znamená, že kotvy nie sú rovnomerne zaťažené, čo je potrebné zohľadniť pri vypracovaní projektovej dokumentácie. , čo sa často jednoducho nerobí. V oceľových systémoch je celé zaťaženie rozložené rovnomerne - všetky uzly sú pevne zafixované - nevýznamná tepelná rozťažnosť je kompenzovaná prácou všetkých prvkov v štádiu elastickej deformácie.
Konštrukcia zarážky umožňuje vytvoriť medzeru medzi doskami v systémoch z nehrdzavejúcej ocele od 4 mm, zatiaľ čo v hliníkových systémoch - nie menej ako 7 mm, čo tiež nevyhovuje mnohým zákazníkom a kazí vzhľad budovy. Príchytka musí navyše poskytovať voľný pohyb obkladových dosiek o veľkosť vysunutia vodítok, inak sa platne zrútia (najmä na spojoch vodiacich líšt) alebo rozopnú príchytku (oboje môže viesť k pádu obkladu). taniere). V oceľovom systéme nehrozí nebezpečenstvo rozpojenia svorkových nôh, ku ktorému môže v hliníkových systémoch v priebehu času dôjsť v dôsledku veľkých teplotných deformácií.
Protipožiarne vlastnosti nehrdzavejúcej ocele a hliníka
Teplota topenia nehrdzavejúcej ocele je 1 800 ° C a hliníka 630/670 ° C (v závislosti od zliatiny). Teplota v prípade požiaru na vnútornom povrchu dlaždice (podľa výsledkov skúšok Regionálneho certifikačného centra OPYTNOE) dosahuje 750 ° C. Pri použití hliníkových konštrukcií tak môže dôjsť k roztaveniu spodnej stavby a zrúteniu časti fasády (v oblasti okenného otvoru) a pri teplote 800 - 900 ° C podporuje samotný hliník spaľovanie. Nerezová oceľ sa v prípade požiaru neroztopí, preto je najvýhodnejšia z hľadiska požiadaviek požiarnej bezpečnosti. Napríklad v Moskve počas výstavby výškových budov nie je všeobecne dovolené používať hliníkové spodné stavby.
Žieravé vlastnosti
Jediným spoľahlivým zdrojom koróznej odolnosti konkrétnej spodnej stavby a teda aj životnosti je dodnes znalecký posudok spoločnosti „ExpertKorr-MISiS“.
Najtrvanlivejšie sú konštrukcie z nehrdzavejúcej ocele. Životnosť takýchto systémov je najmenej 40 rokov v mestskej priemyselnej atmosfére so strednou agresivitou a najmenej 50 rokov v relatívne čistej atmosfére so zníženou agresivitou.
Zliatiny hliníka majú vďaka oxidovému filmu vysokú odolnosť proti korózii, ale za podmienok zvýšenej koncentrácie chloridov a síry v atmosfére môže dôjsť k rýchlo sa rozvíjajúcej medzikryštálovej korózii, ktorá vedie k výraznému zníženiu pevnosti konštrukčných prvkov a ich zničeniu. . Životnosť konštrukcie z hliníkových zliatin v mestskej priemyselnej atmosfére priemernej agresivity teda nepresahuje 15 rokov. Podľa požiadaviek spoločnosti Rosstroy však v prípade použitia hliníkových zliatin na výrobu prvkov spodnej stavby nelegálnych ozbrojených skupín musia mať všetky prvky nevyhnutne anódový povlak. Anodický povlak predlžuje životnosť spodnej stavby z hliníkovej zliatiny. Ale počas inštalácie spodnej stavby sú jej rôzne prvky spojené s nitmi, pre ktoré sú vyvŕtané otvory, čo spôsobuje porušenie anódového povlaku v mieste pripevnenia, to znamená, že sú nevyhnutne vytvorené oblasti bez anódového povlaku. Okrem toho tvorí oceľové jadro hliníkového nitu spolu s hliníkovým médiom prvku galvanický pár, ktorý tiež vedie k vývoju aktívnych procesov medzikryštalickej korózie v miestach pripevnenia prvkov spodnej stavby. Je potrebné poznamenať, že nízke náklady na jeden alebo iný systém NVF so spodnou konštrukciou z hliníkovej zliatiny sú často spôsobené práve absenciou ochranného anódového povlaku na prvkoch systému. Bezohľadní výrobcovia takýchto spodných stavieb šetria drahé elektrochemické procesy eloxovania.
Pozinkovaná oceľ má nedostatočnú odolnosť proti korózii z hľadiska trvanlivosti konštrukcie. Ale po nanesení polymérového povlaku bude životnosť spodnej stavby z pozinkovanej ocele s polymérnym povlakom 30 rokov v mestskej priemyselnej atmosfére so strednou agresivitou a 40 rokov v relatívne čistej atmosfére so slabou agresivitou.
Pri porovnaní vyššie uvedených ukazovateľov hliníkových a oceľových spodných konštrukcií môžeme dospieť k záveru, že oceľové spodné konštrukcie sú vo všetkých ohľadoch výrazne nadradené hliníku.
Pri výbere kovových výrobkov - vyhrievaných vešiakov na uteráky a zábradlí, riadu a plotov, roštov alebo madiel - volíme v prvom rade materiál. Nerezová oceľ, hliník a bežná čierna oceľ (uhlíková oceľ) sa tradične považujú za konkurenciu. Aj keď majú niekoľko podobných vlastností, navzájom sa výrazne odlišujú. Má zmysel ich porovnať a zistiť, čo je lepšie: hliník alebo nehrdzavejúca oceľ (čierna oceľ nebude vzhľadom na svoju nízku odolnosť proti korózii zohľadnená).
Hliník: vlastnosti, výhody, nevýhody
Jeden z najľahších kovov používaných v priemysle. Vedie veľmi dobre teplo, nepodlieha korózii kyslíkom. Hliník sa vyrába v niekoľkých desiatkach druhov: každý s vlastnými prísadami, ktoré zvyšujú pevnosť, oxidačnú odolnosť, ťažnosť. Avšak s výnimkou veľmi drahého hliníka leteckej kvality majú všetky jednu nevýhodu: sú príliš mäkké. Časti vyrobené z tohto kovu sa ľahko deformujú. Preto nie je možné použiť hliník tam, kde je počas prevádzky na výrobok vyvíjaný vysoký tlak (napríklad vodný ráz vo vodovodných systémoch).
Odolnosť proti korózii hliníka trochu predražené. Áno, kov „nehnije“. Ale iba vďaka ochrannej vrstve oxidu, ktorá sa na produkte vytvorí za pár hodín na vzduchu.
Nehrdzavejúca oceľ
Zliatina nemá prakticky žiadne nevýhody - až na vysokú cenu. Nebojí sa korózie, nie teoreticky, ako hliník, ale prakticky: neobjaví sa na nej žiadny oxidový film, čo znamená, že v priebehu času “ nehrdzavejúca oceľ»Nezmizne.
Nerezová oceľ, ktorá je o niečo ťažšia ako hliník, vynikajúco odoláva nárazom, vysokému tlaku a oderu (najmä triedy, ktoré obsahujú mangán). Jeho prenos tepla je horší ako prenos hliníka: ale vďaka tomu sa kov „nepotí“, je na ňom menej kondenzácie.
Na základe výsledkov porovnania je zrejmé, že pri úlohách, kde sa vyžaduje nízka hmotnosť kovu, pevnosť a spoľahlivosť, nehrdzavejúca oceľ je lepšia ako hliník.
