우리는 일상 생활과 수많은 산업에서 강철 또는 알루미늄으로 만든 제품으로 끊임없이 둘러싸여 있습니다. 우리 도시의 도시를 형성하는 우뚝 솟은 초고층 빌딩에서 우리가 운전하는 자동차와 우리가 가장 좋아하는 음료를 들고있는 캔에 이르기 까지이 두 재료는 중추적 인 역할을합니다. 그러나 특정 응용 프로그램을 위해 강철과 알루미늄을 선택할 때 결정은 간단하지 않을 수 있습니다. 다양한 요구에 더 잘 맞는지 결정하기 위해 상세한 탐험을 시작합시다.
강철 및 알루미늄 : 소개
강철
강철은 주로 철과 탄소로 구성된 합금입니다. 일반적으로 0.2% 내지 2.1 중량% 범위의 탄소 함량은 특성에 크게 영향을 미칩니다.수많은 유형의 강철이 있습니다. 예를 들어, 탄소강은 강도와 경제성으로 유명합니다. 건설 및 제조에 널리 사용됩니다. 반면에 합금 스틸은 경도, 인성 또는 부식 저항과 같은 특정 특성을 향상시키기 위해 망간, 크롬 또는 니켈과 같은 추가 요소를 갖습니다. 건축 구조 또는 내구성있는 스테인리스 - 주방의 강철기구에 사용되는 강력한 I- 빔을 생각해보십시오. 이들은 모두 철강의 다재다능한 제품입니다.
알류미늄
알루미늄은 지각에 풍부한 경량 금속입니다. 보통 보크 사이트 광석에서 발견되며 추출하려면 상당한 양의 에너지가 필요합니다.순수한 형태의 알루미늄은 비교적 부드럽지만 구리, 마그네슘 또는 아연과 같은 원소와 합금되면 훨씬 더 강해집니다. 일반적인 알루미늄 합금에는 6061이 포함됩니다. 6061은 일반적으로 자동차 부품 및 7075와 같은 목적 응용 분야에서 널리 사용되는 6061을 포함합니다. 주위를 둘러 보면 음료 캔, 창 프레임 및 고급 전자 제품과 같은 일상적인 품목에서 알루미늄을 발견 할 수 있습니다.
물리적 특성 대결
밀도
강철과 알루미늄의 가장 인상적인 차이 중 하나는 밀도입니다. 강철은 일반적으로 입방 센티미터 당 약 7.85 그램의 밀도를 갖습니다. 대조적으로, 알루미늄 밀도는 입방 센티미터 당 대략 2.7 그램입니다. 이 중요한 차이로 인해 알루미늄은 훨씬 가벼워집니다. 예를 들어, 항공 산업에서 모든 킬로그램의 체중 감소는 항공기 수명 동안 상당한 연료 절약을 초래할 수 있습니다. 그렇기 때문에 알루미늄이 항공기 몸과 날개를 건설하기위한 선택의 재료입니다. 그러나 중량이 우려되지 않는 응용 분야에서는 일부 유형의 산업 기계 또는 대형 구조물의 기초와 같이 질량으로 인한 안정성이 필요합니다. 강철의 높은 밀도가 유리할 수 있습니다.
힘
강철은 높은 강도로 유명합니다. 고 - 탄소강 및 합금강은 매우 높은 인장 강도를 달성 할 수 있으므로 무거운 하중 하에서 구조적 무결성이 중요한 응용 분야에 이상적입니다. 예를 들어, 방대한 수로에 걸친 서스펜션 브리지는 강철 케이블과 빔에 의존하여 교통량과 환경력의 무게를 견딜 수 있습니다. 그러나 알루미늄 합금도 힘이 큰 진전을 이루었습니다. 항공 우주에 사용 된 것과 같은 고도로 강도 알루미늄 합금은 특정 강의 강도 대 중량 비율과 경쟁 할 수 있습니다. 자동차 산업에서 알루미늄은 합금 기술의 발전이 강도 특성을 향상 시켰기 때문에 안전 표준을 유지하면서 체중을 줄이기 위해 체중을 줄이기 위해 신체 구조에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
전도도
전기 및 열전도율에 관해서는 알루미늄이 강철을 능가합니다. 알루미늄은 우수한 전기 도체이므로 전력 전송 라인에서 일반적으로 사용되는 이유입니다. 전도도와 비용 사이의 균형을 제공합니다. 특히 구리와 같은 더 비싼 도체와 비교할 때. 열 전도성 측면에서 알루미늄의 열 전달 능력은 전자 장치의 방열판에 인기있는 선택입니다. 예를 들어, 컴퓨터의 CPU의 냉각 지느러미는 종종 열을 효율적으로 소산하고 과열을 방지하기 위해 알루미늄 합금으로 만들어집니다. 강철은 전기와 열을 전도 할 수 있지만 훨씬 낮은 속도로, 높은 전도도가 필수적인 응용 분야에 적합하지 않습니다.
화학적 특성 : 자세한 외관
부식 저항
강철은 부식과 관련하여 아킬레스의 발 뒤꿈치를 가지고 있습니다. 산소와 수분이 있으면, 강철은 쉽게 산화되어 녹을 형성합니다. 이것은 시간이 지남에 따라 구조를 약화시킬 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 페인팅, 아연 도금 (아연으로 코팅) 또는 수동 산화물 층을 형성하는 크롬을 함유하는 스테인리스 스틸 사용과 같은 다양한 보호 조치가 사용됩니다. 반면에 알루미늄은 자연스러운 이점이 있습니다. 공기에 노출되면 표면에 얇고 조밀 한 산화물 층을 형성합니다. 이 층은 장벽으로 작용하여 추가 산화 및 부식을 방지합니다. 이로 인해 알루미늄은 짠 공기가 특히 부식성이 될 수있는 해안 지역과 같은 실외 응용 분야에 매우 적합합니다. 예를 들어, 알루미늄 울타리와 야외 가구는 상당한 저하없이 수년간의 요소에 노출 될 수 있습니다.
화학적 반응성
알루미늄은 비교적 반응성이 높은 금속입니다. 특정 조건에서는 특히 산과 적극적으로 반응 할 수 있습니다. 그러나, 정상 조건 하에서 표면에 형성되는 보호 산화 층은 대부분의 반응을 억제한다. 일부 산업 공정에서는 알루미늄의 반응성이 활용 될 수 있습니다. 예를 들어, 특정 화학 물질의 생산에서 알루미늄은 환원제로 사용될 수 있습니다. 이에 비해 강철은 정상적인 상황에서 덜 반응성입니다. 그러나 높은 온도 또는 고 산성/기본 환경에서는 무결성에 영향을 줄 수있는 화학 반응을 겪을 수 있습니다. 예를 들어, 일부 화학 식물에서는 가혹한 화학 물질의 부식 효과에 저항하기 위해 특수 등급의 강철이 필요합니다.
처리 성능 비교
형성 및 처리
강철은 다양한 형성 옵션을 제공합니다. 단조는 압축력을 적용하여 금속이 가열되고 형성되는 일반적인 방법입니다.엔진의 크랭크 샤프트와 같이 강력하고 복잡한 모양의 부품을 제조하는 데 적합합니다. 롤링은 강철이 롤러를 통과하여 시트, 플레이트 또는 다양한 프로파일을 생산하는 또 다른 프로세스입니다. 자동차 산업은 종종 냉간 형성 공정 유형 인 스탬핑을 사용하여 강철 시트에서 자동차 본체 패널을 만듭니다. 알루미늄은 또한 가단성이 뛰어나며 쉽게 형성 될 수 있습니다. 압출은 알루미늄의 인기있는 과정이며, 그 동안 금속은 다이를 통해 길고 균일 한 모양을 만들어냅니다. 알루미늄 창 프레임이 제조되는 방법입니다. 다이 캐스팅은 또한 알루미늄에 널리 적용되므로 많은 현대 자동차의 엔진 블록과 같은 복잡하고 상세한 부품을 생산할 수 있습니다.
용접 성능
용접 강철은 복잡한 과정이 될 수 있습니다. 다양한 유형의 강철 수요 특정 용접 기술 및 필러 재료. 예를 들어, 카본 스틸은 아크 용접과 같은 방법을 사용하여 용접 할 수 있지만, 용접 조인트를 약화시킬 수있는 수소 손화와 같은 문제를 방지하기 위해 예방 조치를 취해야합니다. 합금 요소로 인해 스테인레스 스틸은 강력하고 부식성 용접을 보장하기 위해 특수 전극이 필요할 수 있습니다. 반면에 알루미늄 용접은 고유 한 어려움을 제시합니다. 알루미늄은 열전도율이 높기 때문에 용접 공정에서 열이 빠르게 소산됩니다. 이를 위해서는 더 높은 열 입력 및 텅스텐 불활성 가스 (TIG) 용접 또는 금속 불활성 가스 (MIG) 용접과 같은 특수 용접 장비가 필요합니다. 또한, 적절한 결합을 보장하기 위해 알루미늄의 산화물 층을 용접하기 전에 제거해야합니다.
비용 고려 사항
원료 비용
강철 비용은 비교적 안정적입니다. 철강 생산의 주요 원료 인 Iron Ore는 세계 여러 지역에서 풍부합니다. 철광석 광업 및 가공 비용은 비교적 간단한 강철로 전환하는 과정과 함께 경제성에 기여합니다. 그러나 알루미늄은보다 복잡하고 에너지 집약적 인 생산 공정을 가지고 있습니다. 보크 사이트 광석은 알루미나로 개선 된 다음 전기 분해를 사용하여 순수한 알루미늄을 추출합니다. 이 높은 에너지 요구 사항과 보크 사이트 채굴 및 정제 비용과 함께 일반적으로 알루미늄의 원료 비용이 강철보다 높아집니다.
처리 비용
Steel의 잘 확립되고 광범위한 제조 공정은 많은 경우 가공 비용이 특히 대규모 생산의 경우 상대적으로 낮을 수 있음을 의미합니다. 그러나 복잡한 모양 또는 고정밀 가공이 필요한 경우 비용이 크게 증가 할 수 있습니다. 일부 측면에서 알루미늄 처리는 더 비쌀 수 있습니다. 복잡한 형태로 형성하기는 쉽지만 압출 및 용접 문제와 같은 프로세스를위한 특수 장비의 필요성으로 인해 비용이 증가 할 수 있습니다. 예를 들어, 알루미늄을위한 압출 라인을 설정하려면 장비 및 툴링에 대한 상당한 투자가 필요합니다.
전체 비용 고려 사항
전체 비용을 고려할 때는 원자재 및 처리 비용만이 아닙니다. 최종 제품의 수명 및 유지 보수 요구 사항도 중요한 역할을합니다. 예를 들어, 강철 구조는 부식을 방지하기 위해 정기적 인 페인팅 및 유지 보수가 필요할 수 있으며, 이는 장기 비용이 추가됩니다. 내식성이 우수한 알루미늄 구조는 시간이 지남에 따라 유지 보수 비용이 낮을 수 있습니다. 대규모 산업 건물의 건설과 같은 일부 응용 분야에서는 저소득층 및 철강 가공 비용으로 인해 비용 효율적 일 수 있습니다. 다른 경우, 알루미늄의 경량 및 부식성 특성이 더 높은 비용을 정당화하는 고급 소비자 전자 제품의 생산과 마찬가지로, 알루미늄이 선호되는 선택 일 수 있습니다.
다양한 응용 프로그램
건축장
건설 산업에서 강철은 중요한 재료입니다. 고강도 및 하중 용량은 고층 빌딩 및 대형 상업용 건물의 프레임을 건설하는 데 필수적입니다. 강철 빔과 기둥은 엄청난 양의 무게를 지원하여 키가 크고 개방형 구조물을 건설 할 수 있습니다. 다리는 또한 강철에 크게 의존합니다. 긴 중단이있는 서스펜션 브리지는 강철 케이블과 트러스를 사용하여 하중을 분배합니다. 반대로, 알루미늄은 종종보다 미적이고 가벼운 응용에 사용됩니다. 알루미늄 창문과 문은 현대적인 외관, 에너지 효율 및 부식 저항으로 인해 인기가 있습니다. 알루미늄 커튼 월은 건물에 매끄럽고 현대적인 외관을 제공하면서 가볍고 건물 구조의 하중을 줄일 수 있습니다.
자동차 산업
강철은 오랫동안 자동차 산업에서 지배적 인 재료였습니다. 섀시, 바디 프레임 및 높은 강도로 인해 많은 기계적 구성 요소에 사용되며 안전에 필수적입니다. 그러나 산업이 더 많은 연료 효율적인 차량으로 이동함에 따라 알루미늄은 더욱 널리 사용되고 있습니다. 알루미늄은 엔진 블록에 사용되어 엔진의 무게를 줄이고 연비를 향상시킵니다. 또한 현대식 알루미늄 합금이 필요한 강도를 제공 할 수 있기 때문에 안전을 희생하지 않고 차량의 전반적인 중량을 줄이기 위해 차체 패널에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
항공 우주장
강철은 오랫동안 자동차 산업에서 지배적 인 재료였습니다. 섀시, 바디 프레임 및 높은 강도로 인해 많은 기계적 구성 요소에 사용되며 안전에 필수적입니다. 그러나 산업이 더 많은 연료 효율적인 차량으로 이동함에 따라 알루미늄은 더욱 널리 사용되고 있습니다. 알루미늄은 엔진 블록에 사용되어 엔진의 무게를 줄이고 연비를 향상시킵니다. 또한 현대식 알루미늄 합금이 필요한 강도를 제공 할 수 있기 때문에 안전을 희생하지 않고 차량의 전반적인 중량을 줄이기 위해 차체 패널에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
매일 사용하는 제품 분야
우리의 일상 생활에서 우리는 종종 강철과 알루미늄 제품을 모두 발견합니다. 강철은 일반적으로 주방 나이프에서 사용되며, 경도와 에지 재산은 높이 평가됩니다. 금속 의자 및 테이블과 같은 강철로 만든 가구는 튼튼하고 세련 될 수 있습니다. 반면, 알루미늄은 경량 조리기구와 같은 품목에서 찾을 수 있으며 빠르고 균등하게 가열됩니다. 랩톱 및 태블릿과 같은 전자 장치는 종종 세련된 외관, 가벼운 설계 및 우수한 열 소산 특성으로 인해 알루미늄 케이스가 있습니다.
올바른 선택
성능 요구 사항에 따라 선택합니다
하중 부유 구조를 위해 강도와 강성이 높은 재료가 필요한 경우 강철이 더 나은 옵션 일 것입니다. 예를 들어, 중장비가 저장 될 대형 산업 창고에서 강철 빔은 필요한 지원을 제공 할 수 있습니다. 그러나 휴대용 전자 장치 또는 레이싱 카와 같이 중량 감소가 최우선 순위 인 경우 알루미늄의 저밀도가 더 적합한 선택이됩니다. 전도도와 관련하여 전기 또는 열 응용 분야에서 작업하는 경우 알루미늄이 첫 번째 고려 사항이되어야합니다.
비용 예산에 따라 선택
예산이 한정된 프로젝트의 경우 강철이 더 경제적 인 선택 일 수 있습니다. 특히 원자기 비용이 낮고 일반적으로 간단한 형태의 처리 비용이 낮아지는 것을 고려할 수 있습니다. 그러나 더 높은 선불 비용을 감당할 수 있고 유지 보수 및 성능 측면에서 장기 절약을 찾고 있다면 알루미늄은 가치있는 투자 일 수 있습니다. 예를 들어, 부식이 주요 관심사 인 해안 지역에서는 알루미늄 구조가 처음에는 더 많은 비용이 들지만 부식성이 뛰어나기 때문에 장기적으로 비용을 절약 할 수 있습니다.
응용 프로그램 시나리오에 따라 선택
야외 응용 분야, 특히 가혹한 환경에서 알루미늄의 부식 저항은 이점을 제공합니다. 예를 들어, 알루미늄으로 만든 실외 간판 또는 광 극은 녹슬지 않고 오래 지속됩니다. 강철 파운드리 또는 발전소 보일러와 같은 고온 산업 환경에서 강철의 고온을 견딜 수있는 능력은 선호하는 재료입니다.
결론적으로, 강철 또는 알루미늄이 더 나은지에 대한 오래된 질문에는 보편적 인 대답이 없습니다. 두 자료 모두 고유 한 특성, 장점 및 단점이 있습니다. 프로젝트의 특정 요구 사항, 성능, 비용 또는 응용 프로그램 별 요인이든 신중하게 고려하면 정보에 입각 한 결정을 내릴 수 있습니다. 우리는 강철과 알루미늄을 선택한 경험에 대해 듣고 싶습니다. 아래 의견에 당신의 생각을 공유하십시오!
후 시간 : 2 월 17 일 -20125 년
