钢与铝:如何为您的产品设计做出最佳选择

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选择项目的主要材料是一个重要的决定,您应该仔细称重选项。但是对于如此多的选择,寻找理想的材料可能会压倒。

如果您在设计金属产品的过程中,钢铁和铝可能会将您的思想视为可能使用的金属。这对这两个人来说,这并不奇怪生产最广泛的金属在世界上。

本文比较了钢材和铝的一些基本属性,并提到了各种典型应用。

铝对钢:考虑因素

铝与钢:坐在零件图顶部的金属部分

虽然有许多不同的钢和铝合金,每个钢和铝合金具有特定的性质,但两种金属之间存在一些关键差异。本节比较了钢和铝最重要的一些物理特性。

重量

如果你问一个金属更轻的人,大多数人都会正确地说铝。钢材的高强度以更高的密度为本。事实上,对于两件相同的体积,钢可以和一样多三倍的重量铝制。

力量

强度通常是选择材料时考虑的第一属性之一,特别是在高应力应用中。一般来说,钢比铝更强壮。也就是说,一旦铝的较轻的重量被考虑到等式中,铝就具有出色的强度重量比。

识别哪种金属具有更好的应用程序的优势将取决于您的设计灵活性。例如,较大的铝部分可以在比钢替代方案的重量较低的较低的强度提供更多的强度。

延展性

钢铁的另一个缺点是,它比铝的不同形状更难,特别是如果形状复杂。这可以通过将钢加热到非常高的温度来稍微克服,但这增加了成本并且可以损害其他性质。另一方面,铝相对容易形成,同时冷或热非常适用于挤出和轧制等制造工艺

导热系数

铝通常比钢更好的热导体,并​​且通常用于需要散热或分布的应用中,如在散热器中

耐腐蚀性能

普通碳钢耐腐蚀性差。如果暴露于这些元素,它很容易生锈,并会继续腐蚀。另一方面,铝在其表面上形成保护氧化物层,其用作进一步氧化的惰性屏障。只要铝不暴露在导致它破裂的环境中,它将继续提供出色的耐腐蚀性。

值得注意的是,如果在其合金化元件中包含至少11%的铬,则钢可以对腐蚀进行高度耐腐蚀,使其“不锈钢”。然而,不锈钢比普通碳钢更昂贵,并且钢的其他物理性质可能会受到影响。

成本

材料的成本自然是您选择项目的重要因素。由于这两种金属的价格将随着市场和特定合金而波动,因此很难说一个人比在各种环境中比其他人更便宜。然而,通常接受,磅为磅,碳钢通常比相当的铝合金便宜。

物理特性比较

下表比较了钢和铝的物理性质的特定值。为此,我们比较了一个中碳钢一般铝合金

财产 中碳钢 一般铝合金
密度 7.75 - 7.89 g / cc 0.0160 - 3.63 g / cc
产生拉伸强度 245 - 1740 MPA 1.24 - 730 MPa
耐腐蚀性能 坏的 好到优秀
导热系数 21.9 - 52.0 w / m-k 1.48 - 255 w / m-k
延展性 中等至好的 好到优秀

铝和钢的应用

铝与钢铁:现代建筑功能

在为您的特定项目中试图选择钢铁和铝时,了解每个人的普通申请领域可能非常有帮助。下表显示了不同行业中这些金属的最常见用途。

行业
基础设施 •混凝土结构的钢筋加固,如桥梁和Parkade
•钢支撑和梁
•建筑和整理应用,如侧面镶板
•窗户和门框,排水沟和栏杆
机械设备 •拖拉机,推土机和起重机
•轧机
•手动工具,如锤子和铲子
•管道
•一些储罐
运输 •汽车框架
•驾驶列车
•暂停
•飞机机身,翅膀和支撑结构
•车身和轮子
•汽车发动机
电器 •洗衣机和烘干机
•烤箱
•设备机构和框架
•咖啡机和搅拌机
运动装备 •攀岩设备
•高尔夫俱乐部头
•循环链,齿轮和电缆
•举重设备
•自行车框架,轮子和车把
• 滑雪杖
•棒球蝙蝠

您是否应为您的项目选择钢铁或铝制?

无论是选择钢材或铝,最终将依靠您的项目的特征,成型过程和预算。例如,如果强度和耐用性是您设计的最重要的属性,而且形状并不太复杂,也许钢结构是更好的选择。另一方面,如果您需要良好的强度重量比,耐腐蚀性和形成独特形状的能力,铝可能是更好的选择。

如果您想了解更多关于一些最广泛使用的铝合金,请查看以下其他文章:

如果您想了解有关最常见的铝制制造过程的更多信息,请参阅以下内容:

哪种铝制造过程最适合您的项目?

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