Staal versus aluminium:het verschil tussen ferro- en non-ferrometalen begrijpen

Staal en aluminium zijn de meest gebruikte metalen ter wereld. Aluminium is het op één na meest voorkomende metalen element op aarde, terwijl staal wereldwijd verreweg de meest gebruikte legering is. Hoewel ze er misschien hetzelfde uitzien, zijn er grote verschillen tussen staal en aluminium en hebben ze elk unieke eigenschappen en toepassingen.

In dit bericht vergelijken we de kosten, sterkte, gewicht, corrosieweerstand, verwerkingsmethoden en toepassingen van staal versus aluminium - factoren die u kunnen helpen bepalen welke het beste is voor de klus.

Kosten

Hoewel de staal- en aluminiumprijzen voortdurend veranderen op basis van de wereldwijde marktomstandigheden, is staal over het algemeen goedkoper in gewicht dan aluminium. Beide metalen zijn er echter in verschillende soorten en legeringen die aanzienlijk in prijs kunnen variëren. Zacht staal en koolstofstaal zijn meestal het goedkoopst, terwijl de prijzen van roestvrij staal dicht bij die van aluminium kunnen liggen.

Kracht

Het lijdt geen twijfel dat staal sterker en harder is dan aluminium - daarom is de overgrote meerderheid van autoframes gemaakt van staal. Staal is een legering van onder andere ijzer en koolstof, en de koolstof geeft staal zijn sterkte, hardheid en duurzaamheid. Het is minder waarschijnlijk dan aluminium om te vervormen door kracht of hitte.

Omdat aluminium zachter is dan staal, is het veel vatbaarder voor vervorming. Hoewel aluminium nooit zo sterk zal zijn als staal, neemt de sterkte toe naarmate de temperatuur daalt, waardoor het geschikt is voor toepassingen bij lage temperaturen.

Gewicht en dichtheid

Zoals hierboven vermeld, kost aluminium meer dan staal, maar staal is ongeveer 2,5 keer zo dicht. Dat betekent dat voor een gelijk volume staal versus aluminium, het aluminium minder duur is omdat het aanzienlijk lichter is.

De lage dichtheid van aluminium geeft het een zeer aantrekkelijke sterkte-gewichtsverhouding. Hoewel staal sterker is, biedt aluminium veel meer sterkte per massa-eenheid, waardoor structurele aluminiumcomponenten veel minder wegen dan stalen componenten, terwijl ze toch voldoende sterkte hebben voor veel toepassingen. Met het juiste ontwerp kan aluminium een ​​vergelijkbare duurzaamheid bieden als staal met de helft van het gewicht.

Corrosiebestendigheid

Een van de meest gewaardeerde eigenschappen van aluminium is de superieure corrosieweerstand. In tegenstelling tot staal roest aluminium niet. Dezelfde oxidatiereactie die ijzeroxide (roest) produceert, zorgt ervoor dat aluminium een ​​buitenste passiveringslaag van aluminiumoxide vormt - die, in tegenstelling tot roest, het metaal daadwerkelijk beschermt tegen corrosie en bederf en verdere oxidatie voorkomt.

Roestvast staal is corrosiebestendig, maar kan nog steeds roesten. Afhankelijk van de toepassing en de omgeving heeft koolstofstaal meestal een oppervlaktecoating of verf nodig om het te beschermen tegen roest en corrosie. In tegenstelling tot de passiveringslaag van aluminium, kan deze coating krassen of slijten, waardoor het staal wordt blootgesteld en het kwetsbaar wordt voor roest en corrosie.

Verwerkingsgemak

De fysieke eigenschappen van staal versus aluminium maken ze heel verschillend om mee te werken. Aluminium is veel kneedbaarder dan staal, waardoor het kan worden gevormd tot meer delicate geometrieën zoals zeer dunne wanden. De relatieve zachtheid maakt het gemakkelijker om te snijden dan staal, waardoor het bewerken van aluminium sneller gaat dan het bewerken van staal. Omdat het zo licht is, kan het op kleinere apparatuur worden bewerkt.

Hoewel aluminium gemakkelijker te vormen en te bewerken is, is staal doorgaans gemakkelijker te lassen. De passiveringslaag en het hoge thermische geleidingsvermogen van aluminium kunnen lassen uitdagend maken. Een ervaren lasser kan nog steeds aluminium lassen, maar het vereist meer precisie en is minder vergevingsgezind dan het lassen van staal. Ook zijn sommige aluminiumlegeringen gemakkelijker te lassen dan andere, zoals aluminium 5052.

Aluminium heeft een veel lager smeltpunt dan staal - 1,221 ° F versus ongeveer 2700 ° F - dus het is veel gemakkelijker te gieten. Het koelt ook sneller en gelijkmatiger af, waardoor vervorming wordt voorkomen en een uitstekende maatvastheid wordt geboden. Het gieten van staal vereist speciale malmaterialen zoals grafiet en complexere koelsystemen om een ​​gelijkmatige koeling te garanderen.

Toepassingen

Gezien de zeer verschillende fysieke eigenschappen van staal versus aluminium, hebben ze elk verschillende toepassingen. Over het algemeen wordt staal gebruikt wanneer de sterkte van aluminium onvoldoende is voor de toepassing of wanneer de kosten de belangrijkste factor zijn. Aluminium wordt vaak gebruikt voor toepassingen die een zeer laag gewicht of een hoge corrosieweerstand vereisen.

De sterkte en duurzaamheid van staal maken het tot een ideaal constructiemateriaal. Gebouwen, spoorwegen en andere infrastructuur vertrouwen bijna altijd op een frame van staal, hoewel aluminium ook nuttig is voor sommige constructietoepassingen vanwege de sterkte-gewichtsverhouding. Staal maakt ook ongeveer de helft uit van de gemiddelde auto.

Aluminium is essentieel voor de lucht- en ruimtevaartindustrie, waar het gewicht moet worden geminimaliseerd, maar sterkte en duurzaamheid van cruciaal belang zijn voor de veiligheid. Vliegtuigen en ruimtevaartuigen kunnen tot 90% uit aluminiumlegeringen bestaan. Hoewel staal nog steeds het materiaal bij uitstek is voor auto's en vrachtwagens, wendt de auto-industrie zich steeds meer tot aluminium om het gewicht te minimaliseren en het brandstofverbruik in nieuwere voertuigen te verbeteren.

De lage dichtheid, hoge geleidbaarheid en vormbaarheid van aluminium maken het ook een perfect materiaal voor elektrische leidingen. Het is goedkoper dan koper en een nog betere geleider, en het is gemakkelijk in draad te trekken.

Staal versus aluminium:samenvatting

Wij zijn uw full-service leverancier van aluminium en staal