تفاوت بین آلومینیوم و فولاد ضد زنگ چیست؟

هنگام انتخاب مواد برای ساخت و ساز، تولید یا پروژه‌های DIY، آلومینیوم و فولاد ضد زنگ دو مورد از محبوب‌ترین فلزات هستند. اما دقیقاً چه چیزی آنها را از هم متمایز می‌کند؟ چه یک مهندس باشید، چه یک علاقه‌مند یا صرفاً کنجکاو، درک تفاوت‌های آنها می‌تواند به شما در تصمیم‌گیری آگاهانه کمک کند. در این وبلاگ، ما خواص، کاربردها، هزینه‌ها و موارد دیگر آنها را - با پشتیبانی منابع متخصص - بررسی خواهیم کرد تا به شما در انتخاب ماده مناسب برای نیازهایتان کمک کنیم.

https://www.luckycasefactory.com/aluminum-case/

۱. ترکیب: از چه چیزی ساخته شده‌اند؟

تفاوت اساسی بین آلومینیوم و فولاد ضد زنگ در ترکیب آنها نهفته است.

آلومینیومفلزی سبک، نقره‌ای-سفید است که در پوسته زمین یافت می‌شود. آلومینیوم خالص نرم است، بنابراین اغلب برای افزایش استحکام با عناصری مانند مس، منیزیم یا سیلیکون آلیاژ می‌شود. به عنوان مثال، آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱ که به طور گسترده استفاده می‌شود، حاوی منیزیم و سیلیکون است.

فولاد ضد زنگآلیاژی بر پایه آهن است که حاوی حداقل 10.5٪ کروم است و یک لایه اکسید غیرفعال برای مقاومت در برابر خوردگی ایجاد می‌کند.گریدهای رایج مانند فولاد ضد زنگ 304 شامل نیکل و کربن نیز می‌شوند.

۲. استحکام و دوام

الزامات استحکام بسته به کاربرد متفاوت است، بنابراین بیایید خواص مکانیکی آنها را مقایسه کنیم.

فولاد ضد زنگ:

فولاد ضد زنگ به طور قابل توجهی از آلومینیوم قوی‌تر است، به خصوص در محیط‌های پرفشار. به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ درجه 304 دارای مقاومت کششی حدود 505 مگاپاسکال است، در حالی که آلومینیوم 6061 حدود 310 مگاپاسکال مقاومت کششی دارد.

آلومینیوم:

اگرچه آلومینیوم از نظر حجمی استحکام کمتری دارد، اما نسبت استحکام به وزن بهتری دارد. این امر آن را برای قطعات هوافضا (مانند قاب هواپیما) و صنایع حمل و نقل که کاهش وزن در آنها بسیار مهم است، ایده‌آل می‌کند.

بنابراین، فولاد ضد زنگ به طور کلی قوی‌تر است، اما آلومینیوم وقتی که سبکی و استحکام اهمیت دارد، برتری دارد.

۳. مقاومت در برابر خوردگی

هر دو فلز در برابر خوردگی مقاوم هستند، اما مکانیسم‌های آنها متفاوت است.

فولاد ضد زنگ:

کروم موجود در فولاد ضد زنگ با اکسیژن واکنش می‌دهد و یک لایه اکسید کروم محافظ تشکیل می‌دهد. این لایه خود ترمیم شونده، حتی در صورت خراشیده شدن، از زنگ زدگی جلوگیری می‌کند. گریدهایی مانند فولاد ضد زنگ 316 برای مقاومت بیشتر در برابر آب شور و مواد شیمیایی، مولیبدن اضافه می‌کنند.

آلومینیوم:

آلومینیوم به طور طبیعی یک لایه اکسید نازک تشکیل می‌دهد که آن را از اکسیداسیون محافظت می‌کند. با این حال، در صورت جفت شدن با فلزات غیرمشابه در محیط‌های مرطوب، مستعد خوردگی گالوانیک است. آنودایز کردن یا پوشش دادن می‌تواند مقاومت آن را افزایش دهد.

بنابراین، فولاد ضد زنگ مقاومت بیشتری در برابر خوردگی ارائه می‌دهد، در حالی که آلومینیوم در شرایط سخت نیاز به عملیات محافظتی دارد.

۴. وزن: آلومینیوم برای کاربردهای سبک وزن برنده است

چگالی آلومینیوم حدود ۲.۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب است، که کمتر از یک سوم چگالی فولاد ضد زنگ (۸ گرم بر سانتی‌متر مکعب) است.که بسیار سبک است.

·قطعات هواپیما و خودرو

·لوازم الکترونیکی قابل حمل (مثلاً لپ‌تاپ)

·کالاهای مصرفی مانند دوچرخه و تجهیزات کمپینگ

وزن بالای فولاد ضد زنگ در کاربردهایی که نیاز به پایداری دارند، مانند ماشین‌آلات صنعتی یا تکیه‌گاه‌های معماری، یک مزیت محسوب می‌شود.

۵. رسانایی حرارتی و الکتریکی

رسانایی حرارتی:

آلومینیوم گرما را سه برابر بهتر از فولاد ضد زنگ هدایت می‌کند، و این آن را برای سینک‌های حرارتی، ظروف پخت و پز و سیستم‌های تهویه مطبوع ایده‌آل می‌کند.

رسانایی الکتریکی:

آلومینیوم به دلیل رسانایی بالای آن (۶۱٪ مس) به طور گسترده در خطوط برق و سیم کشی برق استفاده می‌شود. فولاد ضد زنگ رسانای ضعیفی است و به ندرت در کاربردهای الکتریکی استفاده می‌شود.

۶. مقایسه هزینه

آلومینیوم:

عموماً ارزان‌تر از فولاد ضد زنگ است و قیمت‌ها بر اساس هزینه‌های انرژی نوسان دارند (تولید آلومینیوم انرژی‌بر است). از سال ۲۰۲۳، قیمت آلومینیوم حدود ۲۵۰۰ دلار در هر تن متریک است.

فولاد ضد زنگ:

به دلیل عناصر آلیاژی مانند کروم و نیکل گران‌تر است. فولاد ضد زنگ درجه 304 به طور متوسط حدود 3000 دلار در هر تن متریک قیمت دارد.

نکته:برای پروژه‌های مقرون‌به‌صرفه که وزن اهمیت دارد، آلومینیوم را انتخاب کنید. برای طول عمر در محیط‌های سخت، فولاد ضد زنگ ممکن است هزینه بالاتر را توجیه کند.

۷. قابلیت ماشینکاری و ساخت

آلومینیوم:

نرم‌تر و برش، خم کردن یا اکسترود کردن آن آسان‌تر است. ایده‌آل برای اشکال پیچیده و نمونه‌سازی سریع. با این حال، به دلیل نقطه ذوب پایین، می‌تواند ابزارها را چسبناک کند.

فولاد ضد زنگ:

ماشینکاری آن دشوارتر است، به ابزارهای تخصصی و سرعت کمتری نیاز دارد. با این حال، شکل‌های دقیقی را حفظ می‌کند و پرداخت خوبی دارد و برای دستگاه‌های پزشکی یا جزئیات معماری مناسب است.

برای جوشکاری، فولاد ضد زنگ به محافظ گاز بی‌اثر (TIG/MIG) نیاز دارد، در حالی که آلومینیوم برای جلوگیری از تاب برداشتن، نیاز به تجربه در کار با آن دارد.