Aluminium vs. Keluli tahan karat: Perbandingan mendalam

1. Pengenalan

Aluminium vs. Kedudukan keluli tahan karat di kalangan logam kejuruteraan yang paling banyak digunakan di dunia.

Setiap bahan membawa satu set kelebihan -aluminium untuk berat badannya dan kekonduksian yang tinggi, Keluli tahan karat untuk kekuatan dan ketahanan kakisannya.

Artikel ini meneliti Aluminium vs keluli tahan karat dari pelbagai perspektif: sifat asas, tingkah laku kakisan, fabrikasi, prestasi terma, metrik struktur, kos, aplikasi, dan kesan alam sekitar.

2. Sifat bahan asas

Komposisi kimia

Aluminium (Al)

Aluminium adalah ringan, logam putih keperakan yang dikenali dengan ketahanan dan fleksibiliti kakisannya.

Aluminium komersial jarang digunakan dalam bentuk murni; sebaliknya,

ia biasanya dialihkan dengan unsur -unsur seperti magnesium (Mg), silikon (Dan), Tembaga (Cu), dan zink (Zn) untuk meningkatkan sifat mekanikal dan kimianya.

Contoh komposisi aloi aluminium:

• 6061 Aluminium Aloi: ~ 97.9% AL, 1.0% Mg, 0.6% Dan, 0.3% Cu, 0.2% Cr
• 7075 Aloi aluminium: ~ 87.1% al, 5.6% Zn, 2.5% Mg, 1.6% Cu, 0.23% Cr

Keluli tahan karat

Keluli tahan karat adalah aloi berasaskan besi yang mengandungi sekurang -kurangnya 10.5% Chromium (Cr), yang membentuk lapisan oksida pasif untuk perlindungan kakisan.

Ia juga termasuk nikel (Dalam), Molybdenum (Mo), Mangan (Mn), dan yang lain, Bergantung pada gred.

Contoh komposisi keluli tahan karat:

• 304 Keluli tahan karat: ~ 70% Fe, 18-20% cr, 8-10.5% pada, ~ 2% mn, ~ 1% dan
• 316 Keluli tahan karat: ~ 65% Fe, 16-18% Cr, 10-14% mempunyai, 2-3% mo, ~ 2% mn

Ringkasan Perbandingan:

Sifat fizikal

Ketumpatan

• Aluminium: ~2.70 g/cm³
• Keluli tahan karat: ~7.75-8.05 g/cm³

Titik lebur

• Aluminium: ~660° C. (1220° f)
• Keluli tahan karat: ~1370-1530 ° C. (2500-2786 ° F.)

3. Prestasi mekanikal aluminium vs. Keluli tahan karat

Prestasi mekanikal merangkumi bagaimana bahan bertindak balas di bawah keadaan pemuatan yang berbeza -, mampatan, keletihan, kesan, dan perkhidmatan suhu tinggi.

Aluminium vs. Keluli tahan karat mempamerkan tingkah laku mekanikal yang berbeza kerana struktur kristal mereka, Kimia aloi, dan kecenderungan pengerasan kerja.

Kekuatan tegangan dan kekuatan hasil

Kekerasan dan rintangan haus

Kekuatan dan ketahanan keletihan

Kesan ketangguhan

Prestasi merayap dan suhu tinggi

Variasi kekerasan dengan rawatan haba

Sementara aloi aluminium sangat bergantung Pengerasan hujan, Keluli tahan karat menggunakan pelbagai laluan rawatan haba-penyepuhlindapan, pelindapkejutan, dan penuaan-Untuk menyesuaikan kekerasan dan ketangguhan.

• 6061-T6: Penyelesaian haba yang dirawat di ~ 530 ° C., Air dipadamkan, kemudian berak buatan pada ~ 160 ° C untuk mencapai ~ 95 Hb.
• 7075-T6: Penyelesaian Rawat ~ 480 ° C., menghilangkan, umur pada ~ 120 ° C.; kekerasan mencapai ~ 150 Hb.
• 304: Annealed pada ~ 1 050 ° C., lambat disejukkan; kekerasan ~ B70 -B85 (220-240 HV).
• 17-4 Ph: Penyelesaian Rawat di ~ 1 030 ° C., Air Quench, umur pada ~ 480 ° C. (H900) untuk mencapai ~ C35 -C45 (~ 300-350 HV).

4. Rintangan kakisan aluminium vs. Keluli tahan karat

Ciri lapisan oksida asli

Aluminium oksida (Al₂o₃)

• Sebaik sahaja pendedahan ke udara, aluminium membentuk nipis (~ 2-5 nm) Filem oksida yang berpengalaman.
  Filem pasif ini melindungi logam yang mendasari dari pengoksidaan selanjutnya dalam kebanyakan persekitaran.
  Namun begitu, dalam penyelesaian alkali yang kuat (Ph > 9) atau asid kaya halida, Filem ini larut, mendedahkan logam segar.
  Anodizing secara buatan menebal lapisan al₂o₃ (5-25 μm), sangat meningkatkan kehausan dan rintangan kakisan.

Kromium oksida (Cr₂o₃)

• Keluli tahan karat bergantung pada lapisan pelindung. Walaupun dengan kandungan kromium yang minimum (10.5 %), Filem pasif ini menghalang pengoksidaan dan kakisan selanjutnya.
  Dalam persekitaran yang kaya dengan klorida (Mis., air laut, semburan garam), kerosakan setempat (pitting) boleh berlaku;
  Penambahan Molybdenum (Mis., 316 gred, 2-3 % Mo) Meningkatkan rintangan terhadap kakisan pitting dan celah.

Prestasi dalam pelbagai persekitaran

Persekitaran atmosfera dan marin

• Aluminium (Mis., 6061, 5083, 5siri xxx) berfungsi dengan baik dalam tetapan marin apabila betul anodized atau dengan lapisan pelindung;
  Walau bagaimanapun, Kakisan Crevice boleh dimulakan di bawah deposit garam dan kelembapan.
• Keluli tahan karat (Mis., 304, 316, dupleks) cemerlang dalam atmosfera laut. 316 (Mo -aloi) dan super -dupleks sangat tahan terhadap pitting di laut.
  Gred Ferritic (Mis., 430) mempunyai rintangan sederhana tetapi boleh mengalami kakisan pesat dalam semburan garam.

Pendedahan kimia dan perindustrian

• Aluminium Menentang asid organik (asetik, Formik) tetapi diserang oleh alkali yang kuat (NaOH) dan asid halida (HCl, Hbr).
  Dalam asid sulfur dan fosforik, Aloi aluminium tertentu (Mis., 3003, 6061) boleh terdedah kecuali kepekatan dan suhu dikawal dengan ketat.
• Keluli tahan karat mempamerkan rintangan kimia yang luas. 304 menentang asid nitrik, Asid Organik, dan alkali ringan; 316 Mengekalkan klorida dan air garam.
  Keluli tahan karat dupleks menahan asid (sulfurik, fosforik) lebih baik daripada aloi austenit.
  Gred martensit (Mis., 410, 420) terdedah kepada kakisan dalam persekitaran asid kecuali banyak aloi.

Pengoksidaan suhu tinggi

• Aluminium: Pada suhu di atas 300 ° C dalam persekitaran yang kaya dengan oksigen, oksida asli menebal tetapi tetap melindungi.
  Beyond ~ 600 ° C., Pertumbuhan pesat skala oksida dan pengoksidaan intergranular yang berpotensi berlaku.
• Keluli tahan karat: Gred austenit mengekalkan rintangan pengoksidaan sehingga 900 ° C..
  Untuk pengoksidaan kitaran, aloi khusus (Mis., 310, 316H, 347) dengan cr dan ni yang lebih tinggi menahan spallation skala.
  Gred ferit membentuk skala berterusan sehingga ~ 800 ° C tetapi menderita di atas 500 ° C kecuali stabil.

Rawatan permukaan dan lapisan

Aluminium

• Anodizing (Jenis I/II sulfurik, Taipkan anodize keras, Jenis II/M fosforik) mencipta tahan lama, Lapisan oksida tahan karat. Warna semula jadi, pewarna, dan pengedap boleh digunakan.
• Nikel Electroless-Phosphorus deposit (10-15 μm) meningkatkan rintangan dan ketahanan kakisan dengan ketara.
• Salutan serbuk: Poliester, epoksi, atau serbuk fluoropolimer menghasilkan tahan cuaca, kemasan hiasan.
• Alclad: Pelapisan aluminium tulen ke aloi tinggi (Mis., 7075, 2024) Meningkatkan rintangan kakisan dengan mengorbankan lapisan yang lebih lembut nipis.

Keluli tahan karat

• Passivation: Rawatan asid (nitrik atau sitrik) membuang besi percuma dan menstabilkan filem cr₂o₃.
• Electropolishing: Mengurangkan kekasaran permukaan, Mengeluarkan kemasukan dan meningkatkan rintangan kakisan.
• Salutan PVD/CVD: Titanium nitride (Timah) atau karbon seperti berlian (DLC) Coatings meningkatkan rintangan haus dan mengurangkan geseran.
• Semburan termal: Kromium karbida atau overlay berasaskan nikel untuk aplikasi lelasan atau kakisan yang teruk.

5. Sifat termal dan elektrik aluminium vs. Keluli tahan karat

Sifat elektrik dan terma memainkan peranan penting dalam menentukan kesesuaian aluminium atau keluli tahan karat untuk aplikasi seperti penukar haba, konduktor elektrik, dan komponen suhu tinggi.

Sifat terma

Sifat elektrik

6. Fabrikasi dan pembentukan aluminium vs. Keluli tahan karat

Proses fabrikasi dan pembentukan dengan ketara mempengaruhi kos sebahagian, kualiti, dan prestasi.

Aluminium vs. Keluli tahan karat setiap cabaran dan kelebihan unik dalam pemesinan, menyertai, membentuk, dan penamat.

Ciri kebolehkerjaan dan pemotongan

Aluminium (Mis., 6061-T6, 7075-T6)

• Pembentukan dan perkakas cip: Aluminium menghasilkan pendek, cip melengkung yang menghilangkan haba dengan cekap.
  Kekerasannya yang agak rendah dan kekonduksian terma yang tinggi menarik pemotongan haba ke dalam cip dan bukannya alat, Mengurangkan alat alat.
  Alat karbida dengan timah, Emas, atau salutan TICN pada kelajuan pemotongan 250-450 m/min dan suapan 0.1-0.3 mm/rev menghasilkan kemasan permukaan yang sangat baik (RA 0.2-0.4 μm).
• Kelebihan terbina (Tunduk): Kerana aluminium cenderung mematuhi permukaan alat, Mengawal Bue memerlukan tepi alat yang tajam, kadar suapan yang agak tinggi, dan penyejuk banjir untuk mencuci cip.
• Toleransi dan kemasan permukaan: Toleransi yang ketat (± 0.01 mm mengenai ciri kritikal) boleh dicapai dengan persediaan CNC standard.
  Permukaan selesai ke RA 0.1 μm mungkin apabila menggunakan lekapan ketepatan tinggi dan perkakas bersalut karbida atau berlian.
• Pengerasan kerja: Minimum; Pas hiliran dapat mengekalkan sifat bahan yang konsisten tanpa penyepuhlindapan pertengahan.

Keluli tahan karat (Mis., 304, 17-4 Ph)

• Pembentukan dan perkakas cip: Keluli tahan karat Austenitic bekerja keras dengan cepat di canggih.
  Kadar suapan perlahan (50-150 m/i) Digabungkan dengan positif, Cobalt-Cermet, atau alat karbida bersalut (Salutan TiAln atau CVD) membantu mengurangkan pengerasan kerja.
  Ramped Down Leads, Peck Drilling, dan penarikan balik alat yang kerap meminimumkan kimpalan cip.
• Kelebihan dan panas terbina: Kekonduksian terma rendah mengurung haba ke zon pemotongan, Mempercepatkan alat alat.
  Badan-badan alat penyejuk banjir tinggi dan tekanan tinggi yang dilanjutkan dengan kehidupan pemotong.
• Toleransi dan kemasan permukaan: Dimensi boleh diadakan ke ± 0.02 mm pada pelarik atau kilang tugas sederhana; alat perkakas dan getaran khusus diperlukan untuk kemasan di bawah RA 0.4 μm.
• Pengerasan kerja: Pemotongan cahaya yang kerap mengurangkan lapisan keras; sekali kerja keras,
  pas selanjutnya memerlukan penurunan makanan atau kembali ke penyepuhlindapan jika kekerasan melebihi 30 HRC.

Teknik kimpalan dan menyertai

Aluminium

• GTAW (TIG) dan gmaw (Saya):

• • Wayar pengisi: 4043 (AL-5 Ya) atau 5356 (AL-5 mg) untuk 6061-T6; 4043 untuk 7075 Hanya dalam kimpalan nonstruktural.
  • Polariti: AC lebih disukai di TIG untuk pembersihan alternatif aluminium oksida (Al₂o₃) pada ~ 2 075 ° C..
  • Input haba: Rendah hingga sederhana (10-15 kJ/in) untuk meminimumkan penyelewengan; Pra-panas pada 150-200 ° C membantu mengurangkan risiko retak dalam aloi kekuatan tinggi.
  • Cabaran: Pengembangan haba yang tinggi (23.6 × 10⁻⁶/° C.) membawa kepada penyimpangan; Penyingkiran oksida memerlukan TIG atau memberus gigi;
    gandum kasar dan melembutkan di zon yang terjejas haba (HAZ) Memerlukan penyelesaian pasca kimpalan dan penuaan semula untuk memulihkan suhu T6.

• Kimpalan rintangan:

• • Kimpalan tempat dan jahitan mungkin untuk lembaran tipis (< 3 mm). Elektrod aloi tembaga mengurangkan melekat.
    Jadual kimpalan memerlukan arus yang tinggi (10-15 The) dan masa tinggal pendek (10-20 ms) untuk mengelakkan pengusiran.

• Ikatan pelekat/pengikat mekanikal:

• • Untuk sendi pelbagai logam (Mis., Aluminium ke keluli), pelekat struktur (Epoxies) dan rivet atau bolt boleh mengelakkan kakisan galvan.
    Pretreatment permukaan (etsa dan anodisasi) Meningkatkan kekuatan pelekat.

Keluli tahan karat

• GTAW, Gawn, Smaw:

• • Logam pengisi: 308L atau 316L untuk austenitik; 410 atau 420 untuk martensit; 17-4 PH menggunakan sepadan 17-4 Pengisi pH.
  • Perisai Gas: 100% argon atau argon/helium bercampur untuk gtaw; argon/co₂ untuk gmaw.
  • Preheat/Interpass: Minimum untuk 304; Sehingga 200-300 ° C untuk lebih tebal 17-4 PH untuk mengelakkan retak martensit.
  • Rawatan Haba Kimpalan (Pwht):

• • • 304 biasanya memerlukan pelepasan tekanan pada suhu 450-600 ° C.
    • 17-4 PH mesti menjalani rawatan penyelesaian di 1 035 ° C dan penuaan di 480 ° C. (H900) atau 620 ° C. (H1150) untuk mencapai kekerasan yang diinginkan.

• Kimpalan rintangan:

• • 304 dan 316 Weld dengan mudah dengan proses tempat dan jahitan. Penyejukan elektrod dan pakaian kerap mengekalkan konsistensi nugget kimpalan.
  • Lembaran yang lebih nipis (< 3 mm) Benarkan Lap dan Butt Seams; Penyimpangan lembaran lebih rendah daripada aluminium tetapi masih memerlukan lekapan.

• Brazing/Soldering:

• • Aloi nikel atau perak (BNI-2, BNI-5) Pada 850-900 ° C sertai lembaran tahan karat atau tiub. Tindakan kapilari menghasilkan lipit yang ketat dalam penukar haba.

Membentuk, Penyemperitan, dan keupayaan pemutus

Aluminium

• Membentuk (Setem, Membongkok, Lukisan dalam):

• • Formabiliti yang sangat baik dari 1xxx, 3xxx, 5xxx, dan siri 6xxx pada suhu bilik; terhad oleh kekuatan hasil.
  • Lukisan dalam 5052 dan 5754 lembaran menjadi bentuk kompleks tanpa penyepuhlindapan; Nisbah lukisan maksimum ~ 3:1.
  • Springback mesti diberi pampasan dengan overbending (biasanya 2-3 °).

• Penyemperitan:

• • Digunakan secara meluas untuk profil, tiub, dan keratan rentas kompleks. Suhu penyemperitan biasa 400-500 ° C.
  • Aloi 6063 dan 6061 extrude dengan mudah, menghasilkan toleransi yang ketat (± 0.15 mm pada ciri).
  • 7075 Penyemperitan memerlukan suhu yang lebih tinggi (~ 460-480 ° C.) dan pengendalian bilet khusus untuk mengelakkan keretakan panas.

• Pemutus:

• • Mati Casting (A380, A356): Suhu cair rendah (600-700 ° C.) membolehkan kitaran pesat dan jumlah yang tinggi.
  • Pemutus pasir (A356, A413): Ketidakstabilan yang baik menghasilkan bahagian nipis (≥ 2 mm); Pengecutan semulajadi ~ 4 %.
  • Pemutus acuan kekal (A356, 319): Kos sederhana, sifat mekanikal yang baik (Uts ~ 275 MPA), terhad kepada geometri mudah.

Keluli tahan karat

• Membentuk (Setem, Lukisan):

• • Gred Austenitic (304, 316) boleh dibentuk dengan sederhana pada suhu bilik; memerlukan sebanyak 50-70% lebih tinggi daripada aluminium.
  • Gred ferit dan martensit (430, 410) kurang mulur -selalunya memerlukan penyepuh pada 800-900 ° C antara membentuk langkah -langkah untuk mengelakkan retak.
  • Springback kurang teruk kerana kekuatan hasil yang lebih tinggi; Walau bagaimanapun, Peralatan mesti menahan beban yang lebih tinggi.

• Penyemperitan:

• • Penggunaan terhad untuk tahan karat; Penekan suhu tinggi khusus (> 1 000 ° C.) extrude 304L atau 316L bilet.
  • Kemasan permukaan sering lebih kasar daripada aluminium; Toleransi dimensi ± 0.3 mm.

• Pemutus:

• • Pemutus pasir (CF8, CF3m): Untuk suhu 1 400-1 450 ° C.; Bahagian minimum ~ 5-6 mm untuk mengelakkan kecacatan pengecutan.
  • Pelaburan Pelaburan (17-4 Ph, 2205 Dupleks): Ketepatan yang tinggi (± 0.1 mm) dan kemasan permukaan (Ra < 0.4 μm), Tetapi kos yang tinggi (2-3 × Casting Sand).
  • Pemutus vakum: Mengurangkan keliangan gas dan menghasilkan sifat mekanik unggul; digunakan untuk komponen aeroangkasa dan perubatan.

7. Aplikasi biasa aluminium vs. Keluli tahan karat

Aeroangkasa dan Pengangkutan

• Aluminium

• • Kulit kerangka pesawat udara, tulang rusuk sayap, bingkai pesawat (Aloi 2024 -T3, 7075-T6).
  • Panel badan automotif (Mis., Hood, Tudung batang) dan kerangka kerangka (6061-T6, 6013).
  • Kereta api berkelajuan tinggi dan struktur marin menekankan ringan untuk memaksimumkan kecekapan.

• Keluli tahan karat

• • Sistem ekzos dan penukar haba (Austenitic 304/409/441).
  • Komponen struktur di bahagian suhu tinggi (Mis., Turbin Gas Gunakan 304h/347h).
  • Tangki bahan api dan paip di pesawat (316L., 17-4ph) Kerana rintangan kakisan.

Aplikasi pembinaan dan seni bina

• Aluminium

• • Bingkai dinding tingkap dan tirai (6063E -T5/T6 extrusions).
  • Panel bumbung, berpihak, dan Mullions Struktur.
  • Sunshades, Louvers, dan fasad hiasan mendapat manfaat daripada kemasan anodized.

• Keluli tahan karat

• • Handrails, Balustrades, dan sendi pengembangan (304, 316).
  • Pelapisan bangunan tinggi (Mis., 316 untuk struktur pantai).
  • Aksen seni bina (kanopi, Potong) memerlukan penggilap dan pemantulan yang tinggi.

Struktur marin dan luar pesisir

• Aluminium

• • Kapal bot, superstruktur, Komponen Kraf Angkatan Laut (5083, 5456 aloi).
  • Platform Rig Minyak Gunakan aloi Al -Mg tertentu untuk peralatan atas untuk mengurangkan berat badan.

• Keluli tahan karat

• • Sistem paip, injap, dan pengikat dalam persekitaran air masin (316L., Super -duplex 2507) terima kasih kepada rintangan pitting/peronggaan yang unggul.
  • Penyambung dan lekapan bawah air sering ditentukan dalam 316 atau 2205 Untuk menahan klorida.

Pemprosesan makanan, Perubatan, dan peralatan farmaseutikal

• Aluminium

• • Penghantar makanan, jatuh, dan struktur mesin pembungkusan (6061-T6, 5052). Namun begitu, Kereaktifan yang berpotensi dengan had makanan tertentu digunakan untuk aplikasi bukan asid.
  • Komponen bingkai MRI (nonmagnetic, 6siri xxx) untuk meminimumkan artifak pencitraan.

• Keluli tahan karat

• • Kebanyakan peralatan kebersihan (304, 316L.) dalam makanan dan farmasi kerana selesai lancar, pembersihan mudah, dan biokompatibiliti.
  • Internals dan Instrumen Pembedahan Autoclave (316L., 17-4ph untuk alat pembedahan yang memerlukan kekerasan yang tinggi).

Barang dan elektronik pengguna

• Aluminium

• • Casis komputer riba, perumahan telefon pintar (5000/6000 siri), Tenggelam haba LED, dan perumahan kamera (6063, 6061).
  • Barangan sukan (bingkai basikal 6061, bingkai raket tenis, Ketua Kelab Golf 7075).

• Keluli tahan karat

• • Peralatan dapur (peti sejuk, ketuhar): 304; Alat makan: 420, 440C; Elektronik Pengguna Trim dan Panel Hiasan (304, 316).
  • Wearables (menonton kes dalam 316L) untuk rintangan gores, Selesaikan pengekalan.

8. Kelebihan aluminium dan keluli tahan karat

Kelebihan aluminium

Nisbah kekuatan-ke-berat yang ringan dan tinggi

Ketumpatan aluminium lebih kurang 2.7 g/cm³, kira-kira satu pertiga daripada keluli tahan karat.

Berat rendah ini menyumbang kepada peningkatan kecekapan bahan api dan kemudahan pengendalian dalam industri seperti aeroangkasa, automotif, dan pengangkutan, tanpa menjejaskan integriti struktur.

Kekonduksian terma dan elektrik yang sangat baik

Aluminium menawarkan kekonduksian terma dan elektrik yang tinggi, menjadikannya sesuai untuk penukar haba, radiator, dan sistem penghantaran kuasa.

Ia sering digunakan di mana pelesapan cepat haba atau aliran elektrik yang cekap diperlukan.

Rintangan kakisan (dengan lapisan oksida semula jadi)

Walaupun tidak tahan kakisan sebagai keluli tahan karat di semua persekitaran, aluminium secara semula jadi membentuk perlindungan Lapisan aluminium oksida,

menjadikannya sangat tahan terhadap karat dan pengoksidaan dalam kebanyakan aplikasi, terutamanya dalam keadaan atmosfera dan marin.

Kebolehbaburan dan kebolehkerjaan yang unggul

Aluminium lebih mudah dipotong, gerudi, bentuk, dan keluarkan keluli tahan karat.

Ia boleh diproses pada suhu yang lebih rendah dan serasi dengan pelbagai teknik fabrikasi, termasuk pemesinan CNC, penyemperitan, dan pemutus.

Kitar semula dan faedah alam sekitar

Aluminium adalah 100% boleh dikitar semula tanpa kehilangan harta benda.

Aluminium kitar semula hanya memerlukan 5% tenaga diperlukan untuk menghasilkan aluminium utama, menjadikannya pilihan mesra alam untuk pembuatan lestari.

Kelebihan keluli tahan karat

Rintangan kakisan dan pengoksidaan yang luar biasa

Keluli tahan karat, terutamanya 304 dan 316 gred, mengandungi kromium (biasanya 18% atau lebih),

yang membentuk filem pasif yang melindungi kakisan dalam persekitaran yang keras, termasuk Marin, kimia, dan tetapan perindustrian.

Kekuatan yang unggul dan kapasiti galas beban

Keluli tahan karat mempamerkan kekuatan tegangan dan hasil yang lebih tinggi daripada kebanyakan aloi aluminium.

Ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi struktur, Kapal tekanan, saluran paip, dan komponen yang terdedah kepada tekanan dan kesan yang tinggi.

Kebersihan dan kebersihan yang luar biasa

Keluli tahan karat tidak berliang, licin, dan sangat tahan terhadap pembentukan bakteria dan biofilm,

menjadikannya bahan pilihan di Peranti perubatan, pemprosesan makanan, Farmaseutikal, dan persekitaran bilik bersih.

Rayuan estetika dan seni bina

Dengan cerah secara semula jadi, digilap, atau penamat yang disikat, Keluli tahan karat digunakan secara meluas dalam seni bina dan reka bentuk untuknya moden, Penampilan mewah dan rintangan jangka panjang terhadap cuaca dan dipakai.

Rintangan haba dan api

Keluli tahan karat mengekalkan kekuatannya dan menahan skala pada suhu tinggi, selalunya di luar 800° C. (1470° f),

yang penting untuk aplikasi dalam sistem ekzos, ketuhar industri, dan struktur tahan api.

9. Pertimbangan kos aluminium dan keluli tahan karat

Kos adalah faktor kritikal dalam pemilihan bahan, merangkumi bukan sahaja harga belian awal tetapi juga perbelanjaan jangka panjang seperti fabrikasi, penyelenggaraan, dan kitar semula akhir hayat.

Kos bahan pendahuluan:

• Harga bahan mentah aluminium (~ $ 2,200- $ 2,500/tan) biasanya lebih rendah daripada kebanyakan gred tahan karat (Mis., 304 pada $ 2,500- $ 3,000/ton).
• Aloi keluli tahan karat dengan kandungan nikel dan molibdenum yang lebih tinggi boleh melebihi $ 4,000- $ 6,000/tan.

Kos fabrikasi:

• Fabrikasi aluminium biasanya 20-40 % kurang mahal daripada keluli tahan karat kerana pemesinan lebih mudah, Kerumitan kimpalan yang lebih rendah, dan beban membentuk lebih ringan.
• Kos fabrikasi keluli tahan karat yang lebih tinggi berpunca dari pakaian alat, kelajuan pemotongan yang lebih perlahan, dan keperluan kimpalan/lulus yang lebih ketat.

Penyelenggaraan dan penggantian:

• Aluminium mungkin menanggung kos recoating atau anodizing berkala (Dianggarkan $ 15- $ 25/kg lebih 20 tahun), manakala keluli tahan karat sering kekal bebas penyelenggaraan (≈ $ 3- $ 5/kg).
• Penggantian bahagian yang kerap untuk keletihan atau kakisan dapat meningkatkan kos kitaran hayat aluminium, sedangkan panjang umur keluli tahan karat dapat membenarkan pelaburan awal yang lebih tinggi.

Penggunaan tenaga dan kelestarian:

• Pengeluaran aluminium utama menggunakan ~ 14-16 kWh/kg; Laluan EAF keluli tahan karat berkisar dari ~ 1.5-2 kWh/kg, Membuat kitar semula tahan karat kurang intensif tenaga daripada aluminium utama.
• Kandungan kitar semula tinggi dalam aluminium (≥ 70 %) mengurangkan tenaga menjadi ~ 4-5 kWh/kg, Menyempit jurang.
• Kedua -dua bahan menyokong gelung kitar semula yang kitar semula -aluminium reuses 95 % kurang tenaga, kegunaan EAF tahan karat ~ 60 % kurang tenaga daripada bf-bof.

Nilai kitar semula:

• Aluminium akhir hayat pulih ~ 50 % kos awal; Kembalinya Skrap Keluli Tahan Karat ~ 30 % kos awal. Perubahan pasaran boleh menjejaskan peratusan ini, Tetapi kedua -dua logam mengekalkan nilai sekerap yang ketara.

10. Kesimpulan

Aluminium vs. Keluli tahan karat adalah logam yang sangat diperlukan dalam kejuruteraan moden, masing -masing dengan kelebihan dan batasan yang berbeza.

Hallmark Aluminium adalah nisbah kekuatan -ke -berat yang luar biasa, kekonduksian terma dan elektrik yang sangat baik, dan kemudahan fabrikasi,

menjadikannya bahan pilihan untuk struktur ringan, Tenggelam haba, dan komponen di mana rintangan kakisan (dengan salutan yang betul) dan kemuluran adalah kunci.

Keluli tahan karat, Sebaliknya, cemerlang dalam persekitaran bahan kimia dan suhu tinggi yang keras berkat filem pasifnya yang mantap,

ketangguhan yang tinggi (Terutama dalam gred austenit), dan rintangan haus dan lelasan yang unggul dalam keadaan keras.

Pada Langhe, Kami bersedia untuk bekerjasama dengan anda dalam memanfaatkan teknik canggih ini untuk mengoptimumkan reka bentuk komponen anda, pilihan bahan, dan aliran kerja pengeluaran.

Memastikan projek seterusnya anda melebihi setiap penanda aras prestasi dan kemampanan.

Hubungi kami hari ini!

 

Soalan Lazim

Yang lebih kuat: aluminium atau keluli tahan karat?

Keluli tahan karat jauh lebih kuat daripada aluminium dari segi kekuatan tegangan dan hasil.

Walaupun aloi aluminium kekuatan tinggi dapat mendekati atau melebihi kekuatan keluli ringan,

Keluli tahan karat biasanya pilihan pilihan untuk aplikasi struktur berat yang memerlukan kapasiti maksimum beban.

Adakah aluminium lebih tahan kakisan daripada keluli tahan karat?

Tidak. Walaupun aluminium membentuk lapisan oksida pelindung dan menahan kakisan dengan baik di banyak persekitaran,

keluli tahan karat- terutamanya gred seperti 316 -lebih tahan terhadap kakisan, terutamanya dalam Marin, kimia, dan keadaan perindustrian.

Adalah aluminium lebih murah daripada keluli tahan karat?

Ya. Dalam kebanyakan kes, aluminium lebih kos efektif daripada keluli tahan karat kerana kos bahan yang lebih rendah dan pemprosesan yang lebih mudah.

Namun begitu, Keperluan khusus projek seperti kekuatan, Rintangan kakisan, dan umur panjang dapat mempengaruhi keberkesanan kos keseluruhan.

Boleh aluminium dan keluli tahan karat digunakan bersama?

Ya, tetapi dengan berhati -hati. Apabila aluminium vs. Keluli tahan karat datang ke hubungan langsung, Kakisan galvanik boleh berlaku di hadapan kelembapan.

Penebat yang betul (Mis., Spacer atau lapisan plastik) diperlukan untuk mencegah tindak balas ini.

Logam mana yang lebih mampan atau mesra alam?

Kedua -duanya sangat boleh dikitar semula, tetapi aluminium mempunyai kelebihan kemampanan. Kitar semula aluminium hanya menggunakan 5% tenaga yang diperlukan untuk menghasilkan aluminium baru.

Keluli tahan karat juga 100% boleh dikitar semula, walaupun pengeluaran dan kitar semula itu lebih intensif tenaga.