알루미늄 대. 스테인레스 스틸: 심층적 인 비교

1. 소개

알루미늄 대. 스테인레스 스틸은 세계에서 가장 널리 사용되는 엔지니어링 금속 중 하나입니다..

각 재료는 뚜렷한 장점 세트를 제공합니다., 강도와 부식 저항을위한 스테인레스 스틸.

이 기사에서 검사합니다 알루미늄 대 스테인레스 스틸 여러 관점에서: 기본 속성, 부식 행동, 제작, 열 성능, 구조 지표, 비용, 응용 프로그램, 환경 영향.

2. 기본 재료 특성

화학 성분

알류미늄 (알)

알류미늄 가벼운 것입니다, 부식성과 다양성으로 알려진 은빛 화이트 금속.

상업용 알루미늄은 순수한 형태로 거의 사용되지 않습니다; 대신에,

일반적으로 요소와 함께 합금됩니다 마그네슘 (Mg), 규소 (그리고), 구리 (Cu), 그리고 아연 (Zn) 기계적 및 화학적 특성을 향상시킵니다.

알루미늄 합금 조성물의 예:

• 6061 알류미늄 합금: ~ 97.9% al, 1.0% Mg, 0.6% 그리고, 0.3% Cu, 0.2% Cr
• 7075 알루미늄 합금: ~ 87.1% al, 5.6% Zn, 2.5% Mg, 1.6% Cu, 0.23% Cr

스테인레스 스틸

스테인레스 스틸 철저한 합금입니다 적어도 10.5% 크롬 (Cr), 부식 방지를 위해 수동 산화물 층을 형성합니다.

또한 포함 할 수도 있습니다 니켈 (~ 안에), 몰리브덴 (모), 망간 (MN), 그리고 다른 사람들, 등급에 따라.

스테인레스 스틸 조성물의 예:

• 304 스테인레스 스틸: ~ 70% Fe, 18–20% cr, 8-10.5%, ~ 2% Mn, ~ 1% 및
• 316 스테인레스 스틸: ~ 65% Fe, 16–18% Cr, 10-14%가 있습니다, 2–3% mo, ~ 2% Mn

비교 요약:

물리적 특성

밀도

• 알류미늄: ~2.70 g/cm³
• 스테인레스 스틸: ~7.75–8.05 g/cm³

녹는 점

• 알류미늄: ~660° C (1220° F)
• 스테인레스 스틸: ~1370–1530 ° C (2500–2786 ° F)

3. 알루미늄 대 기계적 성능. 스테인레스 스틸

기계적 성능은 다른 하중 조건에서 재료가 어떻게 반응하는지를 포함합니다., 압축, 피로, 영향, 및 고온 서비스.

알루미늄 대. 스테인레스 스틸은 결정 구조로 인한 독특한 기계적 거동을 나타냅니다., 합금 화학, 그리고 노동 경향.

인장 강도 및 항복 강도

경도와 내마모성

피로의 힘과 지구력

충격 강인함

크리프 및 고온 성능

열처리에 따른 경도 변화

알루미늄 합금은 크게 의존합니다 강수 경화, 스테인리스 강은 다양한 열처리 경로를 사용합니다.가열 냉각, 담금질, 그리고 노화- 경도와 강인함을 조정합니다.

• 6061-T6: 솔루션 ~에서 열처리 530 ° C, 물이 담긴, 그런 다음 인위적으로 ~ 160 달성하려면 ° C ~ 95 HB.
• 7075-T6: 솔루션 치료 ~ 480 ° C, 끄다, ~ ~ 120 ° C; 경도에 도달 ~ 150 HB.
• 304: ~ ~ 1 050 ° C, 천천히 냉각 된; 경도 ~ B70 – B85 (220–240 HV).
• 17-4 ph: 솔루션 치료 ~ 1 030 ° C, 공기 켄치, ~ ~ 480 ° C (H900) ~ C35 – C45에 도달합니다 (~ 300–350 HV).

4. 알루미늄 대 부식성. 스테인레스 스틸

네이티브 산화물 층 특성

산화 알루미늄 (알 ₂ 오 ₂)

• 공기에 노출 되 자마자, 알루미늄은 얇습니다 (~ 2–5 nm) 부착 된 산화물 필름.
  이 수동 필름은 대부분의 환경에서 기초 금속을 추가 산화로부터 보호합니다..
  하지만, 강력한 알칼리성 용액에서 (ph > 9) 또는 할라이드가 풍부한 산, 영화가 녹습니다, 신선한 금속 노출.
  양극화는 인위적으로 Allool 층을 두껍게한다 (5–25 µm), 마모 및 부식 저항성을 크게 향상시킵니다.

크롬 산화물 (cr₂o₂)

• 스테인리스 강은 보호 크로 층 층에 의존합니다. 최소한 크롬 함량으로도 (10.5 %), 이 수동 필름은 추가적인 산화와 부식을 방해합니다.
  염화물이 풍부한 환경에서 (예를 들어, 해수, 소금 스프레이), 현지화 된 고장 (구덩이) 발생할 수 있습니다;
  몰리브덴 첨가 (예를 들어, 316 등급, 2–3 % 모) 구덩이와 틈새 부식에 대한 저항을 향상시킵니다.

다양한 환경에서의 성능

대기 및 해양 환경

• 알류미늄 (예를 들어, 6061, 5083, 5XXX 시리즈) 적절하게 양극화되거나 보호 코팅으로 해양 환경에서 잘 수행됩니다.;
  하지만, 틈새 부식은 소금과 수분의 침전물에서 시작될 수 있습니다..
• 스테인레스 스틸 (예를 들어, 304, 316, 이중) 해양 분위기가 뛰어납니다. 316 (모금) 슈퍼 듀플렉스는 특히 해수의 구덩이에 저항력이 있습니다.
  페라이트 등급 (예를 들어, 430) 적당한 저항력이 있지만 소금 스프레이에서 빠른 부식을 겪을 수 있습니다..

화학 및 산업 노출

• 알류미늄 유기산에 저항합니다 (초의, 형식) 그러나 강한 알칼리에 의해 공격을받습니다 (나오) 및 산들 산 (HCL, HBR).
  황산 및 인산에서, 특정 알루미늄 합금 (예를 들어, 3003, 6061) 집중력과 온도가 단단히 제어되지 않으면 감수성이 있습니다..
• 스테인레스 스틸 광범위한 화학 저항성을 나타냅니다. 304 질산에 저항합니다, 유기산, 그리고 가벼운 알칼리; 316 염화물과 소금물을 견뎌냅니다.
  이중 스테인레스 강은 산을 견딜 수 있습니다 (황의, 인의) 오스테 나이트 합금보다 낫습니다.
  Martensitic 등급 (예를 들어, 410, 420) 많이 합금되지 않는 한 산성 환경에서 부식 경향이 있습니다..

고온 산화

• 알류미늄: 위의 온도에서 300 산소가 풍부한 환경에서 ° C, 천연 산화물은 두꺼워 지지만 보호 적으로 남아 있습니다.
  너머 ~ 600 ° C, 산화물 스케일의 빠른 성장과 잠재적 인 산화가 발생합니다..
• 스테인레스 스틸: 오스테 나이트 등급은 산화 저항을 유지합니다 900 ° C.
  순환 산화를 위해, 특수 합금 (예를 들어, 310, 316시간, 347) 더 높은 CR 및 NI 저항 스케일 스케일레이션.
  페라이트 등급은 ~까지 연속 스케일을 형성합니다 800 ° C이지만 위의 흡입을 겪습니다 500 안정화되지 않는 한 ° C.

표면 처리 및 코팅

알류미늄

• 양극화 (유형 I/II 황, 타입 III 하드 양극화, 유형 II/M 인) 내구성을 만듭니다, 부식성 산화물 층. 자연색, 염료, 밀봉을 적용 할 수 있습니다.
• 전기 니켈-인 매장 (10–15 µm) 마모 및 부식 저항을 크게 향상시킵니다.
• 분말 코팅: 폴리 에스테르, 에폭시, 또는 플루오 폴리머 파우더는 날씨에 저항성을 생성합니다, 장식 마감.
• Alclad: 순수한 알루미늄 클래딩 고속 합금에 (예를 들어, 7075, 2024) 얇은 부드러운 층을 희생하여 부식 저항을 증가시킵니다..

스테인레스 스틸

• 패시베이션: 산성 처리 (질병 또는 시트릭) 자유 철을 제거하고 cr₂o₃ 필름을 안정화시킵니다.
• 전기 폴리싱: 표면 거칠기를 줄입니다, 포함을 제거하고 부식 저항을 향상시킵니다.
• PVD/CVD 코팅: 질화 티타늄 (주석) 또는 다이아몬드 유사 탄소 (DLC) 코팅은 내마모성을 향상시키고 마찰을 줄입니다.
• 열 스프레이: 심한 마모 또는 부식 응용을위한 크롬 카바이드 또는 니켈 기반 오버레이.

5. 알루미늄 대 열 및 전기 특성. 스테인레스 스틸

전기 및 열 특성은 열교환 기와 같은 응용 분야에 알루미늄 또는 스테인리스 스틸의 적합성을 결정하는 데 중요한 역할을합니다., 전기 도체, 고온 성분.

열 특성

전기 특성

6. 알루미늄 대 제조 및 형성. 스테인레스 스틸

제작 및 형성 공정은 부분 비용에 크게 영향을 미칩니다, 품질, 그리고 성능.

알루미늄 대. 스테인레스 스틸 각각의 고유 한 과제와 가공의 장점, 합류, 형성, 그리고 마무리.

가공 및 절단 특성

알류미늄 (예를 들어, 6061-T6, 7075-T6)

• 칩 형성 및 툴링: 알루미늄은 짧게 생산됩니다, 열을 효율적으로 소산하는 컬링 칩.
  비교적 낮은 경도와 높은 열전도율은 도구 대신 칩으로 열차를 끌어냅니다., 도구 마모 감소.
  주석이있는 탄화물 도구, 금, 또는 250–450 m/min의 절단 속도에서 TICN 코팅 및 0.1–0.3 mm/Rev의 피드가 우수한 표면 마감재를 산출합니다. (RA 0.2-0.4 µm).
• 구축 된 에지 (절하다): 알루미늄은 공구 표면에 부착되는 경향이 있기 때문입니다, Bue를 제어하려면 날카로운 공구 가장자리가 필요합니다, 적당히 높은 사료 율, 칩을 씻어내는 홍수 냉각수.
• 공차 및 표면 마감: 타이트한 공차 (± 0.01 중요한 기능에 대한 MM) 표준 CNC 설정으로 달성 할 수 있습니다.
  표면은 RA로 마감됩니다 0.1 고정밀 고정구와 카바이드 또는 다이아몬드 코팅 툴링을 사용할 때 µm가 가능합니다..
• 작업 하급: 최소; 다운 스트림 패스는 중간 어닐링없이 일관된 재료 특성을 유지할 수 있습니다..

스테인레스 스틸 (예를 들어, 304, 17-4 ph)

• 칩 형성 및 툴링: 오스테 나이트 스테인레스 스틸은 최첨단에서 빠르게 일하면됩니다.
  느린 피드 속도 (50–150 m/i) 긍정적 인 레이크와 결합, 코발트-관찰, 또는 코팅 탄화물 도구 (Tialn 또는 CVD 코팅) 작업 강화를 완화하는 데 도움이됩니다.
  깜박 거렸다, 펙 드릴링, 그리고 빈번한 공구 후퇴는 칩 용접을 최소화합니다.
• 구축 된 가장자리와 열: 낮은 열전도율은 절단 영역으로의 열을 제한합니다, 가속 도구 마모.
  고압 홍수 냉각수 및 세라믹 절연 공구 본체 확장 커터 수명.
• 공차 및 표면 마감: 치수는 ±로 유지할 수 있습니다 0.02 중간 규모의 선반 또는 공장에 MM; RA의 마감 처리에는 특수 툴링 및 진동 댐핑이 필요합니다. 0.4 µm.
• 작업 하급: 빈번한 조명 절단은 경화 된 층을 줄입니다; 일단 작업하셨습니다,
  추가 패스에는 경도가 초과되면 사료 감소 또는 어닐링 복귀가 필요합니다. 30 HRC.

용접 및 결합 기술

알류미늄

• gtaw (싸움) 그리고 gmaw (나):

• • 필러 와이어: 4043 (al-5 예) 또는 5356 (Al-5 mg) 6061-T6의 경우; 4043 ~을 위한 7075 비 구조 용접에서만.
  • 극성: AC는 산화 알루미늄의 대체 세정을 위해 TIG에서 선호됩니다. (알 ₂ 오 ₂) ~ 2 075 ° C.
  • 열 입력: 낮거나 중간 정도 (10–15 kj/in) 왜곡을 최소화합니다; 150-200 ° C에서 예비 재배트가 고강도 합금에서 균열 위험을 줄이는 데 도움이됩니다..
  • 도전: 높은 열 팽창 (23.6 × 10 °/° C) 왜곡으로 이어집니다; 산화물 제거에는 AC TIG 또는 브러싱이 필요합니다;
    열면 영향을받는 영역에서 곡물 거동 및 연화 (위험요소) T6 성미를 복원하기 위해 weld 이후의 용액화 및 개목을 필요로합니다.

• 저항 용접:

• • 얇은 게이지 시트에는 반점 및 이음새 용접이 가능합니다 (< 3 mm). 구리 합금 전극은 고착을 줄입니다.
    용접 일정에는 고전류가 필요합니다 (10-15) 그리고 짧은 거주 시간 (10–20ms) 추방을 피하기 위해.

• 접착제 결합/기계적 고정:

• • 다중 금속 조인트 용 (예를 들어, 알루미늄으로 강철), 구조 접착제 (에폭시) 리벳이나 볼트는 갈바니 부식을 피할 수 있습니다.
    표면 전처리 (에칭 및 양극화) 접착력 강도를 향상시킵니다.

스테인레스 스틸

• gtaw, 간이, SMAW:

• • 필러 금속: 308오스테 나이트의 경우 L 또는 316L; 410 또는 420 Martensitic의 경우; 17-4 pH는 일치합니다 17-4 pH 필러.
  • 차폐 가스: 100% gtaw에 대한 아르곤 또는 아르곤/헬륨 믹스; gmaw에 대한 아르곤/Co g.
  • 예열/인터 파드: 최소 304; 두꺼운 경우 최대 200 ~ 300 ° C입니다 17-4 마르텐 시트 크래킹을 피하기위한 pH.
  • 용접 후 열처리 (PWHT):

• • • 304 일반적으로 450–600 ° C에서 스트레스 완화가 필요합니다.
    • 17-4 pH는 용액 치료를 받아야한다 1 035 ° C 및 노화 AT 480 ° C (H900) 또는 620 ° C (H1150) 원하는 경도를 달성하기 위해.

• 저항 용접:

• • 304 그리고 316 반점과 이음새 공정으로 쉽게 용접하십시오. 전극 냉각 및 빈번한 드레싱은 용접 너겟 일관성을 유지합니다.
  • 더 얇은 시트 (< 3 mm) 랩과 엉덩이 이음새를 허용합니다; 시트 왜곡은 알루미늄보다 낮지 만 여전히 비품이 필요합니다..

• 브레이징/납땜:

• • 니켈 또는 은색 브레이징 합금 (BNI-2, BNI-5) 850–900 ° C에서 스테인리스 시트 또는 튜브에 결합하십시오. 모세관 행동은 열교환 기에서 누출이 가중 된 이음새를 산출합니다.

형성, 압출, 그리고 캐스팅 기능

알류미늄

• 형성 (스탬핑, 굽힘, 깊은 그림):

• • 1xxx의 탁월한 형성성, 3트리플 엑스, 5트리플 엑스, 실온에서 6xxx 시리즈; 항복 강도에 의해 제한됩니다.
  • 깊은 그림 5052 그리고 5754 어닐링하지 않고 복잡한 모양으로 시트; 최대 드로잉 비율 ~ 3:1.
  • 스프링 백은 과잉 벤딩으로 보상해야합니다 (일반적으로 2–3 °).

• 압출:

• • 프로파일에 널리 사용됩니다, 튜브, 복잡한 단면. 전형적인 압출 온도 400–500 ° C.
  • 합금 6063 그리고 6061 쉽게 압출, 타이트한 공차 생성 (± 0.15 기능에 대한 MM).
  • 7075 압출에는 더 높은 온도가 필요합니다 (~ 460–480 ° C) 뜨거운 균열을 피하기 위해 특수 빌릿 처리.

• 주조:

• • 다이 캐스팅 (A380, A356): 낮은 용융 온도 (600–700 ° C) 빠른 사이클과 높은 볼륨을 허용합니다.
  • 모래 주조 (A356, A413): 유동성이 양호하면 얇은 부분이 생성됩니다 (≥ 2 mm); 자연 수축 ~ 4 %.
  • 영구 곰팡이 주조 (A356, 319): 적당한 비용, 좋은 기계적 특성 (uts ~ 275 MPA), 간단한 형상으로 제한됩니다.

스테인레스 스틸

• 형성 (스탬핑, 그림):

• • 오스테 나이트 등급 (304, 316) 실온에서 적당히 형성 가능합니다; 알루미늄보다 50-70% 더 높은 톤이 필요합니다.
  • 페라이트 및 마르텐 스테이트 등급 (430, 410) 연성이 적습니다. 종종 균열을 방지하기위한 단계를 형성하는 사이에 800–900 ° C에서 어닐링이 필요합니다..
  • 더 높은 항복 강도로 인해 스프링 백이 덜 심각합니다; 하지만, 툴링은 더 높은 하중에 저항해야합니다.

• 압출:

• • 스테인리스에 제한된 사용; 특수 고온 프레스 (> 1 000 ° C) 304L 또는 316L 빌렛을 돌출하십시오.
  • 표면 마감은 종종 알루미늄보다 거칠다; 치수 공차 ± 0.3 mm.

• 주조:

• • 모래 주조 (CF8, CF3M): 온도를 위해 1 400–1 450 ° C; 수축 결함을 피하기 위해 최소 섹션 ~ 5–6 mm.
  • 투자 캐스팅 (17-4 ph, 2205 이중): 높은 정확도 (± 0.1 mm) 그리고 표면 마감 (라 < 0.4 µm), 그러나 높은 비용 (2–3 × 모래 주조).
  • 진공 주조: 가스 다공성을 줄이고 우수한 기계적 특성을 생성합니다; 항공 우주 및 의료 구성 요소에 사용됩니다.

7. 알루미늄 대 전형적인 응용. 스테인레스 스틸

항공 우주 및 교통

• 알류미늄

• • 기체 스킨, 날개 갈비, 동체 프레임 (합금 2024 -T3, 7075-T6).
  • 자동차 바디 패널 (예를 들어, 후드, 트렁크 뚜껑) 그리고 프레임 레일 (6061-T6, 6013).
  • 고속 열차 및 해양 상부 구조는 효율성을 극대화하기 위해 경량을 강조합니다..

• 스테인레스 스틸

• • 배기 시스템 및 열교환 기 (오스테 나이트 304/409/441).
  • 고온 섹션의 구조 성분 (예를 들어, 가스 터빈은 304H/347H를 사용합니다).
  • 항공기의 연료 탱크 및 배관 (316엘, 17-4ph) 부식 저항으로 인해.

건축 및 건축 응용 프로그램

• 알류미늄

• • 창과 커튼 월 프레임 (6063-T5/T6 압출).
  • 지붕 패널, 측선, 그리고 구조적 멀리온.
  • 햇빛, 루버, 그리고 장식적인 외관은 양극화 된 마감재로부터 혜택을받습니다.

• 스테인레스 스틸

• • 난간, 난간, 확장 조인트 (304, 316).
  • 고급 건물에 클래딩 (예를 들어, 316 해안 구조물).
  • 건축 악센트 (캐노피, 손질) 높은 광택과 반사율이 필요합니다.

해양 및 해외 구조

• 알류미늄

• • 보트 선체, 상부 구조, 해군 공예 구성 요소 (5083, 5456 합금).
  • 오일 리그 플랫폼은 무게를 줄이기 위해 상단 장비에 특정 AL -MG 합금을 사용합니다..

• 스테인레스 스틸

• • 배관 시스템, 밸브, 바닷물 환경에서의 패스너 (316엘, 슈퍼 듀플렉스 2507) 우수한 피팅/캐비테이션 저항 덕분에.
  • 수중 커넥터와 비품은 종종 지정됩니다 316 또는 2205 클로라이드를 견딜 수 있습니다.

식품 가공, 의료, 및 제약 장비

• 알류미늄

• • 식품 컨베이어, 폭포, 그리고 포장 기계 구조 (6061-T6, 5052). 하지만, 특정 식품과의 잠재적 반응성은 비산산 응용 프로그램에 대한 사용 제한.
  • MRI 프레임 구성 요소 (비자 성, 6XXX 시리즈) 이미징 아티팩트를 최소화합니다.

• 스테인레스 스틸

• • 대부분의 위생 장비 (304, 316엘) 부드러운 마감으로 인해 음식과 제약에서, 쉬운 청소, 및 생체 적합성.
  • 오토 클레이브 내부 및 수술기구 (316엘, 17–4ph 높은 경도가 필요한 수술 도구).

소비재 및 전자 제품

• 알류미늄

• • 노트북 섀시, 스마트 폰 주택 (5000/6000 시리즈), LED 방열판, 그리고 카메라 하우징 (6063, 6061).
  • 스포츠 용품 (자전거 프레임 6061, 테니스 라켓 프레임, 골프 클럽 헤드 7075).

• 스테인레스 스틸

• • 주방 가전 제품 (냉장고, 오븐): 304; 주방용 칼: 420, 440기음; 소비자 전자 제품 트림 및 장식 패널 (304, 316).
  • 웨어러블 (316L의 케이스를 시청하십시오) 스크래치 저항, 보존을 완료하십시오.

8. 알루미늄 및 스테인레스 스틸의 장점

알루미늄의 장점

경량 및 높은 강도 대 중량비

알루미늄 밀도는 대략입니다 2.7 g/cm³, 스테인레스 스틸의 약 3 분의 1.

이 낮은 무게는 항공 우주와 같은 산업에서 연료 효율을 높이고 취급 용이성에 기여합니다., 자동차, 그리고 교통, 구조적 무결성을 손상시키지 않고.

우수한 열 및 전기 전도성

알루미늄은 높은 열 및 전기 전도성을 제공합니다, 열 교환기에게 이상적입니다, 라디에이터, 전력 전송 시스템.

열의 빠른 소실 또는 효율적인 전기 흐름이 필요한 경우 자주 사용됩니다..

부식 저항 (천연 산화 층으로)

모든 환경에서 스테인레스 스틸만큼 부식성이 아닙니다., 알루미늄은 자연적으로 보호를 형성합니다 산화 알루미늄 층,

대부분의 응용 분야에서 녹과 산화에 매우 강한 내성, 특히 대기 및 해양 상태에서.

우수한 형성성 및 가공성

알루미늄은 절단하기가 더 쉽습니다, 송곳, 형태, 및 스테인레스 스틸보다 투출.

더 낮은 온도에서 처리 될 수 있으며 광범위한 제조 기술과 호환됩니다., CNC 가공 포함, 압출, 그리고 캐스팅.

재활용 성과 환경 적 이점

알루미늄은입니다 100% 재활용 가능 속성 상실없이.

재활용 알루미늄은 거의 필요합니다 5% 에너지의 1 차 알루미늄을 생산하는 데 필요합니다, 지속 가능한 제조를위한 친환경 선택입니다.

스테인레스 스틸의 장점

탁월한 부식 및 산화 저항

스테인레스 스틸, 특히 304 그리고 316 성적, 크롬을 함유합니다 (일반적으로 18% 또는 그 이상),

가혹한 환경에서 부식을 보호하는 수동 필름을 형성합니다., 해양 포함, 화학적인, 그리고 산업 환경.

탁월한 강도 및 하중 수용 용량

스테인레스 스틸은 대부분의 알루미늄 합금보다 더 높은 인장 및 항복 강도를 나타냅니다..

이것은 구조 응용에 이상적입니다, 압력 용기, 파이프 라인, 높은 응력과 충격에 노출 된 구성 요소.

뛰어난 위생 및 청정

스테인레스 스틸은 다공성입니다, 매끄러운, 박테리아 및 바이오 필름 형성에 매우 저항력이 있습니다,

선호하는 재료로 만듭니다 의료기기, 식품 가공, 의약품, 그리고 깨끗한 객실 환경.

미적 및 건축 적 매력

자연적으로 밝은, 우아한, 또는 브러시 된 마감, 스테인레스 스틸은 건축 및 설계에 널리 사용됩니다. 현대의, 고급 외관 풍화와 마모에 대한 장기 저항.

열과 내화성

스테인레스 스틸은 강도를 유지하고 높은 온도에서 스케일링에 저항합니다., 종종 너머 800° C (1470° F),

배기 시스템의 응용 프로그램에 필수적입니다, 산업 오븐, 및 내성 구조.

9. 알루미늄 및 스테인레스 스틸의 비용 고려 사항

비용은 재료 선택에 중요한 요소입니다, 초기 구매 가격뿐만 아니라 제조와 같은 장기 비용을 포괄합니다., 유지, 그리고 수명이 끝나는 재활용.

선불 재료 비용:

• 알루미늄의 원료 가격 (~ $ 2,200– $ 2,500/톤) 일반적으로 대부분의 스테인리스 등급보다 낮습니다 (예를 들어, 304 $ 2,500- $ 3,000/톤).
• 더 높은 니켈 및 몰리브덴 함량을 가진 스테인레스 스틸 합금은 $ 4,000 ~ $ 6,000/톤을 초과 할 수 있습니다..

제조 비용:

• 알루미늄 제조는 일반적으로입니다 20–40 % 저렴합니다 가공이 쉬운 스테인레스 스틸보다, 용접 복잡성이 낮습니다, 더 가벼운 형성 하중.
• 스테인레스 스틸의 높은 제조 비용은 공구 마모에서 비롯됩니다, 느린 절단 속도, 보다 엄격한 용접/통과 요구 사항.

유지 보수 및 교체:

• 알루미늄은 주기적으로 재고 또는 양극화 비용을 발생시킬 수 있습니다 (예상 $ 15- $ 25/kg 이상 20 연령), 스테인레스 스틸은 종종 유지 보수가 남아 있습니다 (≈ $ 3– $ 5/kg).
• 피로 또는 부식에 대한 빈번한 부품 교체는 알루미늄의 수명주기 비용을 높일 수 있습니다., 스테인레스 스틸의 수명은 초기 투자가 더 높은 것을 정당화 할 수 있습니다.

에너지 소비 및 지속 가능성:

• 1 차 알루미늄 생산은 ~ 14–16 kWh/kg을 소비합니다; 스테인레스 스틸 EAF 경로는 ~ 1.5–2 kWh/kg입니다, 재활용 스테인레스를 1 차 알루미늄보다 덜 에너지 집약적으로 만듭니다.
• 알루미늄의 높은 재활용 함량 (≥ 70 %) 에너지를 ~ 4–5kWh/kg으로 줄입니다, 간격을 좁히는 것.
• 두 재료 모두 강력한 재활용 루프 (알루미늄 재활용 재사용)를 지원합니다 95 % 적은 에너지, 스테인리스 EAF 사용 ~ 60 % BF-BOF보다 적은 에너지.

재활용 가치:

• 수명 종료 알루미늄 회복 ~ 50 % 초기 비용; 스테인레스 스틸 스크랩 ~ 30 % 초기 비용. 시장 변동은 이러한 비율에 영향을 줄 수 있습니다, 그러나 두 금속 모두 상당한 스크랩 값을 유지합니다.

10. 결론

알루미늄 대. 스테인레스 스틸은 현대 공학에서 없어야 할 금속입니다, 각각 뚜렷한 장점과 한계가 있습니다.

알루미늄의 특징은 탁월한 강도 대 체중 비율입니다, 우수한 열 및 전기 전도성, 그리고 제조의 용이성,

경량 구조에 대한 선택의 재료로 만듭니다, 방열판, 및 부식성이있는 구성 요소 (적절한 코팅으로) 연성이 핵심입니다.

스테인레스 스틸, 대조적으로, 강력한 Crative Passive Film 덕분에 가혹한 화학 및 고온 환경에서 탁월합니다.,

높은 인성 (특히 오스테 나이트 등급에서), 강화 된 조건에서 우수한 마모 및 마모 저항.

~에 랑헤, 우리는 이러한 고급 기술을 활용하여 구성 요소 디자인을 최적화 할 때 귀하와 파트너십을 맺을 준비가되어 있습니다., 재료 선택, 생산 워크 플로우.

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FAQ

더 강합니다: 알루미늄 또는 스테인레스 스틸?

스테인레스 스틸 인장 및 항복 강도 측면에서 알루미늄보다 훨씬 강합니다..

고강도 알루미늄 합금은 온화한 강철의 강도에 접근하거나 초과 할 수 있습니다.,

스테인레스 스틸은 일반적으로 최대 하중 부유 용량이 필요한 무거운 구조 응용 분야에 선호되는 선택입니다..

알루미늄은 스테인레스 스틸보다 부식성이 더 높습니다?

아니요. 알루미늄은 보호 산화 층을 형성하고 많은 환경에서 부식에 저항합니다.,

스테인레스 스틸- 특히 316과 같은 등급은 부식에 더 저항합니다, 특히 해양에서, 화학적인, 그리고 산업 조건.

알루미늄은 스테인레스 스틸보다 저렴합니다?

예. 대부분의 경우, 알루미늄은 재료 비용이 낮아지고 처리가 쉬워 스테인레스 스틸보다 비용 효율적입니다..

하지만, 강도와 같은 프로젝트 별 요구 사항, 부식 저항, 장수는 전반적인 비용 효율성에 영향을 줄 수 있습니다.

알루미늄과 스테인레스 스틸을 함께 사용할 수 있습니까??

예, 그러나주의해서. 알루미늄 대. 스테인레스 스틸이 직접 접촉합니다, 갈바니 부식 수분이있을 때 발생할 수 있습니다.

적절한 단열 (예를 들어, 플라스틱 스페이서 또는 코팅) 이 반응을 예방하기 위해 필요합니다.

어떤 금속이 더 지속 가능하거나 친환경적입니다?

둘 다 재활용 가능합니다, 하지만 알류미늄 지속 가능성의 우위가 있습니다. 재활용 알루미늄은 소비합니다 5% 새로운 알루미늄을 생산하는 데 필요한 에너지.

스테인레스 스틸도 있습니다 100% 재활용 가능, 생산과 재활용은 더 에너지 집약적이지만.