Күнделікті өмірімізде және сансыз салаларда біз үнемі болаттан немесе алюминийден жасалған өнімдермен қоршалғанбыз. Біздің қалаларымызды біз басқаратын автомобильдерімізге және сүйікті сусындарымызға итермелейтін ұңғымалардан жасалған тіреуіштерден осы екі материал шешуші рөлді ойнайды. Бірақ белгілі бір өтінім үшін болат пен алюминийдің арасында таңдау туралы шешім қабылдаған кезде шешім тікелей түзуден алыс болуы мүмкін. Мұның қайсысы әр түрлі қажеттіліктерге сәйкес келетінін анықтау үшін егжей-тегжейлі барлауға кірісейік.
Болат және алюминий: кіріспе
Болат
Болат - бұл ең алдымен темір мен көміртектен тұратын қорытпа. Көміртекті құрама, әдетте, салмағы бойынша 0,2% -дан 2,1% -ға дейін, оның қасиеттеріне айтарлықтай әсер етеді.Болаттың көптеген түрлері бар. Мысалы, көміртекті болат оның күші мен қол жетімділігімен белгілі. Ол құрылыс және өндіріс саласында кеңінен қолданылады. Легирленген болаттан екінші жағынан, қаттылық, қаттылық немесе коррозияға төзімділік сияқты белгілі бір қасиеттерді жақсарту үшін марганец, хром немесе никель сияқты қосымша элементтер бар. Құрылыс салуда немесе тот баспайтын болат ыдыс-аяқтарды ас үйіңіздегі ең берік i - арқалықтар туралы ойлаңыз - бұл барлық болаттан жасалған бұйымдар.
Алюминий
Алюминий - бұл желдің қыртысында мол металл. Ол әдетте боксит кендерінде кездеседі және өндіретін энергияның едәуір көлемін қажет етеді.Алюминий оның таза түрінде салыстырмалы түрде жұмсақ, бірақ мыс, магний немесе мырыш сияқты элементтермен толтырылған кезде ол әлдеқайда күшті болады. Жалпы алюминий қорытпаларында 6061 бар, ол жалпы - арнайы қосымшаларда кеңінен қолданылады, ол автомобиль бөлімдері сияқты мақсатты қосымшалар және 7075, оның жоғары беріктігімен және көбінесе аэроғарыштық компоненттерде қолданылады. Айналаңызға қараңыз, сонда сіз сусындар банка, терезе жақтаулары, тіпті жоғары электроникада да алюминийді байқайсыз.
Физикалық қасиеттердің шоуы
Тығыздық
Болат пен алюминий арасындағы ең керемет айырмашылықтардың бірі олардың тығыздығы. Болат әдетте текше сантиметріне шамамен 7,85 граммға ие. Керісінше, алюминийдің тығыздығы текше сантиметріне шамамен 2,7 грамм құрайды. Бұл айтарлықтай айырмашылық алюминийді әлдеқайда жеңілдетеді. Мысалы, авиация саласында, мысалы, салмақты азайту әр килограмы әуе кемелерінің өмір сүру ұзақтығын едәуір жинақтауға әкелуі мүмкін. Сондықтан алюминий - бұл әуе кемесінің денелері мен қанаттарын салу үшін таңдау материалы. Алайда, салмақ алаңдатпайтын және массаның салдарынан тұрақтылыққа байланысты, мысалы, өндірістік техниканың кейбір түрлерінде немесе ірі құрылымдардың іргетастарында болаттың жоғары тығыздығы артықшылық болуы мүмкін.
Күш
Болат жоғары беріктігі үшін әйгілі. Жоғары - көміртекті болат және легирленген болаттар өте жоғары созылу күшті жақтарына қол жеткізе алады, оларды ауыр жүктемелердің құрылымдық тұтастығы шешуші болып табылады. Мысалы, кең су жолдарының аспаздық көпірлері Алюминий қорытпалары, дегенмен, күш-қуатқа үлкен қадамдар жасады. Аэроғарышта қолданылатын кейбір жоғары күш алюминий қорытпалары, мысалы, аэроғарыштар сияқты, белгілі бір болаттардың салмақтық коэффициенті. Автоөнеркәсіптік өнеркәсіпте алюминий дене құрылымдарында қауіпсіздік стандарттарын сақтай отырып, салмақты азайту үшін көбейіп бара жатыр, өйткені қауіпсіздік стандарттарын сақтай отырып, легірленген технологияның жоғарылауы оның беріктік қасиеттерін жақсартты.
Өткізгіштік
Электрлік және жылу өткізгіштікке қатысты, алюминий болат. Алюминий - электр энергиясының тамаша өткізгіші, сондықтан ол көбінесе электр жеткізу желілерінде қолданылады. Ол өткізгіштік пен шығындар арасындағы жақсы тепе-теңдікті ұсынады, әсіресе мыс сияқты қымбат өткізгіштермен салыстырғанда. Жылу өткізгіштік тұрғысынан алюминийдің жылуды тез арада беру мүмкіндігі электронды құрылғыларда жылу раковиналары үшін танымал таңдау жасайды. Мысалы, компьютердің CPU-дағы салқындатуға арналған шырындар көбінесе жылуды тиімді тарату үшін алюминий қорытпасынан жасалады және қызып кетудің алдын алады. Болат, ал ол электр және жылуды өткізе алады, ал ол өте аз мөлшерде жасайды, бұл оны жоғары өткізгіштігі бар қолданбалар үшін аз етеді.
Химиялық қасиеттері: жақын көрініс
Коррозияға төзімділік
Болаттың коррозияға ұшыраған кезде оның өкшесі бар. Оттегі мен ылғалдың болған кезде, болат тотығуға дайын, тотығудан тұрады. Бұл құрылымды уақыт өте келе әлсіреуі мүмкін. Оған қарсы тұру үшін, әр түрлі қорғаныс шаралары қолданылады, мысалы, кескіндеме, мырыштау (мырышпен қаптау), мысалы, пассивті оксид қабатын қалыптастыратын хром бар хромды қамтиды. Алюминий, екінші жағынан, табиғи артықшылығы бар. Ауа алған кезде ол жіңішке, тығыз оксид қабатын қалыптастырады. Бұл қабат кедергі ретінде әрекет етеді, одан әрі тотығу мен коррозияның алдын алады. Бұл алюминийді ашық ауада, мысалы, тұзды ауа ерекше коррозияға ұшырататын жағалаудағы аймақтарда өте қолайлы етеді. Мысалы, алюминий қоршаулар мен ашық жиһаздар едәуір деградациясыз элементтердің жылдарына төтеп бере алады.
Химиялық реактивтілік
Алюминий - салыстырмалы түрде реактивті металл. Белгілі бір жағдайда, ол қатты әсер етуі мүмкін, әсіресе қышқылдармен. Алайда, қалыпты жағдайда бетіне құрайтын қорғаныс оксиді қабаты көптеген реакцияларды тежейді. Кейбір өндірістік процестерде алюминийдің реактивтілігі қолданылуы мүмкін. Мысалы, белгілі бір химикаттарды өндіруде алюминийді азайтатын зат ретінде қолдануға болады. Болат, салыстырғанда, қалыпты жағдайда да реактивті. Бірақ жоғары температурада немесе жоғары қышқыл / негізгі ортада, ол оның тұтастығына әсер етуі мүмкін химиялық реакциялардан өтуі мүмкін. Мысалы, кейбір химиялық зауыттарда болаттың арнайы бағалары қатал химикаттардың коррозиялық әсеріне қарсы тұру үшін қажет.
Өңдеу өнімділігін салыстыру
Қалыптастыру және өңдеу
Болат қалыптастырудың көптеген нұсқаларын ұсынады. Creating - бұл металлдың жылытылатын және компрессивті күштерді қолдану арқылы пішінді.Бұл қозғалтқыштардағы иінді тақталар сияқты күшті және күрделі пішінді бөлшектерді өндіруге өте ыңғайлы. Роллинг - бұл болат, мұнда болат роликтерден парақтар, плиталар немесе түрлі профильдер шығару үшін берілетін тағы бір процесс. Автомобиль саласы металлургияның түрін, суық түзілу процесінің түрін, болат парақтардан жасалған панельдер құруға жиі қолданады. Алюминий сонымен қатар өте қолайлы және оңай қалыптасады. Экструзия - алюминий үшін танымал процесс, оның ішінде металл ұзақ және біркелкі пішіндер жасау үшін өлім арқылы мәжбүр болады. Бұл алюминий терезе жақтаулары өндірілген. Өлім-кастинг сонымен бірге алюминийге кеңінен қолданылады, бұл көптеген заманауи автомобильдердегі қозғалтқыш блоктары сияқты күрделі және егжей-тегжейлі бөлімдерді өндіруге мүмкіндік береді.
Дәнекерлеу өнімділігі
Дәнекерлеу болат күрделі процесс болуы мүмкін. Болаттың әр түрлі түрлері дәнекерлеудің нақты әдістері мен толтырғыш материалдары. Мысалы, көміртекті болатты доғаның дәнекерлеуі сияқты әдістерді қолдана отырып дәнекерленуі мүмкін, бірақ дәнекерленген түйісуді әлсіретуі мүмкін, олар сутегі кружкциялары сияқты проблемалардың алдын алу үшін сақтық шараларын қабылдау керек. Легірленген элементтердің арқасында тот баспайтын болаттан берік және коррозияға төзімді дәнекерлеуді қамтамасыз ету үшін арнайы электродтар қажет болуы мүмкін. Екінші жағынан, алюминий дәнекерлеу өз қиындықтарын ұсынады. Алюминий жоғары термиялық өткізгіштікке ие, дегенді, оны дәнекерлеу процесінде жылуды тез арада таратады. Бұған жоғары жылу кірісі және арнайы дәнекерлеу жабдықтары, мысалы, вольфрам инертті газ (TIG) дәнекерлеу немесе металл инертті газ (MIG) дәнекерлеуі қажет. Сонымен қатар, алюминийдегі оксид қабатын дұрыс байланыстыру үшін дәнекерлеуден бұрын алып тастау керек.
Шығындарды қарау
Шикізат құны
Болаттың құны салыстырмалы түрде тұрақты. Болат өндірудің негізгі шикізаты темір рудасы, әлемнің көптеген бөліктерінде мол. Темір кендерін қайта өңдеу құны, оны болатқа айналдыру процесі, оның қол жетімділігіне ықпал етеді. Алайда, алюминийдің күрделі және энергияны көп қажет ететін өндірісі бар. Боксит кендерін алюминийден тазарту керек, содан кейін электролиз таза алюминийді алу үшін қолданылады. Бұл жоғары энергия талабы, бокситті өндіру және өңдеу құны, әдетте болатқа қарағанда алюминийдің шикізат құнын алады.
Өңдеу құны
Болаттың жақсы және кең таралған өндірістік процестері, бұл көп жағдайда өңдеу құны, әсіресе ауқымды өндіріс үшін, өңдеу құны салыстырмалы түрде төмен болуы мүмкін. Алайда, егер күрделі пішіндер немесе жоғары дәлдікті өңдеу қажет болса, шығын едәуір артуы мүмкін. Кейбір аспектілерде алюминийді өңдеу қымбатқа түсуі мүмкін. Күрделі пішіндермен айналысу оңай болса да, оларды экструзия және дәнекерлеу мәселелері үшін мамандандырылған жабдыққа қажеттілік құнды көтере алады. Мысалы, алюминийге экструзия желісін орнату жабдық пен құралдарға айтарлықтай инвестиция қажет.
Жалпы шығындарды қарау
Жалпы құнын ескерген кезде бұл тек шикізат пен өңдеу шығындары туралы ғана емес. Соңғы өнімнің қызмет ету мерзімі және техникалық қызмет көрсету талаптары да маңызды рөл атқарады. Мысалы, болат құрылымы ұзақ мерзімді құнға қосатын коррозияны болдырмау үшін тұрақты кескіндеме және техникалық қызмет көрсету қажет болуы мүмкін. Алюминий құрылымы, оның коррозияға төзімділігі жақсы, уақыт өте келе техникалық қызмет көрсету шығындары болуы мүмкін. Кейбір қосымшаларда, мысалы, ауқымды өнеркәсіптік ғимараттың құрылысы, төменгі шикізат және болаттың қайта өңдеу шығындары оны үнемдеуге мәжбүр етуі мүмкін. Басқа жағдайларда, алюминийдің жеңіл және коррозияға төзімді қасиеттері жоғары шығындар өндірісіндегідей, мұнда алюминийдің жеңілдетілген құнын ақтайды, алюминий таңдаулы таңдау болуы мүмкін.
Әр түрлі қосымшалар
Құрылыс кен орны
Құрылыс саласында болат маңызды материал болып табылады. Оның жоғары беріктігі мен жүктеме сыйымдылығы оны тіреуіштер мен ірі коммерциялық ғимараттар аясын құру үшін қажет етеді. Болат арқалықтар мен бағандар үлкен және ашық жоспар құруға мүмкіндік беретін үлкен көлемде салмақ қолдай алады. Көпірлер де болатқа қатты сенеді. Суспензия көпірлер, олардың ұзақ уақытында, жүктемені тарату үшін болат сымдар мен трюстарды қолданыңыз. Керісінше, алюминий көбінесе эстетикалық және жеңіл қосымшалар үшін жиі қолданылады. Алюминий терезелері мен есіктері олардың заманауи келбеті, энергия тиімділігі және коррозияға төзімділігіне байланысты танымал. Алюминий перделерінің қабырғалары ғимараттарды тегіс және заманауи көрініс бере алады, сонымен қатар жеңіл және заманауи көзқарас бере алады, сонымен қатар ғимараттың құрылымына жүктемені азайтады.
Автомобиль өнеркәсібі
Болат бұрыннан бері автомобиль өнеркәсібінде басым материал болды. Ол шассиде, дене жақтауларында және көптеген механикалық компоненттерде қолданылады, бұл оның қауіпсіздігіне байланысты, бұл қауіпсіздік үшін өте маңызды. Алайда, өндіріс жанар-жағармай тиімділігіне қарай жылжиды, алюминий кеңінен қолданылады. Алюминий қозғалтқыш блоктарында қолданылады, олар қозғалтқыштың салмағын азайтады және өз кезегінде жанармай шаруашылығын жақсартады. Ол сонымен бірге дене панельдерінде қауіпсіздікті құрбан етусіз, қазіргі алюминий қорытпалары қажетті күшті қамтамасыз ете отырып, дене панельдерінде жиі қолданылады.
Аэроғарыш кен орны
Болат бұрыннан бері автомобиль өнеркәсібінде басым материал болды. Ол шассиде, дене жақтауларында және көптеген механикалық компоненттерде қолданылады, бұл оның қауіпсіздігіне байланысты, бұл қауіпсіздік үшін өте маңызды. Алайда, өндіріс жанар-жағармай тиімділігіне қарай жылжиды, алюминий кеңінен қолданылады. Алюминий қозғалтқыш блоктарында қолданылады, олар қозғалтқыштың салмағын азайтады және өз кезегінде жанармай шаруашылығын жақсартады. Ол сонымен бірге дене панельдерінде қауіпсіздікті құрбан етусіз, қазіргі алюминий қорытпалары қажетті күшті қамтамасыз ете отырып, дене панельдерінде жиі қолданылады.
Күнделікті пайдалану өнімдері өрісі
Күнделікті өмірімізде біз көбінесе болат пен алюминий өнімдерін жиі кездестіреміз. Болат әдетте ас үй пышақтарында қолданылады, онда оның қаттылығы мен шеттету қасиеттері жоғары бағаланады. Металл орындықтар мен кестелер сияқты болаттан жасалған жиһаз, мысалы, берік де, сәнді болуы мүмкін. Екінші жағынан, алюминийді жеңіл және біркелкі қыздыратын жеңіл ыдыс сияқты заттардан табуға болады. Ноутбуктер мен планшеттер сияқты электронды құрылғылар, көбінесе олардың тегіс көрінуіне, жеңіл дизайнға және жылуды таратудың жақсы қасиеттеріне байланысты алюминий жағдайлары бар.
Дұрыс таңдау жасау
Өнімділік талаптарына сәйкес таңдау
Егер сізге берілетін құрылым үшін берік және қаттылық қажет болса, онда болат жақсы нұсқа болуы мүмкін. Мысалы, ауыр машиналар сақталатын ірі өндірістік қоймада болат арқалықтары қажетті қолдау көрсете алады. Алайда, егер салмақты азайту портативті электронды құрылғыдағы немесе жарыс машинасындағы сияқты басымдық болса, онда алюминийдің төмен тығыздығы оны дұрыс таңдауға мәжбүр етеді. Өткізгіштігі туралы болса, егер сіз электрлік немесе жылу қосымшасында жұмыс істесеңіз, алюминий сіздің алғашқы қарауыңыз болуы керек.
Шығындар бюджетіне сәйкес таңдау
Шектеулі бюджеті бар жобалар үшін болат неғай экономикалық таңдау, әсіресе оның шикізат құнын, әсіресе, оның төменгі шикізат құнын және қарапайым пішіндер үшін қайта өңдеу шығындарын ескере отырып болуы мүмкін. Алайда, егер сіз алдын ала алдын ала шығынға ие болсаңыз және техникалық қызмет көрсету және орындау тұрғысынан ұзақ мерзімді жинақ іздесеңіз, алюминий құнды инвестиция болуы мүмкін. Мысалы, коррозия коррозиясы маңызды болып табылатын жағалаудағы аймақта, алюминий құрылымы бастапқыда көбірек шығын келуі мүмкін, бірақ жоғары мерзімді ақшаны ұзақ мерзімді перспективада сақтайды
Қолданылу сценарийіне сәйкес таңдау
Сыртқы қосымшаларда, әсіресе қатал ортада алюминийдің коррозияға төзімділігі оған артықшылық береді. Мысалы, ашық телефон немесе алюминийден жасалған жарық тіректері тотбайсыз, ұзаққа созылады. Болат құю өндірісіндегі немесе электр станция қазандығы сияқты жоғары температуралық өндірістік параметрлерде болаттың жоғары температураға төтеп беру қабілеті оны қалаған материалға айналдырады.
Қорытындылай келе, болат немесе алюминийдің жақсы сұрақтары жақсырақ па, жоқ па деген сұрақ жалпыға ортақ жауап жоқ. Екі материалда да өздерінің жеке қасиеттері, артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Сіздің жобаңыздың нақты талаптарын мұқият қарастырып, оның жұмысы, құны немесе қолданыстағы факторлар болса, сіз туралы шешім қабылдауға болады. Болат пен алюминий арасындағы таңдаудағы тәжірибелеріңіз туралы естігенді қалаймыз. Төмендегі түсініктемелердегі ойларыңызбен бөлісіңіз!
POST TIME: Feb-17-2025
