مقایسه آلومینیوم و فولاد

چگونه بهترین انتخاب را برای طراحی محصول خود داشته باشید؟

انتخاب مواد اولیه برای پروژه شما یک تصمیم حیاتی است و باید گزینه ها را با دقت بسنجید. اما با انتخاب های زیاد، جستجوی مواد ایده آل می تواند بسیار دشوار باشد.

اگر در حال طراحی یک محصول فلزی هستید، احتمالاً فولاد و آلومینیوم به عنوان فلزات احتمالی برای استفاده در ذهن شما خطور کرده است. این جای تعجب نیست زیرا آنها دو فلز پرمصرف در جهان هستند.

این مقاله برخی از خواص اساسی فولاد و آلومینیوم را با هم مقایسه می کند و برخی از کاربردهای معمولی را برای هر کدام ذکر می کند. در ادامه همراه گروه مهندسی فیلت باشید.

فهرست مطالب

• عواملی که باید در مقایسه آلومینیوم و فولاد در نظر گرفته شوند
• برنامه های کاربردی برای آلومینیوم و فولاد
• آیا شما باید فولاد یا آلومینیوم را برای پروژه خود انتخاب کنید؟

مقاله پیشنهادی: بهترین فرآیند ساخت محصولات آلومینیوم

گروه مهندسی فیلت؛
طراحی نقشه، ساخت قالب اكستروژن و تولید كننده پروفیل آلومینیوم در مقاطع عمومی و اختصاصی همراه با خدمات آندایزینگ و رنگ پودری الکترواستاتیک و برشکاری در خدمت مشتریان محترم و بزرگوار می باشد.

عواملی که باید در مقایسه آلومینیوم و فولاد در نظر گرفته شوند

در حالی که آلیاژهای مختلف فولاد و آلومینیوم وجود دارد که هر کدام خواص خاص خود را دارند، تفاوت های کلیدی بین این دو فلز وجود دارد. در این بخش برخی از مهم ترین ویژگی های فیزیکی فولاد و آلومینیوم مقایسه می شود.

وزن

اگر از کسی بپرسید که کدام فلز سبک تر است، اکثر مردم به درستی می گویند آلومینیوم. استحکام بالای فولاد به قیمت چگالی بسیار بالاتر است. در واقع، برای دو قطعه با حجم مساوی، فولاد می تواند سه برابر وزن آلومینیوم باشد.

استحکام و قدرت

استحکام اغلب یکی از اولین ویژگی هایی است که در هنگام انتخاب یک ماده مورد توجه قرار می گیرد، به ویژه در کاربردهای با تنش بالا. به طور کلی، فولاد قوی تر از آلومینیوم است. گفته می شود، هنگامی که وزن سبک تر آلومینیوم در معادله لحاظ شود، آلومینیوم با نسبت استحکام به وزن برتر در صدر قرار می گیرد.

تشخیص اینکه کدام فلز استحکام بهتری برای کاربرد شما دارد به انعطاف پذیری طراحی شما بستگی دارد. به عنوان مثال، یک قطعه آلومینیومی بزرگتر ممکن است استحکام بیشتری را در وزن کمتر نسبت به جایگزین فولادی ارائه دهد.

چکش خواری

یکی دیگر از نقاط ضعف استحکام بالای فولاد این است که کار کردن آن به اشکال مختلف نسبت به آلومینیوم سخت تر است، به خصوص اگر شکل پیچیده باشد. می توان با گرم کردن فولاد تا دمای بسیار بالا تا حدودی بر این امر غلبه کرد، اما این امر باعث افزایش هزینه می شود و می تواند خواص دیگر را به خطر بیندازد. از سوی دیگر، آلومینیوم در حالی که سرد یا گرم است نسبتا آسان است و برای فرآیندهای تولید مانند اکستروژن و نورد بسیار مناسب است.

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل ناودانی آلومینیوم کف 11، بال 12 و ضخامت 1.4 میلیمتر

هدایت حرارتی

آلومینیوم عموماً رسانای حرارتی بسیار بهتری نسبت به فولاد است و اغلب در کاربردهایی که اتلاف یا توزیع گرما مورد نیاز است، مانند سینک های حرارتی استفاده می شود.

مقاومت در برابر خوردگی

فولاد کربنی ساده مقاومت در برابر خوردگی ضعیفی دارد. به راحتی زنگ می زند و در صورت قرار گرفتن در معرض عناصر به خوردگی ادامه می دهد. از سوی دیگر، آلومینیوم یک لایه اکسید محافظ بر روی سطح خود تشکیل می دهد که به عنوان یک مانع بی اثر در برابر اکسیداسیون بیشتر عمل می کند. تا زمانی که آلومینیوم در معرض محیطی قرار نگیرد که باعث شکسته شدن آن می شود، مقاومت در برابر خوردگی عالی را ادامه خواهد داد.

شایان ذکر است که اگر حداقل یازده درصد کروم در عناصر آلیاژی آن وجود داشته باشد، می توان فولاد را در برابر خوردگی بسیار مقاوم کرد و آن را «فولاد ضد زنگ» ساخت. با این حال، فولاد ضد زنگ، گران‌تر از فولاد کربنی ساده است و سایر خصوصیات فیزیکی فولاد ممکن است تحت تأثیر قرار گیرند.

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل قوطی آلومینیوم 10*10 میلیمتر با ضخامت 1/5 میلیمتر

هزینه

هزینه مواد به طور طبیعی عامل مهمی خواهد بود که در آن برای پروژه خود انتخاب می کنید. از آنجایی که قیمت هر دوی این فلزات با توجه به بازار و آلیاژ خاص در نوسان خواهد بود، به سختی می توان گفت که یکی از آنها در هر زمینه ای ارزان تر از دیگری باشد. با این حال، معمولا پذیرفته شده است که، پوند به پوند، فولاد کربنی به طور کلی ارزان تر از یک آلیاژ آلومینیوم قابل مقایسه است.

مقایسه خواص فیزیکی

جدول زیر مقادیر ویژه خواص فیزیکی فولاد و آلومینیوم را با هم مقایسه می کند. برای این منظور، فولاد کربن متوسط و آلیاژ آلومینیوم عمومی را مقایسه کرده‌ایم.

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل سپری آلومینیوم 10*10 میلیمتر با ضخامت 1.8 میلیمتر

تراکم

فولاد کربن متوسط: 7.75 – 7.89 گرم در سی سی
آلیاژ آلومینیوم عمومی: 0.0160 – 3.63 گرم بر سی سی

استحکام کششی

فولاد کربن متوسط: 245 – 1740 مگاپاسکال
آلیاژ آلومینیوم عمومی: 1.24 – 730 مگاپاسکال

مقاومت در برابر خوردگی

فولاد کربن متوسط: بد
آلیاژ آلومینیوم عمومی: خوب تا عالی

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل لوله آلومینیوم به قطر خارجی 10، قطر داخلی 7 و ضخامت 1.5 میلیمتر

هدایت حرارتی

فولاد کربن متوسط: 21.9 – 52.0 W/m-K
آلیاژ آلومینیوم عمومی: 1.48 – 255 W/m-K

چکش خواری

فولاد کربن متوسط: متوسط به خوب
آلیاژ آلومینیوم عمومی: خوب تا عالی

برنامه های کاربردی برای آلومینیوم و فولاد

هنگام تلاش برای انتخاب بین فولاد و آلومینیوم برای پروژه خاص خود، دانستن زمینه های کاربردی مشترک برای هر یک از آنها می تواند بسیار مفید باشد. در ادامه به بیشترین کاربرد این فلزات را در صنایع مختلف اشاره خواهیم کرد.

زیر ساخت

فولاد:

• آرماتورهای فولادی در سازه های بتنی مانند پل ها و پارکدها
• تکیه گاه ها و تیرهای فولادی

آلومینیوم:

• کاربردهای معماری و تکمیل، مانند پوشش جانبی
• چارچوب پنجره ها و درها، ناودان ها و نرده ها

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل نبشی آلومینیوم 10*10 میلیمتر با ضخامت 1.8 میلیمتر

تجهیزات مکانیکی

فولاد:

• تراکتور، بولدوزر، و جرثقیل
• کارخانه های نورد
• ابزارهای دستی مانند چکش و بیل

آلومینیوم

• لوله کشی
• برخی از مخازن ذخیره سازی

حمل و نقل

فولاد:

• قاب ماشین
• قطارها را برانید
• سیستم های تعلیق

آلومینیوم

• بدنه، بالها و ساختار پشتیبانی هواپیما
• بدنه و چرخ خودرو
• موتور خودرو

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل ناودانی سیمانکاری آلومینیوم 15*8 میلیمتر 

لوازم خانگی

فولاد:

• ماشین لباسشویی و خشک کن
• فر

آلومینیوم:

• بدنه و قاب دستگاه
• قهوه ساز و میکسر

تجهیزات ورزشی

فولاد:

• تجهیزات صخره نوردی
• سر باشگاه گلف
• زنجیر دوچرخه سواری، چرخ دنده، و کابل
• تجهیزات وزنه برداری

آلومینیوم:

• قاب، چرخ و دسته دوچرخه
• میله های اسکی
• چوب بیسبال

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل تسمه آلومینیوم عرض 9 و ضخامت 6 میلیمتر

آیا شما باید فولاد یا آلومینیوم را برای پروژه خود انتخاب کنید؟

انتخاب فولاد یا آلومینیوم برای پروژه شما در نهایت به ویژگی های پروژه، فرآیند شکل دهی و بودجه شما بستگی دارد. به عنوان مثال، اگر استحکام و دوام مهم ترین ویژگی های طراحی شما هستند و شکل آن خیلی پیچیده نیست، شاید آلیاژ فولاد گزینه بهتری باشد. از طرف دیگر، اگر به نسبت استحکام به وزن خوب، مقاومت در برابر خوردگی و توانایی شکل دادن به شکل منحصر به فرد نیاز دارید، احتمالاً آلومینیوم انتخاب بهتری است.

برخی از پرکاربردترین آلیاژهای آلومینیوم عبارتند از:

• آلیاژ آلومینیوم 6061
• آلیاژ آلومینیوم 6063
• آلیاژ آلومینیوم 2024
• آلیاژ آلومینیوم 7075

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: گرده ماهی آلومینیوم عرض 20 و ضخامت 1.5 میلیمتر

گروه مهندسی فیلت؛
طراحی نقشه، ساخت قالب اكستروژن و تولید كننده پروفیل آلومینیوم در مقاطع عمومی و اختصاصی همراه با خدمات آندایزینگ و رنگ پودری الکترواستاتیک و برشکاری در خدمت مشتریان محترم و بزرگوار می باشد.
جهت مشاوره فنی و سفارش تماس حاصل فرمایید.
02144675798 – 09123018710