Что легче алюминий или нержавейка
Алюминий или нержавеющая сталь, что лучше
Выбирая металлоизделия – полотенцесушители и перила, посуду и ограждения, решетки или поручни – мы выбираем, в первую очередь, материал. Традиционно конкурирующими считаются нержавеющая сталь, алюминий и обычная черная сталь (углеродистая). Обладая рядом сходных характеристик они, тем не менее, существенно отличаются друг от друга. Имеет смысл сравнить их и разобраться, что же лучше: алюминий или нержавеющая сталь (черная сталь, в силу низкой коррозионной стойкости, рассматриваться не будет).
Алюминий: характеристики, преимущества, недостатки
Один из самых легких металлов, что в принципе используются в промышленности. Очень хорошо проводит тепло, не подвержен кислородной коррозии. Алюминий выпускается нескольких десятков видов: каждый со своими добавками, увеличивающими прочность, стойкость к окислению, ковкость. Однако, за исключением очень дорогого авиационного алюминия, всем им присущ один недостаток: чрезмерная мягкость. Детали из этого металла легко деформируются. Именно поэтому невозможно использование алюминия там, где в ходе эксплуатации на изделие воздействует большое давление (гидроудары в системах водоснабжения, например).
Стойкость к коррозии у алюминия несколько завышена. Да, металл не «прогнивает». Но только за счет защитного слоя из окисла, который на воздухе образуется на изделии в считанные часы.
Нержавеющая сталь
Сплав практически не имеет недостатков – кроме высокой цены. Он не боится коррозии не теоретически, как алюминий, а практически: на нем не появляется оксидной пленки, а значит, со временем «нержавейка» не тускнеет.
Чуть более тяжелая, чем алюминий, нержавеющая сталь отлично справляется с ударными воздействиями, высоким давлением и истиранием (особенно марки, в которых есть марганец). Теплопередача у неё хуже, чем у алюминия: но благодаря этому металл не «потеет», на нем меньше конденсата.
По итогам сравнения становится ясно – для выполнения задач, где требуется малый вес металла, прочность и надежность, нержавейка лучше, чем алюминий.
Разница между алюминием и нержавеющей сталью
Содержание:
Ключевые области покрыты
1. Что такое алюминий
— определение, извлечение, использование
2. Что такое нержавеющая сталь
— определение, разные типы
3. В чем разница между алюминием и нержавеющей сталью
— Сравнение основных различий
Ключевые термины: алюминий, хром, криолит, электролиз, ржавчина, нержавеющая сталь, сталь
Что такое алюминий
Алюминий обладает высокой устойчивостью к коррозии, поскольку он может образовывать защитный слой на своей поверхности путем окисления в оксид алюминия. Кроме того, это хороший проводник тепла и электричества. Степень пластичности высока для алюминия; это означает, что алюминий может быть легко расплавлен и вытянут в проволочные структуры. Алюминиевая фольга непроницаема, даже если она очень тонкая.
Алюминий Добыча
Алюминиевая руда известна как боксит. боксит очищается в белый порошок, который является оксидом алюминия. Из оксида алюминия можно извлечь металлический алюминий. В экстракции используется электролитическая техника. Во-первых, оксид алюминия расплавляется, так что через него может проходить электричество. Поскольку температура плавления оксида алюминия очень высока, для этого требуется высокая температура. Поэтому методы стоят дорого. Но вместо плавления оксида алюминия мы можем смешать его с криолитом, который поможет расплавить оксид алюминия при более низкой температуре.
Рисунок 1: Извлечение алюминия с использованием криолита
Графит используется для обоих электродов. Когда электролиз завершен, на отрицательном электроде образуется металлический алюминий. Этот сформированный алюминий опустится на дно контейнера. Следовательно, он может быть легко отделен от расплавленного оксида алюминия.
Что такое нержавеющая сталь
Существует четыре основных типа нержавеющей стали, классифицируемых на основе микроструктуры сплава.
FРисунок 2: Микроструктура из нержавеющей стали (сорт: нержавеющая сталь типа 304)
Микроструктура ферритной нержавеющей стали имеет объемно-центрированную кубическую структуру. Микроструктура аустенитной нержавеющей стали имеет гранецентрированную кубическую структуру. Дуплексная нержавеющая сталь имеет комбинацию этих двух микроструктур (ферритной и аустенитной). Мартенситная нержавеющая сталь содержит более высокое содержание углерода, чем три других сорта нержавеющей стали.
Разница между алюминием и нержавеющей сталью
Определение
категория
Вхождение
Алюминий: Алюминий естественным образом встречается в алюминиевых рудах, называемых бокситами.
Нержавеющая сталь: Нержавеющая сталь не встречается в природе, это искусственный металлический сплав.
Ржавчина
Алюминий: Алюминий не ржавеет.
Нержавеющая сталь: Растин предотвращен в нержавеющей стали.
Заключение
Алюминий и нержавеющая сталь очень важны в различных отраслях промышленности. Хотя они имеют сходный внешний вид, эти вещества имеют разные химические и физические свойства. Основное различие между алюминием и нержавеющей сталью состоит в том, что алюминий может быть извлечен из встречающихся в природе алюминиевых руд, тогда как нержавеющая сталь не может быть извлечена из любой руды, так как она создана человеком.
Сравнение материалов для изготовления ништяков
Часто задают вопросы о применяемости алюминиевых сплавов вместо стали или стеклопластика, или наоборот ))) Поясню на примере топливных баков.
Что касается веса. возьмём лист 12Х18Н10Т, открываем металлокалькулятор metallicheckiy-portal.ru/…ulator/calculator_metalla
стальной лист 1.5мм (нерж) 1000х1000 вес 11.85 кг (плотность 7,9 г/см.куб)
стальной лист 1.5мм (Ст3) 1000х1000 вес 11.70 кг (плотность 7.8)
сплав АМг6 лист 4мм 1000х1000 вес 10.56 кг (плотность 2.64)
композит 8мм 1000х1000 вес 13.76 кг (плотность 1.72)
Как видим, разница между нерж.сталью и АМг6 чуть более 1кг, а композит, при сравнительно той же прочности, ещё и тяжелее. Ниже рассмотрим прочностные характеристики и почему именно такие толщины сравниваются
Кроме веса, есть ещё основные мех.показатели (кроме прочих)
— Допустимое напряжение при растяжении
— Допустимое напряжение при изгибе
— Ударная вязкость
Очень хорошо сравнили материалы здесь (рекомендую), от этого обзора и будем отталкиваться далее
evolmotors.ru/stekloplastik
Для упрощённости сравнения, можно искомый показатель умножать на какой-то коэфф, чтобы достичь показателя сравниваемого материала, потом умножать на него же толщину сравниваемого листа материала, и смотреть, на сколько будет отличаться вес.
Например: сравним по ударной вязкости Ст45, АМг6 и композит, и сравним вес потребных для этого листов (естес-но одинакового размера, пусть будет как мы брали выше 1000х1000 мм).
Для АМг6 коэфф. будет 2.25, для композита 5.13
Теперь умножаем 1.5мм (стенка бака) на эти коэфф.: АМг6 1.5*2,25=3,375мм, и композит 7,695мм
Для пищевой нерж. ударная вязкость примерно одинаковая со Ст45, но выше пластичность, поэтому с примерно сравнимыми характеристиками лист АМг6 нужен 4мм, а стеклопластика 8мм (кстати, именно 8мм стенку и делают для таких баков). Но АМг6 плохо гнётся (лопается, а нагартованный вообще можно только клепать), поэтому лучше брать АМг3 и чуть толще, примерно 4.5мм, а это по весу 1000х1000 уже 12.02кг, так что наглядно видно, что никакой разницы по весу со стальным баком при сравнимой прочности нет и не будет (даже при стенке 4мм разница плюс-минус пару кг на весь бак не существенна).
В общем, ситуация следующая: для применения каких-либо материалов, нужно, для начала, понять, каким нагрузкам будет подвергаться деталь/изделие, какие условия эксплуатации, какие вокруг хим. реагенты и условия коррозии, а уже потом делать выводы и изделия.
Если взять бак, и существует вероятность долбануться его дном об камень, съехать на нём по косогору, одеться на пень, т.е. нужны самые высокие показатели ударной вязкости, упругости, жёсткости — альтернативы стали нет, тем более легированной/нержавеющей. К тому же она ещё и пластична и не хрупкая, и ей пофигу на рассол на дороге, долговременный грязевый компресс или ту же морскую воду
Если же бак не будет подвергаться точечным ударам, то можно и из АМг6 его сделать, и из стеклопластика. Из последнего даже лучше, т.к. он намного более гибкий при ударах и держит форму без разрушения.
Если сделать два бака из АМг6 и стеклопластика, то стеклопластиковым можно в футбол и лапту играть, а алюминиевый от первого же удара сомнётся, хоть 4мм стенка будь, хоть 8мм.
Но, при этом, точечным ударам алюминиевый бак будет сопротивляться гораздо лучше, чем стеклопластиковый, т.е пробить его примерно в 2 раза сложнее. Опять же, если взять достаточную толщину композита, те же 8мм, то и его будет достаточно сложно пробить. Конечно, съезжать на нём с горок всё же не рекомендуется, но зато вес 14кг… )))
Именно поэтому есть своё применение и ал.сплавам, и стальным деталям, и композитам. В авиастроении большую роль играет вес, нет точечных ударных нагрузок, свои требования к упругости и т.д.
Кроме того, для сварки алюминиевых деталей требуется гораздо более дорогое оборудование и расходники, а также квалификация сварщика, чем для стали. Для нержавейки где-то посередине между обычной сталью и ал.сплавами. Немаловажно и стоимость, АМг3 лист в розницу будет около 380 р/кг, одинаково или чуть дороже, чем хорошая нержавейка, но сварка будет дороже.
Надеюсь, хоть немного прояснил ситуацию с материалами.
Алюминий и нержавеющая сталь: в чем разница?
Нержавеющая сталь
Химический состав нержавеющей стали в основном состоит из железа, хрома и никеля. В его структуре также присутствуют другие легирующие элементы, такие как марганец и медь. При производстве нержавеющей стали используется не менее 10.5% хрома, что делает ее более устойчивой к коррозии. Кроме того, нержавеющая сталь непористая и не вызывает коррозии, а также обладает более высокой устойчивостью к ржавчине.
Этот пассивный слой хрома часто составляет от 12% до 13% и поэтому слишком тонкий, чтобы его можно было увидеть. Однако он защищает металл под ним. С другой стороны, никель помогает в этом процессе, восстанавливаясь кислородом, что делает пассивный слой неповрежденным и неповрежденным. Пока это происходит, металл под ним остается нержавеющим.
Однако нержавеющая сталь все еще может оставлять пятна. Если на поверхности есть царапина, это может привести к появлению ржавчины. Точно так же горячая вода, оставляющая отложения хлоридов, также может вызвать появление пятен. Но даже если есть вероятность появления пятен, ее называют нержавеющей сталью, потому что она не ржавеет и не корродирует так быстро, как другая обычная сталь.
Нержавеющая сталь: магнетизм
Алюминий
Алюминий имеет более высокую стойкость к коррозии из-за пассивации. Кроме того, металл имеет повышенное окисление. Алюминий сильно окислен, и его поверхность становится белой или ямками, в основном, если он используется в очень кислых или щелочных условиях.
Алюминий более прочен и легок, чем большинство металлов. Его прочность значительно увеличивается при смешивании с легирующими элементами. Это свойство делает алюминий подходящим для изготовления деталей конструкций, крупногабаритной посуды и корпусов для оборудования.
Соответственно, алюминий очень хорошо проводит тепло и обладает отличной теплопроводностью, что объясняет, почему его предпочитают использовать в посуде и общем оборудовании, где требуется идеальная теплопроводность. Параллельно алюминий дороже нержавеющей стали.
Алюминий: магнетизм
Сравнение алюминия и нержавеющей стали
Алюминий и нержавеющую сталь можно сравнить по многим параметрам. Например, вы узнали о химическом составе алюминия и нержавеющей стали. Другие свойства, которые можно использовать для прямого сравнения, включают:
Стоимость алюминия и нержавеющей стали
Однако в параллельном масштабе цена на нержавеющую сталь значительно ниже, чем на алюминий. Стоимость сырья значительно влияет на цену двух металлов после завершения прядения. Могут быть исключения на основе разных оценок. Однако при использовании двух идентичных прядильных машин, один из которых изготовлен из алюминия, а другой из нержавеющей стали, вы обнаружите, что алюминиевые детали стоят дороже, потому что для них требуется больше сырья, чем для нержавеющей стали.
Алюминий против нержавеющей стали: устойчивость к коррозии
Производители предпочитают ковкие материалы на стадии производства, и одним из самых исключительных свойств алюминия является то, что он обладает высокой устойчивостью к коррозии сразу после формования и не требует дополнительных процессов обработки. Алюминий не требует покрытия или краски для предотвращения ржавчины. С другой стороны, нержавеющая сталь требует наличия слоя оксида хрома на своей поверхности и других процессов обработки, таких как окраска, чтобы избежать коррозии и ржавчины. Если поверхность поцарапана, есть вероятность появления ржавчины. Это требование даже выше, если материал будет использоваться во влажных условиях.
Алюминий против нержавеющей стали: прочность и пластичность
Алюминий более ковкий и пластичный, чем нержавеющая сталь. Это делает алюминий идеальным выбором для применений, требующих большей формовки для создания различных форм и форм. С другой стороны, нержавеющая сталь прочна и эластична. Однако нержавеющая сталь не может быть сформирована с такими же габаритными пределами, как алюминий, потому что в некоторых местах она трескается из-за своей жесткости.
Алюминий против нержавеющей стали: разница в весе
Несмотря на то, что нержавеющая сталь в какой-то момент может подвергнуться коррозии, она все же тверже алюминия. Большинство прядильных материалов из алюминия быстро вмятины при сильном ударе или давлении по сравнению с нержавеющей сталью. С другой стороны, нержавеющая сталь более эластична, долговечна и не деформируется, не деформируется и не сгибается под действием тепла или давления. Однако эта прочность зависит от веса, и поэтому нержавеющая сталь намного тяжелее и плотнее алюминия. Обычно нержавеющая сталь в 2.5 раза тяжелее алюминия.
В нижней строке
Конечное применение материалов зависит от деталей, из которых они изготовлены, и баланса между плюсами и минусами указанного материала. На некоторых спиннингах колл может быть непростым решением. Однако, когда дело доходит до алюминия и нержавеющей стали, вам необходимо проверить свойства каждого металла на соответствие требованиям проекта.
Ссылки на связанные источники:
Как отличить титан от нержавеющей стали и алюминия
Отличить титан от нержавеющей стали аустенитного класса или алюминия довольно сложно. Особенно если у вас имеется один образец и сравнивать не с чем. Все три металла являются парамагнетиками и не реагируют на магнит, имеют серебристый цвет и похожий удельный вес. Но есть несколько простых и проверенных способов отличить титан от легированной стали и алюминия в домашних условиях без специального оборудования.
Доступный и простой способ — поцарапать металлом стекло
Если коротко
Пояснение, детали
Метод основан на способности титана оставлять характерные темные следы на поверхности стекла и кафельной плитки. При этом металл не царапает стекло, а именно рисует на его поверхности. Смыть такой след можно только раствором плавиковой кислоты (HF). А нержавеющая сталь может поцарапать стекло, но темного следа не оставит. Алюминий вообще не способен нанести никаких повреждений.
Отличить титан по искре
Если коротко
Пояснение, детали
Во время обработки титана на точильном станке или при резком продольном трении по абразивной поверхности точильного камня контакт металла сопровождается россыпью искр ярко-белого цвета. При отсутствии абразива можно использовать мелкий напильник или даже простой бетон, хотя эффект будет меньшим.
Искры от нержавеющей стали имеют желтый и красный оттенок. Их вылетает намного меньше, а на бетоне и напильнике не будет совсем. Некоторые сорта нержавеющих сталей были разработаны, как пожаробезопасные. Искрообразование во время обработки таких металлов невозможно технологически. При трении алюминия по образивной поверхности искры не выделяются, но могут оставаться характерные серебристые следы на поверхности.
Такой тест на возможность образования искр наиболее популярный и простой, поскольку цвет действительно отличается очень сильно, а их полное отсутствие сразу говорит о том, что этот металл не титан.
После того, как вы определите какой именно металл перед вами вы можете сдать его по выгодной цене:
Проверка на гальваническую реакцию
Для проведения этого теста потребуется источник постоянного тока с напряжением около 12 В. Это может быть автомобильный аккумулятор или преобразующий трансформатор. Соедините через провод плюс батареи с исследуемым образцом, а минус с металлическим стержнем, на конце которого намотана вата, марля или кусок хлопчатобумажной ткани. Намочите вату слабым раствором соляной кислоты или обычной кока-колой.
Если это титан, то при прикосновении к металлу его поверхность будет окрашиваться в результате образования оксидной пленки. Цветовой оттенок зависит от величины напряжения, концентрации кислоты в растворе и времени воздействия. Нержавеющие сплавы и алюминий данной реакции не подвержены.
Сравнение удельного веса — способ, требующий точных измерений
Всем известно, что алюминий это самый легкий из этих трех металлов, а сталь самая тяжелая. Но как определить, если у вас один образец и сравнивать не с чем? Это можно сделать путем измерений и вычисления плотности или удельного веса материала, который примерно составляет:
Этот способ определения требует наличия точных весов и емкости для погружения образца в воду.
После взвешивания металла необходимо определить его объем. Проще всего воспользоваться для этого, известным со школы законом Архимеда, погрузив образец в жидкость. Изменение уровня воды покажет искомую величину.
Это более сложный и длительный вариант определения и поэтому используют его очень редко. Но он тоже дает результаты и должен рассматриваться.
Специфические способы определить титан
В отдельных случаях определение металла можно произвести простыми и весьма оригинальными способами:
Насколько надежны эти методы?
Приведенные методы достаточно надежные и часто используюстся специалистами по приему металлолома. Однако стоит учитывать, что точное определение химического состава сплава, особенно при наличии примесей, может быть выполнена только с использованием специального оборудования.