Aluminium versus roestvrij staal

Wat is aluminium

Aluminium is een lichtgewicht metaalmateriaal met een sterke corrosieweerstand. De sterkte van aluminium zelf is niet hoog, maar de sterkte van de aluminiumlegering is verbeterd na het toevoegen van enkele elementen.

Fysische eigenschappen van aluminium

De dichtheid van aluminium en aluminiumlegeringen is 2,7 g/cm³, het smeltpunt bedraagt ​​660°C, het kookpunt bedraagt ​​2520°C, en ze hebben een sterke elektrische geleidbaarheid, warmtegeleiding, ductiliteit en corrosiebestendigheid. Daarom, Aluminium en aluminiumlegeringen worden veel gebruikt in de auto-industrie, lucht- en ruimtevaartindustrie, scheepsbouw, bouw toepassingen, farmaceutische en voedselverpakkingen, enz.

Wat is roestvrij staal

Roestvrij staal is een soort legering die voornamelijk bestaat uit ijzer en koolstof, met een aanzienlijke toevoeging van chroom, meestal tenminste 10.5%. Dit chroomgehalte geeft roestvrij staal zijn opmerkelijke corrosieweerstand, omdat het een dunne laag vormt, passieve laag chroomoxide op het oppervlak die roest en degradatie voorkomt bij blootstelling aan vocht en lucht.

Fysische eigenschappen van roestvrij staal

Roestvast staal vertoont een reeks fysieke eigenschappen die het tot een veelzijdig materiaal maken voor vele toepassingen. Hier zijn de belangrijkste fysieke eigenschappen van roestvrij staal:

1. Dikte

• – Typisch bereik: 7.75 naar 8.1 g/cm³.
• - Beschrijving: De dichtheid van roestvrij staal is relatief hoog, bijdragen aan de sterkte en duurzaamheid ervan. De exacte dichtheid kan enigszins variëren, afhankelijk van de specifieke legeringssamenstelling.

2. Smeltpunt

• – Typisch bereik: 1,370°C tot 1.530 °C (2,500°F tot 2.800 °F).
• - Beschrijving: Roestvrij staal heeft een hoog smeltpunt, waardoor het geschikt is voor toepassingen met hoge temperaturen, zoals in ovens en straalmotoren.

3. Warmtegeleiding

• – Typische waarde: 16 naar 24 W/m·K (watt per meter Kelvin) bij kamertemperatuur.
• - Beschrijving: Roestvrij staal heeft een lagere thermische geleidbaarheid in vergelijking met andere metalen zoals koper of aluminium, wat betekent dat het minder efficiënt is in het overbrengen van warmte. Deze eigenschap is voordelig bij toepassingen waarbij het vasthouden van warmte vereist is.

4. Thermische expansie

• – Thermische uitzettingscoëfficiënt: Ongeveer 16.5 naar 18.5 x 10⁻⁶ /°C.
• - Beschrijving: Roestvrij staal zet uit en trekt samen bij temperatuurveranderingen. De thermische uitzettingscoëfficiënt is belangrijk in toepassingen waarbij maatvastheid van cruciaal belang is, zoals in de bouw en productie.

5. Elektrische geleiding

• – Typische waarde: 1.45 naar 1.6 x 10⁶ S/m (siemens per meter).
• - Beschrijving: Roestvrij staal heeft een relatief lage elektrische geleidbaarheid in vergelijking met andere metalen zoals koper. Dit maakt het minder geschikt voor elektrische toepassingen, maar is gunstig voor gebruik als weerstandsmateriaal.

6. Magnetische eigenschappen

• - Beschrijving: De magnetische eigenschappen van roestvrij staal variëren afhankelijk van de legering. Austenitische roestvaste staalsoorten (bijv., 304, 316) zijn over het algemeen niet-magnetisch, terwijl ferritische en martensitische roestvaste staalsoorten magnetisch kunnen zijn.

7. Treksterkte

• – Typisch bereik: 515 naar 827 MPa (megapascal).
• - Beschrijving: Roestvast staal staat bekend om zijn hoge treksterkte, wat verwijst naar de maximale spanning die het kan weerstaan ​​terwijl het wordt uitgerekt of getrokken voordat het breekt. Dit maakt het ideaal voor structurele en dragende toepassingen.

8. Hardheid

• – Typische waarde: Varieert per legering, maar meestal tussen 140 naar 300 op de Brinell-schaal.
• - Beschrijving: Roestvrij staal vertoont een goede hardheid, wat betekent dat het bestand is tegen vervorming en krassen. De hardheid kan worden verhoogd door processen zoals werkverharding.

9. Ductiliteit

• - Beschrijving: Roestvast staal is over het algemeen behoorlijk taai, wat betekent dat het in draden of andere vormen kan worden getrokken zonder te breken. Deze eigenschap is essentieel bij het vormen en vormgeven van het materiaal tot verschillende producten.

10. Corrosieweerstand

• - Beschrijving: Een van de meest opvallende eigenschappen van roestvrij staal is de uitstekende weerstand tegen corrosie. Het chroom in de legering vormt een passieve oxidelaag op het oppervlak, om het te beschermen tegen roest en andere vormen van corrosie, zelfs in ruwe omgevingen.

11. Elasticiteitsmodulus

• – Typische waarde: 193 naar 200 GPa (gigapascal).
• - Beschrijving: Deze eigenschap meet de stijfheid van roestvrij staal, geeft aan hoeveel het zal vervormen onder een bepaalde belasting. Een hoge elasticiteitsmodulus betekent dat het materiaal stijf is en bestand is tegen vervorming.

Aluminium versus roestvrij staal

Corrosieweerstand

Zowel aluminium als roestvrij staal hebben een sterke corrosieweerstand. Hoewel ze verschillende composities hebben, Het principe van roestpreventie is het genereren van een dichte oxidelaag om corrosie van het product te voorkomen.

Aluminium vormt van nature een dunne laag aluminiumoxide bij blootstelling aan lucht, wat een behoorlijke corrosieweerstand biedt. Deze oxidelaag is relatief stabiel en beschermt het onderliggende metaal tegen verdere oxidatie.

De corrosieweerstand van roestvrij staal is te danken aan het chroomgehalte (meestal tenminste 10.5%). Chroom reageert met zuurstof en vormt een zeer stabiele en beschermende chroomoxidelaag op het oppervlak, wat verdere corrosie voorkomt.

Kracht

Bij de materiaalkeuze, kracht is een eigenschap die niet kan worden genegeerd. Doorgaans, de sterkte van aluminiumlegering is niet zo goed als die van roestvrij staal, maar sommige aluminium legeringen met relatief hoge sterkte, zoals 2024, 7075, kracht hebben.

De sterkte van roestvrij staal is over het algemeen hoger dan die van aluminiumlegeringen. Deze conclusie is gebaseerd op de vergelijking van de fysieke en mechanische eigenschappen van de twee materialen. Roestvrij staal, als gelegeerd staal, bestaat voornamelijk uit elementen zoals ijzer, chroom, en nikkel, en heeft een goede corrosieweerstand, weerstand tegen hoge temperaturen, slijtvastheid, en uitstekende mechanische eigenschappen. De sterkte van roestvrij staal kan verder worden verbeterd door koudharden of warmtebehandeling, zodat het een hogere sterkte en hardheid heeft, evenals een betere weerstand tegen vermoeidheid en slagvastheid.

In tegenstelling tot, hoewel aluminiumlegering de kenmerken van lage dichtheid heeft, Grote sterkte, goede plasticiteit, uitstekende elektrische en thermische geleidbaarheid, en de sterkte ervan kan worden verbeterd door een warmtebehandeling te legeren, de sterkte ervan is meestal moeilijk om het niveau van roestvrij staal te bereiken. De sterkte van een aluminiumlegering is vergelijkbaar met die van hoogwaardig staal en kan aan de eisen van veel structurele onderdelen voldoen, maar de slijtvastheid en weerstand tegen hoge temperaturen zijn relatief slecht in onbehandelde toestand.

Daarom, in toepassingen die een hoge sterkte vereisen, roestvrij staal is meestal een betere keuze. Aluminiumlegeringen worden veel gebruikt in de luchtvaart, auto, elektronica en andere gebieden vanwege hun lichte gewicht en goede verwerkingseigenschappen.

Sterkte-gewichtsverhouding

Aluminiumlegeringen hebben een hogere sterkte-gewichtsverhouding dan roestvrij staal.

Hoewel roestvrij staal sterker is dan aluminiumlegeringen, aluminiumlegeringen hebben een lagere dichtheid dan roestvrij staal. De dichtheid van aluminiumlegeringen is 2,7 g/cm³, terwijl de dichtheid van roestvrij staal dat wel is 7.75 naar 8.1 g/cm³. De dichtheid van aluminiumlegeringen is ongeveer 1/3 van die van roestvrij staal.

Aluminiumlegeringen zijn lichtgewicht metalen met een hoge sterkte-gewichtsverhouding. De treksterkte is meestal rond 60,000 PSI, terwijl sommige legeringen zelfs kunnen reiken 100,000 PSI. De voordelen van aluminiumlegeringen zijn een goede plasticiteit en eenvoudige verwerking in verschillende vormen en maten. In tegenstelling tot, hoewel roestvrij staal het voordeel heeft dat het bestand is tegen corrosie en oxidatie, de treksterkte ligt tussen 30,000-50,000 PSI, maar het is dichter dan aluminiumlegeringen en kan moeilijker te verwerken zijn.

samengevat, aluminiumlegeringen hebben een lichter gewicht en een betere verwerkbaarheid, terwijl ze een hoge sterkte behouden, waardoor ze een superieure keuze zijn in veel toepassingen.

Prijs

In het algemeen, de prijs van roestvrij staal is hoger dan die van aluminiumlegering. Wanneer beide materialen kunnen voldoen aan de prestatie-eisen van het product, aluminiumlegering is ongetwijfeld de beste keuze om de kosten te verlagen.

De prijs van roestvrij staal is hoger dan die van aluminiumlegering, en de dichtheid is ook hoger dan die van aluminiumlegering. Dezelfde ton aluminiumlegering kan driemaal hetzelfde volume aan roestvrijstalen producten produceren. Daarom, wanneer beide aan de prestatie-eisen kunnen voldoen, aluminiumlegering is de meest betaalbare keuze.

Wat is het verschil tussen aluminiumlegering en roestvrij staal?

• 1. Materiaal samenstelling: Roestvrij staal bevat elementen zoals ijzer, chroom, en nikkel, terwijl aluminiumlegering voornamelijk aluminium en een kleine hoeveelheid magnesium bevat, silicium, en andere elementen.
• 2. Prestatiekenmerken: Roestvrij staal heeft een goede corrosieweerstand, slijtvastheid, en sterkte bij hoge temperaturen, terwijl aluminiumlegering een hoge elektrische geleidbaarheid heeft, warmtegeleiding, en lage dichtheid.
• 3. Uiterlijk kleur: Het oppervlak van roestvrij staal is zilverwit, terwijl het oppervlak van de aluminiumlegering zilverwit of lichtgeel is.
• 4. Prijs: De prijs van roestvrij staal is meestal hoger dan die van aluminiumlegering.
• 5. Sollicitatie: Roestvast staal wordt veel gebruikt in de bouw, meubilair, keukengerei, en andere velden, terwijl aluminiumlegeringen vaak worden gebruikt in de luchtvaart, auto's, bouw, en andere velden.

Hoe aluminiumlegering en roestvrij staal te kiezen

Zowel aluminiumlegering als roestvrij staal hebben een hoge sterkte, hoge corrosieweerstand, elektrische geleiding, thermische geleidbaarheid en andere eigenschappen, maar er zijn nog steeds enkele hiaten in specifieke afzonderlijke eigenschappen. Wat de materiaalkeuze betreft, we moeten rekening houden met het toepassingsscenario van het materiaal.

Als het toepassingsscenario van het product hoge eisen stelt aan sterkte en geen eisen aan gewicht, dan is RVS de beste keuze.

Als het toepassingsscenario van het product eisen stelt aan lichtgewicht en een hoge sterkte-gewichtsverhouding vereist, dan is aluminiumlegering beter dan roestvrij staal.