Нерђајући челик вс. Алуминијум – откривање шампиона материјала

2. Шта је од нехрђајућег челика?

Нехрђајући челик је легура отпорна на корозију која се састоји првенствено од гвожђа, хром, и други елементи као што су никл и молибден. Садржај хрома обезбеђује природни слој оксида, који штити челик од рђе.

Познат је по својој високој чврстоћи, издржљивост, и отпорност на оштре средине, што га чини врхунским избором за апликације које захтевају робусне перформансе, као што су у конструкцији, медицински, и аутомобилске индустрије.

3. Шта је алуминијум?

Алуминијум је лагана, метал сребрне боје са одличном отпорношћу на корозију и могућности обликовања.

Познат по својој малој густини и високом односу чврстоће и тежине, алуминијум се широко користи у индустријама где је смањење тежине кључно, као што је ваздухопловни, транспорт, и електроника.

Такође је метал који се може рециклирати, што доприноси његовој популарности у одрживој производњи.

4. Перформансе материјала у различитим окружењима

Алуминијум и нерђајући челик имају одличну отпорност на корозију, али се различито понашају у зависности од средине.

Алуминијум формира природни оксидни слој који га штити од оксидације у већини окружења, посебно у влажним или сланим условима.
Међутим, може бити подложан галванској корозији када је у контакту са одређеним другим металима.

Нехрђајући челик, посебно оцене као 316 са додатком молибдена, истиче се у окружењима изложеним хемикалијама, слана вода, или високе температуре, што га чини пожељним материјалом за поморство, индустријски, и медицинске апликације.

5. Чврстоћа и издржљивост нерђајућег челика у односу на алуминијум

Затезна чврстоћа

Нерђајући челик има затезну чврстоћу од 505 МПА, чинећи га знатно јачим од алуминијума, који само допире 110 МПА.

Ова чврстоћа чини нерђајући челик идеалним за структурне компоненте као што су цеви, шипке, и лимови који се користе у мостовима и зградама.

С друге стране, мања тежина алуминијума чини га савршеним избором за апликације као што су авиони, где је смањење тежине критично за перформансе.

Снага умор

Чврстоћа на замор се односи на то колико добро материјал може издржати поновљени стрес. Нерђајући челик нуди отпорност на замор од 250 МПА, много већи од алуминијума 96.5 МПА.

Ово чини нерђајући челик супериорном опцијом за апликације као што су опруге и зупчаници, где је издржљивост под цикличним оптерећењима од суштинског значаја.

Алуминијум, са својом мањом снагом на замор, је погоднији за лагане производе као што су оквири за бицикле и компоненте за тркачке аутомобиле где је смањење тежине приоритет.

Отпорност на хабање

Када је реч о отпорности на хабање, нерђајући челик надмашује алуминијум. Нерђајући челик има резултате између 40 г то 80 г на АСТМ Г65 тесту, док алуминијум, чак и елоксирана, доживљава више хабања, са оценама у распону од 150 г то 250 г.

Ова разлика је очигледна у посуђу - лонци и тигање од нерђајућег челика трају дуже од својих алуминијумских парњака, који имају тенденцију да се брже троше.

Тврдоћа

Нехрђајући челик, са оценом Роцквелл тврдоће до 95Рб, је тврђи од алуминијума, који износи 60Рб.

Ова разлика објашњава зашто сатови од нерђајућег челика, на пример, отпорнији су на огреботине у поређењу са алуминијумским.

Снага на притисак

Нерђајући челик може да издржи притиске до 220,000 пси, у поређењу са алуминијумским максимумом од 70,000 пси.

На пример, у носивим уређајима као што је Аппле Ватцх, модел од нерђајућег челика је много способнији да се одупре притиску и деформацији од алуминијумске верзије.

Отпорност на удар

Структура од нерђајућег челика даје му већу отпорност на ударце, што га чини идеалним за компоненте као што су браници аутомобила који морају да издрже значајне силе.

У супротности, већа флексибилност алуминијума омогућава му да ефикасније апсорбује ударце, због чега се често користи у производима као што су шкољке за кациге и заштитна опрема.

Нерђајући челик је отпоран на удубљења, док алуминијумски јастуци боље утичу.

Схеар Стренгтх

Алуминијум има чврстоћу на смицање од 40,000 пси, док нерђајући челик досеже 70,000 пси.

Ово чини нерђајући челик пожељним избором за апликације као што су сечива и хируршки алати, који треба да издрже велике силе смицања.

Снага приноса

Јачина течења нерђајућег челика се креће од 30,000 до 90,000 пси, док алуминијум обично даје при 40,000 пси.

У производима као што су сатови, Кућишта од нерђајућег челика су отпорнија на деформације под оптерећењем у поређењу са својим алуминијумским панданима, чинећи их издржљивијим за тешке примене.

Модул еластичности

Модул еластичности нерђајућег челика је 28,000 кси, скоро три пута више од алуминијума, који је 10,000 кси.

То значи да се нерђајући челик мање савија под оптерећењем, нудећи бољу крутост у производима где је структурални интегритет кључан.

6. Формабилност и обрадивост нерђајућег челика у односу на алуминијум

Формабилност од нерђајућег челика

Нехрђајући челик, посебно 304-разред, је високо обликован, омогућавајући му да се лако обликује и обликује у различите структуре.

Формабилност алуминијума

Лаганост и флексибилност алуминијума чине га идеалним материјалом за лако савијање.

Легуре попут 3003 и 5052 су популарни у апликацијама од лима због своје флексибилности и отпорности на рђу.

6061 алуминијум, са својом мешавином силицијума и магнезијума, је познат по одличној заварљивости.

Међутим, алуминијум захтева деликатан додир да би се избегло пуцање, што га чини избором за пројекте који укључују глатке кривине и лагану конструкцију.

Обрадивост нерђајућег челика

У области сечења и бушења, 303 нерђајући челик се истиче по својој побољшаној обрадивости, захваљујући додатку сумпора.

За захтевније задатке, 416-нерђајући челик је веома ефикасан. Брзорезни челик (ХСС) алати се обично користе за ефикасну обраду нерђајућег челика.

Обрадивост алуминијума

Алуминијум, својом меком природом, лако се обрађује, посебно легуре попут 6061-Т6 и 2024, који омогућавају глатко сечење карбидним алатима.

Заварљивост нерђајућег челика

316Л нерђајући челик је познат по својој одличној заварљивости.

Обично се користи процес ТИГ заваривања, обезбеђивање јаких, шавови отпорни на корозију, чак иу изазовним окружењима као што је слана вода.

Заварљивост алуминијума

Алуминијум, посебно на 6061 легура, такође је веома заварљив.

Импулсно МИГ заваривање је ефикасно за алуминијум, спречавање прегревања и стварање чврстих веза. Међутим, површина мора бити темељно очишћена од нечистоћа за успешно заваривање.

Карактеристике савијања

Приликом савијања нерђајућег челика, тежи да буде ригиднији. На пример, 304-нерђајући челик се враћа назад за приближно 3°, тако да је потребан угао савијања од 87° да би се постигло савршено савијање од 90°.

У супротности, алуминијум се лакше савија. 5052-Х32 алуминијум, на пример, има само око 2° повратног пролећа, чинећи га флексибилнијим и лакшим за рад, захтевајући мање силе.

Могућност дубоког цртања

Дубоко извлачење тестира моћ метала. Тхе 430 нехрђајући челик, са крајњом затезном чврстоћом од 450 МегаПаскали, стоји високо. Нерђајући челик кроз овај процес ствара чврсте кухињске судопере и лонце.

3003 легура алуминијума нуди дуктилност са 130 МегаПаскала снага. За резервоаре за гориво и посуђе, алуминијум се појављује као врући фаворит.

Резање Лакоћа

Нерђајући челик има тенденцију да се одупре силама резања. Класа 440Ц, због своје запрепашћености 700 МегаПаскала снага, отупљује алате за сечење. Оштрице од брзог челика постају неопходне.

Алуминијум, са својим нижим 55 МегаПаскала затезна чврстоћа, кришке као путер.

7. Примене и индустрије нерђајућег челика вс. Алуминијум

И нерђајући челик и алуминијум се широко користе у различитим индустријама, али њихова различита својства чине их погодним за различите примене. Ево поређења где и како се сваки материјал обично користи:

Грађевинска индустрија

• Нехрђајући челик: Погодан за структуралне примене које захтевају снагу, издржљивост, и отпорност на корозију, нерђајући челик се обично користи у фасадама зграда, мостови, и структурне оквире.
  Његова полирана завршна обрада такође га чини идеалним за декоративне елементе као што су рукохвати и облоге.
• Алуминијум: Лагана природа алуминијума и лакоћа израде чине га популарним избором за кровове, прозори, и зидови завесе. Такође се користи у мобилним структурама као што су скеле због своје преносивости.

Аутомобилска индустрија

• Нехрђајући челик: Познат по својој чврстоћи и отпорности на високе температуре, нерђајући челик се користи у издувним системима, Компоненте мотора, и обрезите делове. Његова издржљивост чини га идеалним за возила изложена екстремним условима.
• Алуминијум: Лагана својства алуминијума чине га кључним у панелима каросерије аутомобила, точкови, и оквири. Алуминијум помаже у смањењу укупне тежине возила, побољшање ефикасности горива и руковања, што је посебно важно код електричних и хибридних аутомобила.

Аероспаце индустрија

• Нехрђајући челик: Његова висока чврстоћа и отпорност на топлоту чине нерђајући челик погодним за критичне компоненте као што су причвршћивачи, зупчаник, и издувних система у авионима.
• Алуминијум: Алуминијум је неопходан у ваздухопловној индустрији због своје мале тежине, што доприноси ефикасности горива. Широко се користи у каросерији авиона, крила, и друге структурне компоненте.

Медицинске и хируршке примене

• Нехрђајући челик: Због своје одличне хигијене, отпорност на корозију, и лакоћа стерилизације, нерђајући челик се широко користи у хируршким инструментима, implants, и медицински уређаји. Посебно је омиљен за ортопедске имплантате и зубне алате.
• Алуминијум: Алуминијум се користи у неким медицинским уређајима где су лака тежина и преносивост важни. Такође се користи у производњи МРИ машина и друге опреме за снимање где су немагнетна својства кључна.

Посуђе и кухињска опрема

• Нехрђајући челик: Нерђајући челик је популаран у професионалним кухињама за лонце, тигања, Прибор за јело, и радне плоче. Издржљив је, Једноставно чишћење, и отпоран је на мрље и рђу, чинећи га савршеним за окружења у којима је хигијена неопходна.
• Алуминијум: Алуминијумско посуђе, често елоксирани ради побољшања издржљивости, је цењен због одличне топлотне проводљивости. Обично се користи у плеховима за печење, тигања, и мале апарате због своје мале тежине и ефикасне дистрибуције топлоте.

Електроника и телекомуникације

• Нехрђајући челик: Користи се за електронска кућишта, конектори, и структурне компоненте где је потребна чврстоћа и електромагнетна заштита. Нерђајући челик се такође користи у некој високој потрошачкој електроници.
• Алуминијум: Одлична топлотна и електрична проводљивост алуминијума чини га идеалним за употребу у хладњакима, чамац, и ожичење за електронику и телекомуникациону опрему. Такође се често налази у потрошачкој електроници попут паметних телефона, лаптоп рачунари, и таблете.

Морска индустрија

• Нехрђајући челик: Са својом врхунском отпорношћу на корозију, посебно у морском окружењу, нерђајући челик се користи за опрему за чамце, подводне цеви, и делови брода. Морски нерђајући челик (попут 316) нуди додатну заштиту од корозије сланом водом.
• Алуминијум: Алуминијум је фаворизован за бродоградњу, посебно за мала и средња пловила и трупове, због своје мале тежине и отпорности на корозију у слаткој води. Такође се користи за јарболе, палубне конструкције, и пролазе.

8. Закључак

И нерђајући челик и алуминијум нуде јединствене предности у зависности од примене.

Нерђајући челик се истиче снагом и издржљивошћу, док алуминијум побеђује у смањењу тежине и исплативости.

Ваш избор треба да зависи од специфичних захтева пројекта као што је тежина, отпорност на корозију, снага, и буџета.

 

Референца садржаја：https://www.xometry.com/resources/materials/what-is-stainless-steel/

Често постављана питања

К: Може ли се алуминијум користити у апликацијама са високим стресом?

А: Да, посебно у индустријама у којима је уштеда тежине критична, као ваздухопловство.

К: Да ли је нерђајући челик јачи од алуминијума?

А: Да, нерђајући челик углавном има већу затезност, принос, и чврстоће на притисак у поређењу са алуминијумом.

К: Да ли је алуминијум скупљи од нерђајућег челика?

А: Не, алуминијум је обично јефтинији унапред, али дугорочна исплативост зависи од захтева примене и одржавања.