Alüminyum ve paslanmaz çelik benzer görünebilir, ancak gerçekte tamamen farklıdırlar. Projeniz için metal türünü seçerken bu 10 farkı hatırlayın ve onlara rehberlik edin.
- Ağırlık / ağırlık oranı. Alüminyum genellikle çelik kadar güçlü değildir, ancak aynı zamanda çok daha hafiftir. Uçakların alüminyumdan yapılmasının ana nedeni budur.
- Aşınma. Paslanmaz çelik, demir, krom, nikel, manganez ve bakırdan oluşur. Korozyon direnci sağlamak için element olarak krom eklenir. Alüminyum, özellikle metal yüzeyindeki özel bir film (pasivasyon tabakası) nedeniyle oksidasyona ve korozyona karşı oldukça dirençlidir. Alüminyum oksitlendiğinde yüzeyi beyazlaşır ve bazen üzerinde çukurlar oluşur. Bazı aşırı asidik veya alkali ortamlarda, alüminyum feci bir oranda paslanabilir.
- Termal iletkenlik.Alüminyum, paslanmaz çelikten çok daha iyi ısıl iletkenliğe sahiptir. Bu, otomotiv radyatörleri ve klimalar için kullanılmasının ana nedenlerinden biridir.
- Maliyet. Alüminyum genellikle paslanmaz çelikten daha ucuzdur.
- Üretilebilirlik. Alüminyum oldukça yumuşaktır ve kesilmesi ve deforme olması kolaydır. Paslanmaz çelik daha dayanıklı bir malzemedir ancak deforme olması daha zor olduğundan çalışması daha zordur.
- Kaynak. Paslanmaz çeliğin kaynaklanması nispeten kolaydır, alüminyum sorunlu olabilir.
- Termal özellikler. Paslanmaz çelik, halihazırda 200 derecede çok yumuşak hale gelebilen alüminyumdan çok daha yüksek sıcaklıklarda kullanılabilir.
- Elektiriksel iletkenlik. Paslanmaz çelik, çoğu metale kıyasla gerçekten zayıf bir iletkendir. Alüminyum ise çok iyi bir elektrik iletkenidir. Yüksek iletkenliği, hafifliği ve korozyon direnci nedeniyle, yüksek gerilim havai iletim hatları genellikle alüminyumdan yapılır.
- Güç. Paslanmaz çelik, alüminyumdan daha güçlüdür.
- Gıda üzerindeki etkisi. Paslanmaz çelik yiyeceklerle daha az tepki verir. Alüminyum, metalin rengini ve kokusunu etkileyebilecek gıdalarla reaksiyona girebilir.
Hala hedefleriniz için hangi metalin doğru olduğundan emin değil misiniz? Bize telefon, e-posta ile ulaşın veya ofisimize gelin. Hesap yöneticilerimiz doğru seçimi yapmanıza yardımcı olacaktır!
Alüminyumun tanımı: Alüminyumun polimorfik dönüşümü yoktur, a \u003d 0.4041 nm periyotlu yüz merkezli bir küp kafesi vardır. Alüminyum ve alaşımları, sıcak ve soğuk deformasyona - haddeleme, dövme, presleme, çekme, bükme, levha damgalama ve diğer işlemler - iyi bir şekilde katkıda bulunur.
Tüm alüminyum alaşımları punta kaynağı yapılabilir ve özel alaşımlar eritme kaynağı ve diğer kaynak türleri olabilir. Dövülmüş alüminyum alaşımları ısıl işlemle sertleştirilebilir ve sertleştirilemez olarak ikiye ayrılır.
Alaşımların tüm özellikleri, yalnızca yarı mamul bir ürün elde etme yöntemi ve ısıl işlemle değil, aynı zamanda esas olarak kimyasal bileşim ve özellikle her alaşımın fazlarının - sertleştiricilerinin doğası ile belirlenir. Yaşlanan alüminyum alaşımlarının özellikleri, yaşlanma türlerine bağlıdır: bölge, faz veya pıhtılaşma.
Pıhtılaşma yaşlanma aşamasında (T2 ve TZ), korozyon direnci önemli ölçüde artar ve mukavemet özelliklerinin, gerilme korozyonuna karşı direnç, peeling korozyonu, kırılma tokluğu (K 1c) ve plastisitenin (özellikle dikey yönde) en optimal kombinasyonu sağlanan.
Yarı mamul ürünlerin durumu, kaplamanın niteliği ve numunelerin kesilme yönü aşağıdaki şekilde belirtilmiştir - Haddelenmiş alüminyum için lejant:
M - Yumuşak, tavlanmış
T - Temperlenmiş ve doğal olarak yaşlandırılmış
T1 - Sertleştirilmiş ve yapay olarak yaşlandırılmış
T2 - Daha yüksek kırılma tokluğu ve gerilme korozyonuna karşı daha iyi direnç için sertleştirilmiş ve yapay olarak yaşlandırılmıştır
ТЗ - Gerilme korozyonuna ve kırılma tokluğuna karşı en yüksek direnci sağlayan rejime göre sertleştirilmiş ve yapay olarak yaşlandırılmıştır
N - Soğuk işlenmiş (duralumia gibi soğuk işlenmiş alaşım levhaları yaklaşık% 5-7)
P - Yarı standartlaştırılmış
H1 - Güçlendirilmiş işle sertleştirilmiş (sac işleme yaklaşık% 20)
CCI - Sertleştirilmiş ve doğal olarak yaşlanmış, artan güç
GK - Sıcak haddelenmiş (levhalar, levhalar)
B - Teknolojik kaplama
A - Normal kaplama
UP - Kalınlaştırılmış kaplama (her taraf için% 8)
D - Boyuna yön (lif boyunca)
P - Enine yön
B - Yükseklik yönü (kalınlık)
X - Akor yönü
P - Radyal yön
PD, DP, VD, VP, XP, PX - Bir yorgunluk çatlağının kırılma tokluğunu ve büyüme oranını belirlemek için kullanılan numune kesme yönü. İlk harf numune ekseninin yönünü, ikincisi düzlemin yönünü karakterize eder, örneğin: PV - numune ekseni yarı bitmiş ürünün genişliğiyle çakışır ve çatlak düzlemi yüksekliğe veya kalınlığa paraleldir .
Alüminyum numunelerinin analizi ve elde edilmesi: Cevherler.Şu anda, alüminyum yalnızca bir tür cevher - boksitten elde edilmektedir. Yaygın olarak kullanılan boksit% 50-60 A 12 O 3 içerir,<30% Fe 2 О 3 , несколько процентов SiО 2 , ТiО 2 , иногда несколько процентов СаО и ряд других окислов.
Boksitten örnekler, genel kurallara göre alınır, malzemenin nem emme olasılığına ve ayrıca büyük ve küçük parçacıkların oranlarının farklı oranlarına özel dikkat gösterir. Numunenin kütlesi, test edilen teslimatın boyutuna bağlıdır: Her 20 tondan, toplam numuneye en az 5 kg alınmalıdır.
Koni şeklindeki yığınlarda boksit numunesi alırken, 1 m yarıçaplı bir daire içinde yatan\u003e 2 kg ağırlığındaki tüm büyük parçalardan küçük parçalar yontulur ve bir kürekle alınır. Eksik hacim, test edilen koninin yan yüzeyinden alınan küçük malzeme parçacıkları ile doldurulur.
Seçilen malzeme sıkıca kapatılmış kaplarda toplanır.
Tüm numune malzeme bir kırıcıda 20 mm büyüklüğünde taneciklere ezilir, bir koni içerisine dökülür, küçültülür ve tekrar boyutta taneciklere ezilir.<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.
Analiz için numunenin daha fazla hazırlanması 105 ° C'de kurutulduktan sonra gerçekleştirilir. Analiz için numunenin partikül boyutu 0,09 mm'den az olmalı, malzeme miktarı 50 kg olmalıdır.
Hazırlanan boksit numuneleri delaminasyona çok yatkındır. Büyüklüğü olan partiküllerden oluşan numuneler<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.
Alüminyumun elektrolizinde kullanılan sıvı florür eriyiklerinden numuneler elektrolitler olarak eriyik olarak, katı tortu banyo yüzeyinden çıkarıldıktan sonra sıvı eriyikten bir çelik kepçe ile alınır. Eriyikten sıvı bir numune bir kalıba dökülür ve 150x25x25 mm boyutlarında küçük bir külçe elde edilir; daha sonra numunenin tamamı, 0,09 mm'den daha küçük bir laboratuvar numunesi partikül boyutuna ezilir ...
Alüminyum eritme: Üretim ölçeğine, dökümün niteliğine ve enerji potansiyeline bağlı olarak alüminyum alaşımlarının eritilmesi pota fırınlarında, elektrik rezistans fırınlarında ve indüksiyonlu elektrikli fırınlarda yapılabilir.
Alüminyum alaşımlarının eritilmesi, sadece bitmiş alaşımın yüksek kalitesini değil, aynı zamanda ünitelerin yüksek verimliliğini ve ayrıca minimum döküm maliyetini sağlamalıdır.
Alüminyum alaşımlarını eritmenin en ilerici yöntemi, endüstriyel frekans akımları ile indüksiyonla ısıtma yöntemidir.
Alüminyum alaşımları hazırlama teknolojisi, diğer metallere dayalı alaşımları hazırlama teknolojisi ile aynı teknolojik aşamalardan oluşur.
1. Taze domuz metalleri ve ligatürler üzerinde eritilirken, önce alüminyum yüklenir (tamamen veya parçalar halinde) ve ardından ligatürler çözülür.
2. Yükte bir ön domuz alaşımı veya domuz silumin kullanılarak eritilirken, öncelikle domuz alaşımları yüklenir ve eritilir ve ardından gerekli miktarda alüminyum ve ligatür eklenir.
3. Yükün atık ve pik metallerden oluşması durumunda, şu sırayla yüklenir: birincil alüminyum domuzlar, reddedilen dökümler (külçeler), atık (birinci sınıf) ve rafine yeniden eritme ve ligatürler.
Bakır, eriyik içerisine sadece bir ligatür şeklinde değil, aynı zamanda elektrolitik bakır veya atık şeklinde de sokulabilir (çözündürme yoluyla giriş).
Şu anda, Rusya pazarındaki en yaygın yasadışı silahlı gruplar üç büyük gruba ayrılabilir:
- alüminyum alaşımlarından yapılmış alt yapıya sahip sistemler;
- bir polimer kaplamalı galvanize çelikten yapılmış bir alt yapıya sahip sistemler;
- paslanmaz çelik altyapılı sistemler.
En iyi mukavemet ve termofiziksel özellikler şüphesiz paslanmaz çelik yüzeye bakan yapılar tarafından sağlanmaktadır.
Malzemelerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin karşılaştırmalı analizi
* Paslanmaz ve galvaniz çeliğin özellikleri biraz farklıdır.
Paslanmaz çelik ve alüminyumun ısıl ve mukavemet özellikleri
1. Alüminyumun 3 kat daha düşük taşıma kapasitesi ve 5,5 kat daha yüksek ısıl iletkenliği dikkate alındığında, alüminyum alaşımlı dirsek, paslanmaz çelik dirseğe göre daha güçlü bir "soğuk köprüdür". Bunun bir göstergesi, kapalı yapının ısıl homojenlik katsayısıdır. Araştırma verilerine göre, paslanmaz çelik bir sistem kullanılırken kapalı yapının ısıl mühendislik tekdüzelik katsayısı 0.86-0.92 idi ve alüminyum sistemler için 0.6-0.7 idi, bu da büyük bir yalıtım kalınlığının döşenmesini gerekli kılıyor ve buna göre , cephenin maliyetini artırın ...
Moskova için, ısı mühendisliği tekdüzelik katsayısı hesaba katılarak duvarların ısı transferine karşı gerekli direnç, bir alüminyum dirsek için 3.13 / 0.92 \u003d 3.4 (m2. ° C) / W'dir - 3.13 / 0.7 \u003d 4,47 (m 2. ° C) / W, yani 1,07 (m 2. ° C) / W daha yüksek. Bu nedenle, alüminyum braketler kullanılırken, yalıtımın kalınlığı (0,045 W / (m. ° C) ısı iletkenlik katsayısı ile) yaklaşık 5 cm daha fazla alınmalıdır (1,07 * 0,045 \u003d 0,048 m).
2. -27 ° C dış hava sıcaklığında, Yapı Fiziği Araştırma Enstitüsünde yapılan hesaplamalara göre, alüminyum braketlerin daha fazla kalınlığı ve ısıl iletkenliği nedeniyle, ankraj üzerindeki sıcaklık -3,5 ° C'ye düşebilir. ve daha da düşük çünkü Hesaplamalarda alüminyum braketin kesit alanı 1.8 cm2, gerçekte ise 4-7 cm2 olarak alınmıştır. Paslanmaz çelik braket kullanıldığında, ankrajdaki sıcaklık +8 ° C idi. Yani, alüminyum braketler kullanılırken, ankraj, ankraj üzerinde nem yoğunlaşmasının mümkün olduğu ve ardından donmanın mümkün olduğu, değişen sıcaklıkların olduğu bir bölgede çalışır. Bu, ankrajın etrafındaki duvarın yapısal tabakasının malzemesini kademeli olarak yok edecek ve buna bağlı olarak, düşük taşıma kapasitesine sahip malzemeden yapılmış duvarlar (köpük beton, içi boş tuğla, vb.) İçin özellikle önemli olan taşıma kapasitesini azaltacaktır. Aynı zamanda, küçük kalınlıkları (3-8 mm) ve yüksek (yalıtıma göre) ısı iletkenlikleri nedeniyle braketin altındaki ısı yalıtım contaları, ısı kaybını yalnızca% 1-2 oranında azaltır, yani. pratik olarak "soğuk köprüyü" kırmayın ve çapanın sıcaklığı üzerinde çok az etkisi vardır.
3. Kılavuzların düşük termal genleşmesi. Alüminyum alaşımının termal deformasyonu paslanmaz çelikten 2,5 kat daha fazladır. Paslanmaz çelik, alüminyumdan (25-10-6 ° C -1) daha düşük bir termal genleşme katsayısına (10 10-6 ° C -1) sahiptir. Buna uygun olarak 3 metrelik rayların -15 ° C ile +50 ° C arasındaki bir sıcaklık farkında uzaması çelik için 2 mm, alüminyum için 5 mm olacaktır. Bu nedenle, alüminyum kılavuzun termal genleşmesini telafi etmek için bir dizi önlem gereklidir:
başka bir deyişle, alt sisteme ilave elemanların eklenmesi - hareketli kızaklar (U biçimli braketler için) veya perçinler için burçlu oval delikler - sert sabitleme değil (L biçimli braketler için).
Bu, kaçınılmaz olarak, alt sistemin maliyetinde karmaşıklığa ve artışa veya yanlış kurulumlara yol açar (çünkü çoğu zaman, montajcılar burç kullanmaz veya düzeneği ek elemanlarla yanlış bir şekilde sabitler).
Bu önlemlerin bir sonucu olarak, ağırlık yükü yalnızca yatak braketlerine (üst ve alt) düşer, diğerleri ise yalnızca bir destek görevi görür, bu da ankrajların eşit şekilde yüklenmediği ve proje dokümantasyonu geliştirilirken bu dikkate alınmalıdır , ki bu genellikle yapılmaz. Çelik sistemlerde, tüm yük eşit olarak dağıtılır - tüm düğümler sağlam bir şekilde sabitlenir - önemsiz ısıl genleşme, elastik deformasyon aşamasında tüm elemanların çalışmasıyla telafi edilir.
Kelepçenin tasarımı, paslanmaz çelik sistemlerde 4 mm'den itibaren plakalar arasında bir boşluk oluşturmaya izin verirken, alüminyum sistemlerde - en az 7 mm, bu da birçok müşteriye uymaz ve binanın görünümünü bozar. Ek olarak, kilit, kılavuzların uzatma miktarına göre kaplama plakalarının serbest hareketini sağlamalıdır, aksi takdirde plakalar çöker (özellikle kılavuzların birleştiği yerde) veya kilidi açacaktır (her ikisi de kaplamanın düşmesine neden olabilir tabaklar). Çelik bir sistemde, alüminyum sistemlerde büyük sıcaklık deformasyonları nedeniyle zamanla oluşabilen kelepçelerin çözülme tehlikesi yoktur.
Paslanmaz çelik ve alüminyumun yangından korunma özellikleri
Paslanmaz çelik 1800 ° C ve alüminyum 630/670 ° C erime sıcaklığı (alaşıma bağlı olarak). Karo iç yüzeyinde çıkan yangındaki sıcaklık (Bölgesel Sertifikasyon Merkezi OPYTNOE tarafından yapılan test sonuçlarına göre) 750 ° C'ye ulaşır. Böylece, alüminyum yapılar kullanılırken, alt yapının erimesi ve cephenin bir kısmının (pencere açıklığı alanında) çökmesi meydana gelebilir ve 800-900 ° C'lik bir sıcaklıkta alüminyumun kendisi yanmayı destekler. Paslanmaz çelik, yangın durumunda erimez, bu nedenle yangın güvenliği gereklilikleri için en çok tercih edilir. Örneğin Moskova'da yüksek katlı binaların inşası sırasında alüminyum alt yapıların kullanımına genellikle izin verilmez.
Aşındırıcı özellikler
Bugüne kadar, belirli bir altyapının korozyon direnci ve buna bağlı olarak dayanıklılığı hakkında tek güvenilir kaynak "ExpertKorr-MISiS" in uzman görüşüdür.
En dayanıklı paslanmaz çelik yapılardır. Bu tür sistemlerin hizmet ömrü, orta derecede agresif bir kentsel endüstriyel atmosferde en az 40 yıl ve nispeten temiz bir zayıf saldırganlık atmosferinde en az 50 yıldır.
Alüminyum alaşımları, oksit film nedeniyle, yüksek korozyon direncine sahiptir, ancak atmosferde artan klorür ve kükürt konsantrasyonu koşulları altında, hızla gelişen taneler arası korozyon meydana gelebilir, bu da yapısal elemanların mukavemetinde ve tahribatında önemli bir azalmaya yol açar. . Böylelikle, ortalama agresifliğe sahip kentsel bir endüstriyel atmosferde alüminyum alaşımlarından yapılmış bir yapının hizmet ömrü 15 yılı geçmez. Bununla birlikte, Rosstroy gerekliliklerine göre, yasadışı silahlı grupların alt yapısının elemanlarının üretimi için alüminyum alaşımlarının kullanılması durumunda, tüm elemanların mutlaka bir anot kaplamasına sahip olması gerekir. Anodik kaplama, alüminyum alaşımlı altyapının hizmet ömrünü uzatır. Ancak alt yapının montajı sırasında, çeşitli elemanları perçinlerle bağlanır, bunun için delikler açılır, bu da bağlantı yerinde anot kaplamasının ihlaline neden olur, yani anot kaplaması olmayan alanlar kaçınılmaz olarak yaratılır. Ek olarak, alüminyum perçinin çelik çekirdeği, elemanın alüminyum ortamı ile birlikte galvanik bir çift oluşturur ve bu da alt yapı elemanlarının bağlantı noktalarında aktif taneler arası korozyon işlemlerinin gelişmesine yol açar. Alüminyum alaşımlı bir alt yapıya sahip bir veya başka bir IAF sisteminin düşük maliyetinin, tam olarak sistem elemanları üzerinde koruyucu bir anot kaplamasının bulunmamasından kaynaklandığına dikkat edilmelidir. Bu tür alt yapıların vicdansız üreticileri, pahalı elektrokimyasal anotlama işlemlerinden tasarruf ediyor.
Galvanizli çelik, yapının dayanıklılığı açısından yetersiz korozyon direncine sahiptir. Ancak bir polimer kaplama uygulandıktan sonra, polimer kaplamalı galvanizli çelikten yapılmış bir alt yapının hizmet ömrü, orta derecede agresif bir kentsel endüstriyel atmosferde 30 yıl ve nispeten temiz bir zayıf agresif atmosferde 40 yıl olacaktır.
Alüminyum ve çelik alt yapıların yukarıdaki göstergelerini karşılaştırarak, çelik alt yapıların her açıdan alüminyumdan önemli ölçüde üstün olduğu sonucuna varabiliriz.
Metal ürünleri seçerken - ısıtılmış havlu rayları ve parmaklıkları, tabaklar ve çitler, ızgaralar veya tırabzanlar - her şeyden önce malzemeyi seçiyoruz. Geleneksel olarak paslanmaz çelik, alüminyum ve normal siyah çelik (karbon çeliği) rakip olarak kabul edilir. Bir dizi benzer özelliklere sahip olsalar da, yine de birbirlerinden önemli ölçüde farklıdırlar. Bunları karşılaştırmak ve hangisinin daha iyi olduğunu bulmak mantıklıdır: alüminyum veya paslanmaz çelik (düşük korozyon direnci nedeniyle siyah çelik dikkate alınmayacaktır).
Alüminyum: özellikler, avantajlar, dezavantajlar
Endüstride kullanılan en hafif metallerden biridir. Isıyı çok iyi iletir, oksijen korozyonuna maruz kalmaz. Alüminyum birkaç düzine türde üretilir: her birinin mukavemeti, oksidasyon direncini ve işlenebilirliği artıran kendi katkı maddeleri vardır. Bununla birlikte, çok pahalı olan uçak sınıfı alüminyum haricinde, hepsinin bir dezavantajı vardır: çok yumuşak olmaları. Bu metalden yapılan parçalar kolaylıkla deforme olur. Bu nedenle, çalışma sırasında ürün üzerinde çok fazla baskı olan alüminyum kullanmak imkansızdır (örneğin su sağlama sistemlerinde su darbesi).
Alüminyumun korozyon direnci biraz overpriced. Evet, metal "çürümez". Ancak yalnızca, havada birkaç saat içinde ürün üzerinde oluşan koruyucu oksit tabakası nedeniyle.
Paslanmaz çelik
Alaşımın neredeyse hiçbir dezavantajı yoktur - yüksek fiyat dışında. Teorik olarak alüminyum gibi korozyondan korkmaz, ancak pratik olarak: üzerinde oksit filmi görünmez, bu da zamanla anlamına gelir " paslanmaz çelik»Solmaz.
Alüminyumdan biraz daha ağır olan paslanmaz çelik, şok, yüksek basınç ve aşınma (özellikle manganez içeren kaliteler) için mükemmel bir iş çıkarır. Isı transferi alüminyumunkinden daha kötüdür: fakat bu sayede metal "terlemez", üzerinde daha az yoğunlaşma olur.
Karşılaştırmanın sonuçlarına göre netleşir - düşük metal ağırlığı, mukavemet ve güvenilirliğin gerekli olduğu görevleri gerçekleştirmek, paslanmaz çelik alüminyumdan daha iyidir.
