8 (913) 791-58-46
Заказать звонок

Что прочнее алюминий или сталь


Разница между стальной и алюминиевой системой

Разница между стальной и алюминиевой системой

Навесные вентилируемые фасады

проектирование | производство | монтаж

Партнеры

 

 

 

 

  •    Сталь материал хорошо известный. Алюминий – материал современный, легкий, но в то же время прихотливый. При использовании фасадных подсистем из алюминиевого сплава, необходимо четко выполнять ряд требований, выдвигаемых алюминием. В условиях суровых российских реалий строительства, которые с кризисом стали еще более суровыми, когда монтажники подешевле, крепеж попроще, а строить надо побыстрее - выполнить эти требования сложно. Рассмотрим то, о чем умалчивают продавцы алюминиевых подсистем, но то, о чем описано в их каталогах технических решений.

     1.   Сталь имеет более низкий коэффициент термического расширения по сравнению с алюминием. При перепаде температур от –20 до +50 градусов нержавеющая 3х метровая направляющая удлиняется на 2мм, в то время как алюминиевая на 5-6мм. Поэтому в алюминиевых системах предусмотрен целый ряд подвижных соединений и термических швов. В стальных системах все соединения – фиксированные, более простые и надежные. Элементы системы работают в зоне упругих деформаций.

     2.   В стальной системе все кронштейны являются несущими. Поэтому вес облицовки равномерно распределяется по всем кронштейнам на направляющей (в двухконтурной системе – по массиву кронштейнов). Все точки крепления – жесткие, с помощью вытяжных заклепок или саморезов.
       Напомним, что в алюминиевых фасадных системах кронштейны обязательно разделяются на несущие и ветровые. Причем весь вес 3х метровой направляющей с облицовкой должен нести один несущий кронштейн.

     3.   Остальные – работают только на ветровые нагрузки. Для подвижного крепления направляющей к ветровому кронштейну в последнем предназначены продолговатые отверстия. Для создания подвижного соединения положено использовать вытяжные заклепки (не саморезы!). Кроме этого, точка крепления заклепки должна меняться в зависимости от температуры окружающего воздуха, при которой происходит монтаж.

       В условиях реальной стройки много ли монтажников изучают каталоги технических решений? А сколько выполняют предписания? (рисунки- ветровые-несущие кронштейны, точка крепления, температура). 

  •   В стальных системах вентилируемых фасадов используется недорогой, однородный с фасадной системой крепеж. Это оцинкованные стальные заклепки и саморезы для систем из оцинкованной стали и нержавеющие заклепки для систем из нержавеющей стали. Кляймер всегда крепится нержавеющими заклепками.
      В алюминиевых подсистемах теоретически положено использовать крепеж из нержавеющей стали или алюминиевые вытяжные заклепки. У нержавеющих заклепок есть, с точки зрения монтажника, три больших недостатка. Нержавеющая заклепка стоит в четыре раза дороже самореза, установка заклепки занимает в три раза больше времени, чем самореза, для установки нержавеющей заклепки надо иметь дорогой инструмент (800евро). Поэтому очень часто вытяжные заклепки заменяются на… оцинкованные саморезы. Электролитическая пара металл-алюминий говорит сама за себя.   
  •   Предел прочности алюминиевого сплава АД31 20кг/мм.кв, против 54кг/мм.кв. у  стали. Сталь имеет в 2,5 раза большую несущую способность, чем алюминий. Поэтому в стальных системах применяются детали в 2 раза тоньше, чем в алюминиевых. Это позволяет сэкономить вес. 
  •   Стальные фасады пожароустойчивые. Температура плавления стали 1800 градусов. Прессованного алюминия 600-700 градусов. Как показывают испытания, температура во время пожара может достигать 900 градусов на отдельных участках фасада, что может привести к расплавлению алюминия. Для противодействия этому в алюминиевых системах положено устраивать противопожарные отсечки. Это ведет к удорожанию алюминиевого вентилируемого фасада. 
  •   Сталь имеет теплопроводность в 4 раза меньшую, чем алюминий. Теплопроводность алюминия 220 Вт/(мºС), нержавеющей и оцинкованной стали 40 и 45 Вт/(мºС) соответственно. Таким образом, кронштейны в алюминиевых системах вентилируемых фасадов являются большими мостиками холода. Российские коллеги подсчитали, что для равного утепления фасад, при использовании алюминиевой подсистемы необходимо закладывать на 20мм толще утеплитель.

 

  •   Теплопроводность алюминиевых сплавов в 5,5 раз выше, чем у нержавеющей стали. Поэтому для исключения возможности образования мостиков холода в местах крепления кронштейнов к стене, в алюминиевых подсистемах используется терморазрывы толщиной 10 мм (в стальных 2мм), что негативно сказывается на надёжность узла крепления кронштейн-стена, так как головка анкера работает в знакопеременных температурах, что приводит к коррозии самого нагруженного элемента НВФ - анкера. Также наличие в таком ответственном узле пластикового элемента большой толщины не повышает общей надёжности системы. 
  •   Стоимость стальной фасадной системы – немаловажный для заказчика фактор. Фасадные системы из оцинкованной стали – хороший компромисс между ценой и качеством. Стальная двухконтурная система навески вентилируемого фасада дешевле алюминиевой одноконтурной уже изначально, при расчете на глухую стену. Учитывая преимущества, которые дает двухконтурность разница в цене может быть двойная.

Для улучшения работы сайта и его взаимодействия с пользователями мы используем файлы cookie. Продолжая работу с сайтом, Вы разрешаете использование cookie-файлов. Вы всегда можете отключить файлы cookie в настройках Вашего браузера.

Принять

Статьи » Алюминий или нержавеющая сталь, что лучше

Выбирая металлоизделия – полотенцесушители и перила, посуду и ограждения, решетки или поручни – мы выбираем, в первую очередь, материал. Традиционно конкурирующими считаются нержавеющая сталь, алюминий и обычная черная сталь (углеродистая). Обладая рядом сходных характеристик они, тем не менее, существенно отличаются друг от друга. Имеет смысл сравнить их и разобраться, что же лучше: алюминий или нержавеющая сталь (черная сталь, в силу низкой коррозионной стойкости, рассматриваться не будет).

Алюминий: характеристики, преимущества, недостатки

Один из самых легких металлов, что в принципе используются в промышленности. Очень хорошо проводит тепло, не подвержен кислородной коррозии. Алюминий выпускается нескольких десятков видов: каждый со своими добавками, увеличивающими прочность, стойкость к окислению, ковкость. Однако, за исключением очень дорогого авиационного алюминия, всем им присущ один недостаток: чрезмерная мягкость. Детали из этого металла легко деформируются. Именно поэтому невозможно использование алюминия там, где в ходе эксплуатации на изделие воздействует большое давление (гидроудары в системах водоснабжения, например).

Стойкость к коррозии у алюминия несколько завышена. Да, металл не «прогнивает». Но только за счет защитного слоя из окисла, который на воздухе образуется на изделии в считанные часы.

Нержавеющая сталь

Сплав практически не имеет недостатков – кроме высокой цены. Он не боится коррозии не теоретически, как алюминий, а практически: на нем не появляется оксидной пленки, а значит, со временем «нержавейка» не тускнеет.

Чуть более тяжелая, чем алюминий, нержавеющая сталь отлично справляется с ударными воздействиями, высоким давлением и истиранием (особенно марки, в которых есть марганец). Теплопередача у неё хуже, чем у алюминия: но благодаря этому металл не «потеет», на нем меньше конденсата.

По итогам сравнения становится ясно – для выполнения задач, где требуется малый вес металла, прочность и надежность, нержавейка лучше, чем алюминий.

Сравнение прочностных характеристик алюминия и стали - Статьи

В производстве контейнеров для хранения технически сложного оборудования и хозяйственного инвентаря наиболее популярными материалами являются сталь и алюминий. Заказать такие металлические ящики для коммерческих или частных нужд российские покупатели могут в нашей фирме. Сравнение алюминия и стали в разрезе критериев прочности и надежности будет представлено ниже.

Что нужно знать покупателям

Долговечность металлических кейсов во многом зависит от коррозионной стойкости материалов изделия. На поверхности алюминиевых листов после сразу после выхода с формовочной линии образуется оксидная пленка. Ее наличие защищает металл от появления следов коррозии на фоне повышенной влажности воздуха и при продолжительном контакте с водой. Сталь по показателю коррозионной стойкости алюминию значительно уступает. Поэтому в такое сырье еще на стадии плавления добавляются хром и никель, превращающие сплав в нержавейку. Тем не менее такая сталь, в отличие от обычной, имеет гораздо худшие характеристики эластичности, вследствие чего ограничиваются возможности применения гибки металла.

Что касается механической прочности, алюминий значительно уступает ферросплавам. При значительной ударной нагрузке на поверхности контейнеров, изготовленных из этого металла, могут появиться глубокие вмятины, выправить которые без последствий довольно сложно. Сталь же гораздо более устойчива к деформациям, создаваемым механическим нагрузкам.

Одним из важных преимуществ алюминия перед ферросплавами в производстве контейнеров выступает сравнительно небольшой вес. Даже крупногабаритные ящики, изготовленные из этого металла, поддаются ручной переноске, в то время как для передвижения массивных стальных кейсов зачастую требуется привлечение механизированных приспособлений. Тем не менее большой вес ферросплавов обеспечивает готовые изделия лучшей защитой от несанкционированного выноса. Таким образом, в выборе между стальными и алюминиевыми кейсами покупателям стоит руководствоваться приоритетными критериями, сопряженными с условиями эксплуатации контейнеров.

деформативность алюминиевых и стальных систем

Компания КТС-Система является пионером на российском рынке навесных вентилируемых фасадов (НВФ). Разработанные ею системы установлены более чем на 1900 крупных объектах, как на территории России, так и за её пределами, и благодаря своему качеству и соответствию современным тенденциям, уже много лет занимают лидирующие позиции в строительстве. На протяжении почти двух десятилетий фасадные системы серии КТС производились единой группой компаний под товарными знаками КТС-Система® и КТС. В настоящий момент ООО «КТС-cистема» консолидировала фасады серии КТС под единым брендом, защищенным патентами на разработанные системы вентилируемых фасадов КТС и товарными знаками на них. «КТС-cистема» вобрала в себя основной состав разработчиков фасадных систем и производственные мощности группы компаний КТС-Система. Сохранив накопленный годами опыт, компания строит далеко идущие планы по выпуску новых систем вентилируемых фасадов и остается стабильным и надежным партнером для сотрудничества.

Классическая схема вентилируемого фасада типа КТС из алюминиевого сплава является широко распространенной конструкцией. Она позволяет создавать надежные и красивые фасады практически из любого облицовочного материала, включая тяжелые типы облицовок, например, из терракоты (пустотной керамики), без каких-либо видимых деформаций каркаса и сдвига облицовки (рис. 1).

В тоже время строительным организациям, монтирующим вентилируемые фасады, хорошо известен тот факт, что системы из оцинкованной или коррозионностойкой стали «проседают» под весом облицовки примерно на 3-10 мм. Это зависит от веса облицовки, относа и типа кронштейнов, в результате чего различные участки с различной длиной направляющих «проседают» по-разному. Так, например, короткие направляющие под окнами могут просесть меньше, чем основной фасад (где вес облицовки больше). Тогда расположенные рядом межплиточные швы в зоне термошва будут отличаться друг от друга, а в ряде случаев вышерасположенные плитки могут давить на нижние. Когда кронштейн немного «проседает» под весом облицовки, то он находится в упругом состоянии (как сжатая пружина), и под действием знакопеременных ветровых и других нагрузок (вибрации от метро, проезжающих машин и т.п.) облицовка начинает колебаться, как на пружине. В итоге швы облицовки могут попросту «разъехаться» в разные стороны (фото 1).


Фото 1.

Различие в ширине швов «всего» в 2-3 мм негативно влияет как на эстетику фасада, когда дорогостоящая облицовка приобретает дешевый и неряшливый вид, так и на общую надежность системы. Такая разница получается на относительно тяжелых типах облицовки – керамограните и пустотной керамике. В то же время «проседание»конструкцийсистем типа КТС из алюминиевых сплавов в аналогичной ситуации составляет всего 0,5-1,0 мм и описанная ситуация исключена. Давайте разберемся, откуда возникает такая разница в деформациях, и действительно ли стальные системы прочнее алюминиевых. В короткой статье невозможно подробно и точно описать все расчетные схемы и привести детальные расчеты, да этого и не требуется: для упрощения восприятия выбраны наиболее простые примеры, которые позволяют понять общие принципы возникновения такой разницы между системами из различных материалов.

Расчеты косвенно подтверждают реальные факты: проседания систем из коррозионностойкой и оцинкованной стали в 5-10 раз больше, чем у систем из алюминиевых сплавов

Таким образом, мнение, что стальные системы более прочные, чем алюминиевые – не более чем миф и рассуждения непрофессионалов.


Как правило, прочность и жесткость элементов конструкции зависят от произведения характеристик материала (предела прочности (текучести)R и модуля упругостиE) и характеристик сечения (момента сопротивления W и момента инерции J), табл.1, 2. Согласно техническим свидетельствам и соответствующим СНиП прочность и устойчивость обеспечивается в упругой стадии несущих элементов каркаса НВФ, соответственно и сравнивать материалы необходимо по пределу текучести, а весь каркас - по характеристикам сечений (моментам сопротивления и моментам инерции)с учетом модуля упругости и предела текучести материалов.

Из формулы [1] видно, что прочностные характеристики прямо пропорциональны квадрату толщины. Каркасы НВС выполняют из тонколистовой стали, и в данном случае толщина является одним из решающих факторов. Толщина оцинкованной/коррозионностойкой стали в конструкциях НФС составляет 1,2/1,0 мм для направляющих и 1,5-2,0/1,2-1,5 мм для кронштейнов, а в алюминиевых системах – 1,8-2,2 и 3,0-4,5 мм соответственно. При этом предел текучести алюминиевых сплавов (AlMg0,7 Si6063 Т66 - 2050 кгс/см2) примерно равен пределу текучести коррозионностойких сталей (12Х18Н10Т, 12Х18Т1, AISI 304, AISI 430 TI - 2150-2550 кгс/см2) и углеродистых сталей (2000-2350 кгс/см2) примерно одинаковый. Сравним квадраты толщин и характеристики применяемых материалов в таблице 1:


Как видно из последней колонки, произведение квадрата толщины на предел текучести материала для сплава AlMg0,7Si 6063 Т66 в несколько раз выше, чем у оцинкованной и коррозионостойкой сталей, особенно для кронштейнов. Это однозначно показывает, что при одинаковых габаритных размерах элементов конструкции из коррозионностойкой стали в 1,2-1,4 менее прочные, чем из оцинкованной стали, и в 2,3-10 раз «менее прочные», чем алюминиевые (в кавычках – потому что такое сравнение относительно). Конечно же, различного рода ребра жесткости увеличивают несущую способность штампованных деталей, но они не ликвидируют проблему полностью по ряду причин – ребро жесткости невозможно довести до оси действия нагрузки, и в том месте все равно остается участок с тонкой плоской стенкой; ребро жесткости работает только в одной плоскости и другие.

Теперь рассмотрим деформации , определяемые по формуле [2]. Деформации обратно пропорциональны третьей (!) степени толщины, соответственно, влияние толщины здесь будет решающим, и стальные конструкции, особенно коррозионностойкие, будут подвержены большим деформациям, чем алюминиевые, даже несмотря на то, что модуль упругости для стальных конструкций (Е = 2,06х105 МПа) почти в 3 раза больше, чем алюминиевых (Е=0,7х10-5МПа). Это подтверждается и фактами на реальных объектах – стальные системы «проседают» на 3-10 мм, алюминиевые с несущим кронштейном высотой более 150 мм – всего на 0,5-1 мм – в 10 раз меньше!


Рассмотрим деформации кронштейнов более подробно. Кронштейн находится в сложном деформированном состоянии, и предлагаемые схемы описывают это состояние приближенно. Наибольшие деформации, определяющие проседание конструкции, возникают на участках 1, 2, 3 (рис. 1).

Рис. 1. Деформации стального и алюминиевого кронштейнов КТС.

Если рассматривать кронштейн как консольно закреплённую балку, перемещение от веса облицовки (например, пустотной керамики) на свободном конце (т.е. направляющей) от прогиба не велики: 1= 0,6-1,2 мм для стали и только 1=0,02-0,06 мм для алюминия (из-за большей строительной высоты алюминиевого кронштейна и большего Jконс), но это не единственные перемещения. Смещение заклёпки под нагрузкой в соединении кронштейн - удлинительная вставка на 2=0,15-0,25 мм (по результатам испытаний заклепочных соединений) даёт смещение направляющей вниз на 1,2-2 мм у стального и только на 0, 2-0,4 мм у алюминиевого кронштейнов (из-за увеличенного расстояния h между заклепками у алюминиевого кронштейна). Кроме того, деформация основания кронштейна в районе верхнего анкера по причине меньшей жёсткости Jоснования стального кронштейна (c у чётом работы шайбы под анкером) на 3= 0,5-2,4 мм для стального и только на 3=0,1-0,2 мм для алюминиевого кронштейна, приводит к повороту всего кронштейна относительно точки О на угол α= 0,3-1,2⁰ у стального и α= 0,05-0,1⁰ у алюминиевого кронштейнов, что вызывает смещение направляющей вниз ещё на 1,0—5,3 мм у стальной и 0,2-0,4 мм у алюминиевой конструкций. Суммарное перемещение направляющей вниз составляет Σ=3,6-8,5 мм у стали и Σ =0,4-0,9 мм у алюминия (табл. 2).


Конструкции систем НВФ из алюминиевых сплавов в 2,3-10 раз «прочнее» систем из коррозионностойкой или оцинкованной стали.

Проведено 16 испытаний на огнестойкостьсистемКТС из алюминиевых сплавовс различной облицовкой – все конструкции подтвердиликласс пожарной опасности К0по ГОСТ 31251.

Расчеты косвенно подтверждают реальные факты: проседания систем из коррозионностойкой и оцинкованной стали в 5-10 раз больше, чем у систем из алюминиевых сплавов (с несущим кронштейном высотой более 150 мм), значит, выбранные расчетные схемы достаточно точно описывают данную ситуацию. Таким образом, мнение, что стальные системы более прочные, чем алюминиевые – не более чем миф и рассуждения непрофессионалов.

Есть еще один миф – стальные системы более огнестойкие, чем алюминиевые. До недавнего времени так и считали, мотивируя тем, что температура плавления алюминия около 640 °C, коррозионостойкой стали – 1800°C, а температура при пожаре 1000°C. Однако по ГОСТ 31251-2008 испытания проходит конструкция вместе с облицовкой как единое целое, и существует множество критериев, согласно которым НФС признается пожаробезопасной, одним из них является целостность облицовки – если она нарушается, система считается не прошедшей испытания. Если целостность сохраняется, то внутри конструкции температура, как видно из графика испытаний системы КТС-1, не превышает 420 °C, при этом температура на поверхности облицовки (например, керамогранита или керамики) составляет около 600 °C, а температура пламени на откосе не превышает 850-900 °C.

Рис. 2. Огневые испытания системы КТС-1 с керамогранитом в ЦНИИСК им. Кучеренко. Температура пламени в «газовой колонке» (т. 1), на поверхности облицовки (т. П2а, П3а) и на направляющих каркаса (т. Н2а, Н3а). График условно показан до 20-й минуты испытаний.

В результате нагрева происходит термическое расширение элементов и облицовки, и каркаса: уже на 12-й минуте испытаний (точки 2Н, 2П, на графике рис. 2) плитка керамогранита размером 600 мм расширяется на: 600 мм*420 °C*(8-11)*10−6/°C=2,0-2,8 мм. Стальная направляющая на той же длине: 600 мм*230 °C *(13-13,5)*10−6/°C=1,8-1,86 мм. Алюминиевая направляющая : 600 мм*230 °C *(23-24)*10−6/°C =3,2-3,3 мм (табл 3):


В результате стальной каркас «сжимает» облицовку, тем самым и в каркасе, и в облицовке возникают значительные напряжения, которые могут привести к разрушению облицовки. Для предотвращения выпадения кусков облицовки часто используют дополнительные кляммеры по периметру каждой плитки в пожароопасной зоне, которые невозможно поставить, не разогнув/согнув лапки кляммера. По результатам многократных натурных огневых испытаний в системе КТС-1 из алюминиевого сплава используется стандартное количество кляммеров вокруг огневого проема и разрушений облицовки не наблюдалось – алюминиевый каркас расширяется немного больше плитки, слегка «высвобождая» ее.

Таким образом, значительное влияние на пожаробезопасность системы оказывает разница в температуре облицовки и направляющих, а так же их термические коэффициенты линейного расширения. Данное сочетание более благоприятно для конструкций из алюминиевых сплавов. В результате целостность облицовки сохраняется, и конструкция с успехом противостоит огневому воздействию. Если же облицовка разрушилась (особенно композитные панели), то уже не важно, из какого материала сделан каркас - на реальном фасаде вряд ли можно будет повторно использовать стальные закопчённые направляющие, которые еще надо демонтировать с фасада.

При этом стоимость конструкций из алюминиевого сплава в 1,4-1,6 раза меньше, чем из коррозионностойкой стали AISI 430 и сопоставима со стоимостью (с учетом стоимости монтажа и расходных материалов) конструкций из оцинкованной стали с качественным лакокрасочным покрытием, или даже ниже (если оцинкованная конструкция в виде перекрестной решетки). В ассортименте систем серии КТС представлены системы как из стали (и коррозионностойкой, и углеродистой), так и из алюминиевого сплава AlMg0,7Si 6063, однако наибольшее распространение получили конструкции именно из алюминиевого сплава.

В заключение осталось добавить, что компания вкладывает значительные финансовые средства в научные разработки, новые прогрессивные технологии, благодаря этому системы серии КТС являются долговечными и неизменно востребованными.


Более подробно с системами серии КТС можно ознакомиться на сайте компании.

Москва, пр. Андропова, 38 корп.3 Тел.:(495)642-8460(многоканальный) www.kts-system.ru Представительства: Санкт-Петербург (812)347-7706 Екатеринбург (343)385-0429 Казань (843)527-7210,527-7211 Саратов (8452)29-1441,53-2551 Томск (3822)72-41-01, 72-3898 Сочи (8622)682-657

Таблица 1. Формулы для проверки прочности и расчета деформаций.

1 Прочность при изгибе балок (напряжения в направляющих каркаса и элементах кронштейнов): M/W ≤Ry; где W – момент сопротивления, для прямоугольного сечения: Wmin=bh3/6, [1],
2 Деформация консольной балки («проседание» кронштейна) от сосредоточенной силы Р на свободном конце: =PL3/3EJ, где J – момент инерции, для прямоугольного сечения: J=bh4/12, [2].

Таблица 2. Сравнительные характеристики материалов каркаса НФС.

Тип сплава Нормативный документ Предел текучести, Ryn, кгс/см2 Расчетное сопротивление R, кгс/см2 Толщина h, мм h3 Ryn*h3
Алюминиевый сплав AlMg0,7Si 6063 T66 ГОСТ 22233-2001 2050 1550 1,8-4,5 3,2-20 6560-41000
Углеродистая сталь 08пс СНиП ΙΙ-23-81* 2350 2230 1,2-1,5 1,4-2,25 3384-5287
Коррозионностойкая сталь AISI 304Т1 ASTM A480 2650 2520 1,0-1,2 1,0-1,44 2650-3816
Коррозионностойкая сталь 08Х18Н10Т ГОСТ 5582-75 2150 2050 1,0-1,2 1,0-1,44 2150-3096

Таблица 3. Усредненные характеристики сечений и деформации кронштейнов из различных материалов.

Обозначение Коррозионностойкая сталь AISI 304 Алюминиевый сплав AlMg0,7Si 6063 T66
Относ от стены до наружной плоскости облицовки Н 250 мм
Вес на один кронштейн Р 45 кгс 70 кгс
Момент инерции консольной части кронштейнаJконсоли Jконсоли 0,9-1,7 см4 80-230 см4
Момент сопротивления консольной части кронштейна Wконсоли 0,4-0,9 см3 11-22 см3
Момент инерции сечения кронштейна в районе верхнего анкера Jоснования 0,003-0,009 см4 0,03-0,05 см4
Момент сопротивления сечения кронштейна в районе анкера Wоснования 0,03-0,05 см3 0,15-0,2 см3
Прогиб конца кронштейна 1 0,6-1,2 мм 0,02-0,06 мм
Деформация основания кронштейна 3 0,5-2,4 мм 0,1-0,2 мм
Суммарное «проседание» направляющей Σ 3,6-8,5 мм 0,4-0,9 мм

Таблица 4. Температурные деформации элементов НФС при огневом воздействии.

α, 10−6/°C L, мм °C Перемещение на длине L,мм
Алюминий 23-24 600 230 3,2-3,3
Сталь 08 13-13,5 600 230 1,8-1,86
Сталь AISI 430 11-12 600 230 1,5-1,66
Керамогранит 8-11 600 420 2,0-2,8

АЛЮМИНИЙ ПРОТИВ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ - РАЗНИЦА МЕЖДУ - ЖИЗНЬ

Жизнь 2021

И алюминий, и нержавеющая сталь - твердые металлы, которые имеют широкий спектр применения. Металлы выглядят одинаково, но они очень разные: один из них - сплав, а другой - нет. Они также различаются

Содержание:

И алюминий, и нержавеющая сталь - твердые металлы, которые имеют широкий спектр применения. Металлы выглядят одинаково, но они очень разные: один из них - сплав, а другой - нет. Они также различаются по составу, плотности, прочности и т. Д. Знание разницы может помочь вам определить, какой из них вам нужен для вашего проекта или какой кухонный прибор нужно купить. Вот несколько отличий:

Определения

Алюминий это металлический элемент серебристого цвета, одновременно легкий и прочный. Эти свойства привели к его широкому применению при создании определенных объектов. Например, алюминий предпочтителен при производстве кузовов автомобилей и самолетов.

Нержавеющая сталь представляет собой металлический сплав, состоящий из железа и хрома. Количество хрома в сочетании с железом может варьироваться от 10 до 30 процентов, чтобы достичь желаемых характеристик нержавеющей стали. Некоторые другие элементы, такие как титан и никель, могут быть добавлены для улучшения определенных свойств стали.

Сравнительная таблица

АлюминийНержавеющая сталь
Элемент, а не сплавСплав железа и хрома
Легче и не очень прочен по сравнению со стальюТяжелее и прочнее алюминия
Не искрыПри работе с шлифовальной машиной дает искры
ДешевлеДорого
Менее реактивныйБолее реактивный, чем алюминий
Дешевле за счет простого процесса рафинированияДороже алюминия, потому что требует длительного процесса очистки.

Алюминий против нержавеющей стали

В чем разница между алюминием и нержавеющей сталью? Разница между ними заключается в их составе, в том, как они реагируют на воздух, и в их использовании.

  • Чтобы отличить алюминий от нержавеющей стали, большинство людей обрабатывают их шлифовальной машиной. Предметы из алюминия при шлифовании не дают искры. Предметы из нержавеющей стали при шлифовке выделяют много искр (см. Видео ниже).
  • Алюминий - это элемент. Это не комбинация двух элементов, как в случае с нержавеющей сталью. Нержавеющая сталь - это легированный металл, состоящий из хрома и железа. Нержавеющая сталь не ржавеет и не подвержена коррозии, как другие металлы. Количество используемого хрома колеблется от 10 до 30 процентов. Хром используется, чтобы сделать металл устойчивым к коррозии и ржавчине. Хром реагирует с воздухом, образуя оксидную пленку, защищающую сталь. Нержавеющая сталь имеет множество применений, в том числе в домашних кухнях и кухнях ресторанов для изготовления таких приборов, как рисоварки и посуда.
  • Алюминий немного слабее нержавеющей стали, но он намного легче и, следовательно, предпочтительнее для изготовления корпусов самолетов. Нержавеющая сталь очень прочная и тяжелая.
  • Алюминий доступен дешево и не требует большой обработки. Это также хороший проводник электричества, поэтому он используется в производстве силовых кабелей. Алюминий не ржавеет благодаря образованию на его поверхности оксидного покрытия. Алюминий предпочтителен при изготовлении котлов и других нагревательных сосудов, поскольку он не вступает в реакцию с содержимым и эффективно проводит тепло.
  • С другой стороны, нержавеющая сталь стоит дорого из-за длительного процесса рафинирования и легирования. В большинстве экономичных проектов, таких как строительство, алюминий используется вместо нержавеющей стали.

Сравнение материалов по алюминию и углеродному волокну - Выставка

Какой материал может заменить алюминий и предложить улучшенную прочность, а также уменьшенный вес?

Возможно ли изготовить компоненты, которые на 50% меньше алюминия, но обладают одинаковой или большей прочностью?

Алюминий - это материал, который обычно используется, но углеродное волокно обеспечивает новое решение для многих инженеров-строителей. В настоящем документе указаны различия между этими материалами и описаны их сильные и слабые стороны.

Каковы сильные и слабые стороны этих материалов?

Прочтите эту статью, чтобы узнать больше о сильных и слабых сторонах алюминия и углеродного волокна.

Введение

Углеродное волокно используется в промышленности, где требуется высокая прочность и жесткость по отношению к весу. например, в авиации, автоматизированных машинах, гоночных автомобилях, профессиональных велосипедах, реабилитационном оборудовании.

Благодаря своему уникальному дизайну, углеродное волокно также используется в производстве предметов роскоши, включая часы, кошельки и т. Д. Этот материал делает продукт уникальным в мире роскоши и элегантности и помогает ему быть на шаг впереди конкурентов.

Нелегко сравнить свойства углеродного волокна со сталью или алюминием. В отличие от углеродного волокна, металлы обычно однородны - изотропны, что обеспечивает одинаковые свойства во всех направлениях.

Сила и жесткость компонента углеродного волокна создаются путем позиционирования тканей определенным образом. Это открывает возможности для производителя, но также требует больших знаний и опыта.

В этом исследовании анализируются 10 наиболее важных свойств для инженеров-строителей:

  1. Жесткость и прочность материала по отношению к весу.

  2. Жесткость и прочность материала такой же толщины .

  3. Вес / плотность .

  4. Обработка .

  5. Тепловое расширение .

  6. Теплопроводность .

  7. Устойчивость к температуре

  8. Долгосрочная производительность .

  9. Внедрение производственного процесса .

  10. Резюме

Обратите внимание, что любая ссылка на углеродное волокно и его характеристики в этой статье относится к композиту, изготовленному из углеродного волокна и эпоксидной смолы.

1. Жесткость и прочность материала по отношению к весу

Чтобы объяснить жесткость по отношению к весу, представьте себе плиту шириной 5 см, длиной 50 см и толщиной 2 мм. Когда вы суспендируете вес 5 кг с конца плиты, загрузка приведет к изгибу, а степень изгиба будет соответствовать жесткости. Для разных материалов плита одинаковой толщины будет показывать различные свойства изгиба. Чем жестче материал, тем меньше изгибается. После того, как груз будет удален, плита вернется к исходной форме.

А теперь представьте, что полоса материала подвергается более высокой нагрузке, что приведет к уступанию полосы и после освобождения от загрузки, полоса возобновит свою первоначальную форму. Именно сила делает это возможным. Чем больше сила материала, тем больше нагрузки она займет до того, как последует постоянный доход.

Помимо прочности и жесткости, еще одним важным свойством инженеров-конструкторов является вес элемента, который определяется плотностью.

Жесткость материала измеряется модулем Юнга. Однако этого параметра недостаточно, чтобы определить жесткость материала, не принимая во внимание вес данного элемента.

Например, в случае рамы велосипеда (размеры, геометрия, толщина стенки), изготовленного из двух разных металлов: стали и алюминия, сталь будет иметь в три раза большую жесткость, чем алюминиевая. Однако, если мы также учитываем вес элементов, то стальной каркас, хотя он имеет в 3 раза большую жесткость, чем алюминиевый, он также будет в 3 раза тяжелее .

Эти цифры являются приблизительными только, поскольку на практике инженер-проектировщик задает геометрию для выбранного материала, например, в случае алюминиевой рамы велосипеда чаще всего увеличивается диаметр рамы, а также толщина стенки. В случае рамы велосипеда жесткость и прочность непосредственно связаны с геометрией и толщиной стенки (толщина стенки увеличилась в 2 раза, а жесткость улучшилась примерно в 8 раз).

Сила зависит не только от материала и толщины сечения, но и от его геометрии.

На самом деле существует много разных факторов, но именно отношение жесткости материала к его весу является общим знаменателем и упрощает сравнение и анализ различных материалов.

Соотношение жесткости и веса (а именно, удельный модуль) на практике наиболее эффективно определяет жесткость материала , как и для большинства инженеров-конструкторов, как жесткость, так и вес являются наиболее важными параметрами.

Углеродное волокно представляет собой материал, который обеспечивает жесткость и прочность при низкой плотности, которая легче алюминия и стали, что обеспечивает много практических преимуществ.

Вес по весу, углеродное волокно обеспечивает в 2-5 раз большую жесткость (в зависимости от используемого волокна), чем алюминий и сталь . В случае конкретных компонентов, которые будут нагружаться только вдоль одной плоскости, изготовленной из однонаправленного углеродного волокна, его жесткость будет в 5-10 раз больше, чем сталь или алюминий (того же веса).

Следующие таблицы сравнивают жесткость и устойчивость к повреждениям для разных материалов такого же веса . Для целей анализа применялось двунаправленное углеродное волокно - чаще всего используется для производства композитов, а однонаправленное углеродное волокно - иногда используется, в основном для продуктов, где напряжение ожидается только вдоль одной плоскости.

Анализ алюминиевого, стального и двунаправленного углеродного волокна относительно жесткости по отношению к весу и прочности по отношению к весу:



алюминий Стали Двунаправленное углеродное волокно - общий модуль Двунаправленное углеродное волокно - улучшенный модуль Двунаправленное углеродное волокно - самый высокий модуль
Жесткость по отношению к весу

(Удельный модуль)
Единица: 10 6 м 2 с -2

26 25 56 83 120
Устойчивость к повреждениям

(Удельная прочность)
Единица kN · м / кг

214 254 392 211 126

Анализ алюминиевого, стального и однонаправленного углеродного волокна относительно жесткости по отношению к весу и прочности по отношению к весу:


алюминий Стали Однородное углеродное волокно - общий модуль Однородное углеродное волокно - улучшенный модуль Однородное углеродное волокно - самый высокий модуль
Жесткость по отношению к весу

(Удельный модуль)
Единица: 10 6 м 2 с -2

26 25 113 166 240
Устойчивость к повреждениям

(Удельная прочность)
Единица kN · м / кг

214 254 785 423 252

Вышеприведенные данные для листов из углеродного волокна относятся к образцу, изготовленному с использованием технологии эпоксидной смолы (70/30% отношения углеродного волокна к смоле).

Вышеприведенное заявление показывает много преимуществ углеродного волокна, а также элементов, разработанных и изготовленных из углеродного волокна. Ткани с улучшенным и высоким модулем относятся к специальным материалам (к сожалению, очень дорогостоящим), которые обеспечивают характеристики жесткости в 2 раза больше, чем стандартное углеродное волокно, и используются в основном в военных применениях и в аэрокосмической промышленности.

Чтобы интерпретировать результаты, показанные в таблице, представьте, что инженер-конструктор собирается построить прочный и легкий лист из углеродного волокна 1 м 2 с максимальным весом 10 кг, и он рассматривает алюминий, сталь и углеродное волокно.

Помня о пределе веса 10 кг , инженер-проектировщик может выбрать:

  • Стальная плита толщиной около 1,5 мм.

  • Алюминиевая плита толщиной около 4 мм.

  • Слой из углеродного волокна толщиной около 7 мм.

Углеродное волокно обеспечивает 2 основных преимущества.

Углеродное волокно обеспечивает большую жесткость (как описано выше) при меньшей плотности, и, следовательно, продукт такого же веса может быть более толстым, что приведет к повышению жесткости только за счет увеличения толщины. Проще говоря, толщина материала увеличилась на х 2, обеспечивая жесткость 2 3 - примерно в 8 раз больше. Это дает много возможностей в отношении снижения веса благодаря использованию углеродного волокна.

2. Жесткость и прочность материала при той же толщине стенки элемента

Очень часто инженеры-конструкторы ищут материал, который позволит им изготовить компонент, идентичный алюминиевому во всех габаритах, включая толщину . В приведенных ниже таблицах приведены сравнения относительно жесткости и прочности компонента той же толщины, выполненного из алюминия, стали и углеродного волокна. Обратите внимание, что компонент, изготовленный из углеродного волокна тех же размеров, будет на 50% легче алюминиевого и более чем в 5 раз легче стального . Вы узнаете больше в разделе 3. Вес / плотность материала .

Жесткость и прочность при одинаковой толщине стенки: для алюминия, стали и двунаправленного углеродного волокна :


алюминий Стали Двунаправленное углеродное волокно - общий модуль Двунаправленное углеродное волокно - улучшенный модуль Двунаправленное углеродное волокно - самый высокий модуль
Жесткость (модуль Юнга) Единица измерения: ГПа 69 200 90,5 132 190
Предел прочности ( прочность на растяжение - максимальная прочность) единица kN · м / кг 500 1000 800 368 126

Жесткость и прочность при одинаковой толщине стенки: для алюминия, стали и одностороннего углеродного волокна :

материал алюминий Стали Однородное углеродное волокно - общий модуль Однородное углеродное волокно - улучшенный модуль Однородное углеродное волокно - самый высокий модуль
Жесткость (модуль Юнга)

Единица: GPa

69 200 181 264 380
Предел прочности ( прочность на растяжение - максимальная прочность ) единица kN · м / кг 500 1000 1600 +736 252

Замена алюминия с углеродным волокном в результате этого водолазного веса Backplate сокращается на 55% (от 700 до 450 грамм).

Компонент из стандартного углеродного волокна такой же толщины, как и алюминиевый, будет обеспечивать на 31% большую жесткость, чем алюминиевый, и в то же время вес на 50% меньше и имеет на 60% больше прочности.

Использование углеродного волокна с более высоким модулем и односторонней тканью может обеспечить x в 4 раза большую жесткость по сравнению с алюминием при одинаковой или улучшенной прочности.

Обратите внимание, что на практике сталь и алюминий имеют предельную прочность ниже, чем указано в таблице. Это связано с тем, что до полного разрушения (расчет предела прочности был основан на этом моменте) металлический элемент подвергнется постоянной деформации (не восстановит его первоначальные размеры).

Момент, когда происходит постоянный изгиб (без разрушения), относится к пределу текучести. Для устойчивости к повреждению вышеуказанных данных была применена прочность на растяжение - предельная прочность, которая относится к устойчивости к полному разрушению (растрескиванию).

Например, при изгибе алюминиевого листового металла, перед полным разрушением и растрескиванием, образец сначала сломается (без возможности восстановить первоначальные размеры). Данные, приведенные в таблице, относятся к полностью разрушенным образцам (трещинам) с предположением, что изгиб приведет к полному разрушению (что не совсем правильно). Углеродное волокно имеет разную производительность - при загрузке, которая вызывает постоянный изгиб алюминия без восстановления первоначальных размеров, углеродное волокно будет демонстрировать большую эластичность и после мгновенного изгиба вернет его форму после выпуска нагрузки (эффект пружины). Полное разрушение элемента из углеродного волокна будет происходить внезапно и без каких-либо предупреждений - в отличие от алюминия, в котором есть некоторые предупреждения, связанные с постоянным изгибом. Всегда помните об этом при проектировании изготовленного компонента из углеродного волокна, чтобы обеспечить некоторую надбавку.

В приведенном ниже фильме показано сравнение устойчивости к повреждениям приводного вала из углеродного волокна со стальным и описывается процесс разрушения материала:

Что касается интерпретации результатов в таблице, то очевидно, что углеродное волокно с самым высоким модулем обеспечивает чрезвычайную жесткость. Однако сопротивление разрушению уменьшается по мере увеличения жесткости (более высокий модуль).

Используя другой пример, плита из углеродного волокна максимальной жесткости, изготовленная из тканей с самым высоким модулем, будет оказывать меньшую устойчивость к повреждениям. Чем больше компонент усилен тканями с высоким модулем, тем больше он будет подвержен разрушению во время изгиба.

Дальнейший анализ будет проводиться с использованием углеродного волокна стандартного модуля, а композиты, изготовленные из тканей самого высокого модуля, обеспечат возможности благодаря углеродным композитам.

Обратите внимание, что как алюминий, так и углеродное волокно могут использоваться как «гибриды», которые придают компоненту другие рабочие характеристики. В случае алюминия это относится к сплавам наряду с другими металлами, а в случае углеродного волокна относится к одновременному использованию волокон арамида, стекла, базальта или волокон.

Очень распространены кевларовые и арамид-кевларо-углеродные композиты, которые обеспечивают жесткость и высокую устойчивость к повреждениям , но это будет предметом другого исследования.

3. Вес / плотность материала

Вес очень важен для многих продуктов. Например, уменьшая вес рычага / ловушки автоматизированной тяжелой машины, которая работает со скоростью 10 м / с. позволит увеличить его скорость и продлить ее срок службы. В промышленных масштабах это может привести к увеличению мощности производственных мощностей и значительной экономии.

Другим примером может быть кресло-коляска, где уменьшение его веса облегчает подъем и выход из автомобиля, а также обеспечивает лучший контроль. Это очень заметно в случае гоночных автомобилей Формулы 1, где алюминий заменен углеродным волокном, привело к снижению веса, что имеет решающее значение для этого вида спорта.

Автоматическая ручка KUKA, изготовленная из углеродного волокна, позволяет увеличить рабочую скорость и одновременно уменьшить ее вес, что приводит к снижению нагрузки на подшипники и другие компоненты, подверженные износу.

Автоматическая ручка KUKA, изготовленная из углеродного волокна, позволяет увеличить рабочую скорость и одновременно уменьшить ее вес, что приводит к снижению нагрузки на подшипники и другие компоненты, подверженные износу.

Из сравнения алюминия с углеродным волокном мы знаем, что плотность материала напрямую влияет на его вес.

Композит из углеродного волокна имеет плотность x 2 раза меньше, чем алюминий, и более чем в 5 раз меньше, чем сталь. Следовательно, в компоненте тех же размеров замена алюминия на углеродное волокно уменьшит его вес на 50% . Замена стали углеродным волокном уменьшит вес в 5 раз.

Чтобы проиллюстрировать это, предположите, что плиты толщиной 6 мм площадью 1 м 2 .

Один квадратный метр листа углеродного волокна толщиной 6 мм имеет массу:

  • 47,1 кг для стального листа

  • 16,2 кг для алюминиевого листа

  • 8,7 кг для листа из углеродного волокна.

При проектировании изделий и при выборе материала необходимо учитывать жесткость, а также прочность данного материала, как описано в разделах 1 и 2 настоящего исследования. На практике возможности снижения веса компонентов путем замены алюминия на углеродное волокно потребовали дополнительных испытаний и экспериментов. Каждый элемент относится к отдельному случаю уникальной геометрии и параметров. Как правило, можно уменьшить вес на 30-50% за счет использования углеродного волокна.

Автомобиль из углеродного волокна позволил BMW снизить вес модели IS на 300 кг.

BMW запустила производство полных кузовов автомобилей из углеродного волокна для своей модели I3. Корпус из углеродного волокна позволил им уменьшить вес каждого автомобиля на 300 кг. Каждый год компания производит десятки тысяч этих автомобилей. На самом деле больше клиентов интересует эта модель, чем первоначально прогнозировалось BMW.

Снижение веса за счет использования углеродного волокна возможно и выгодно, особенно для продуктов, в которых значительная направленная прочность. В отличие от металлов композиты не демонстрируют одинаковой прочности в любом направлении (неравномерно). Фактически именно во время производственного процесса принимаются решения относительно направления тканей (при использовании однонаправленных тканей) и направления, которое будет иметь наибольшую силу, за счет снижения прочности в других местах. Это решение позволяет еще больше уменьшить вес компонентов углеродного волокна.

4. Обработка / резка

Углеродное волокно из-за его низкой плотности - это материал, который можно легко обрабатывать с помощью станков с ЧПУ или ручных инструментов, включая угловую шлифовальную машину или дремель.

Углеродное волокно - это материал, который может быть легко обработан машиной с ЧПУ. На фотографии изображена татуировочная машина, изготовленная из углеродного волокна.

Хотя высококачественные конструкции из углеродного волокна, полученные вакуумным методом (смола инфузия, препрег), могут быть нарезаны резьбой, где требуется много резьбовых соединений, вместо этого используются специальные вставки.

Алюминиевые элементы чаще всего свариваются, заклепываются или со вставками. С углеродным волокном склеивание используется чаще всего, при необходимости усиливая заклепки и вкладыши. Современные эпоксидные клеи обеспечивают прочность сцепления, аналогичную сварке.

Интересно, что Ferrari постепенно внедряет новые технологии, которые заменили сварку алюминия склеиванием с использованием эпоксидных клеящих веществ. В настоящее время Ferrari 458 Italia имеет 70 м сварных швов и 8 м клея . Главный инженер Ferrari Moruzzi ожидает, что в будущем, из-за смены производственных процессов, кузовы автомобилей будут включать более склеиваемое соединение, чем сварка. Для Ferrari это возможность использовать другие алюминиевые сплавы, которые обеспечивают улучшенную производительность, но не могут быть сварены.

При сравнении склеивания со сваркой обратите внимание, что для склеивания требуется простая технология (хотя необходимы ноу-хау и опыт).

Технология склеивания широко используется в авиационной промышленности для снижения веса и, в то же время, снижения расхода топлива.

Однако склеивание имеет некоторые недостатки, включая подготовку поверхности или время, необходимое для склеивания адгезионного покрытия. Во многих случаях компоненты, которые могут подвергаться воздействию (например, в автомобильной аварии), усилены специальными вставками для противодействия внезапной разрывной нагрузке.

Технология связывания будет использоваться чаще из-за разработки более мощных адгезивов и повышения осведомленности о ее преимуществах и возможных возможностях.

5. Тепловое расширение

Каждый материал отображает различные характеристики теплового расширения.

Тепловое расширение связано с изменением размеров материала из-за изменения температуры. Углеродное волокно на практике демонстрирует почти нулевое тепловое расширение и поэтому широко используется в устройствах, включая 3D-сканеры.

Поскольку на практике углеродное волокно демонстрирует почти нулевое тепловое расширение, оно широко используется в устройствах, включая 3D-сканеры.

Поскольку на практике углеродное волокно демонстрирует почти нулевое тепловое расширение, оно широко используется в устройствах, включая 3D-сканеры .

Инженеры-конструкторы все чаще убеждаются в многочисленных преимуществах, которые предлагает углеродное волокно из-за низкого теплового расширения по сравнению с традиционными материалами, такими как сталь или алюминий. Углеродное волокно демонстрирует экстраординарные параметры в этом отношении и подходит, в частности, для высокоточных элементов, таких как оптические устройства, 3D-сканеры, телескопы и другие, где крайне важно минимальное тепловое расширение.

Углеродное волокно (композит из углеродного волокна и эпоксидной смолы) представляет собой материал с тепловым расширением х в 6 раз меньше, чем алюминий, и более чем в 3 раза меньше, чем сталь.

В приведенной ниже таблице представлен анализ распределения тепла различными материалами с учетом соотношения дюймов / градус по Фаренгейту. Указанные единицы приведены для справки только в отношении различий между материалами.

материал Тепловое расширение
алюминий 13
Стали 7
Стекловолоконный эпоксидный композит 7-8
Кевлар / арамид - эпоксидный композит 3
Углеродный волокнистый композит 2


6. Теплопроводность

Углеродное волокно - материал с низкой теплопроводностью.

Углеродное волокно является идеальным изолятором. На приведенной выше фотографии показан вход для турбины с углеродным волокном.

Теплопроводность в основном зависит от переноса / проводимости энергии из областей высокой температуры в области низкой температуры. Высокая теплопроводность материалов переносит температуру легче, чем материалы с низкой теплопроводностью.

Композит из углеродного волокна и эпоксидной смолы представляет собой материал с теплопроводностью х 40 раз меньше, чем алюминий, и в 10 раз меньше, чем сталь. Поэтому можно предположить, что углеродное волокно является очень хорошим изолятором.

В этой таблице сравнивается теплопроводность различных материалов, включая углеродное волокно (единица измерения W / m *)

материал Теплопроводность
Углеродно-волокнистый эпоксидный композит 5-7
Стали 50
алюминий 210

7. Устойчивость к температуре

Алюминий - материал с устойчивостью к высоким температурам, и в этом отношении он предлагает преимущества перед композитами из углеродного волокна.

Производительность углеродного волокна и устойчивость к высоким температурам зависят от композитной структуры и технологии выпечки. Это правда, что композит из углеродного волокна устойчив к высокой температуре , но, к сожалению, это часто бывает не так. Фактически это происходит из-за неправильных материалов, неправильной выпечки сложного или недостаточного ноу-хау и опыта в этом отношении многих композитных поставщиков.

Для обеспечения устойчивости к высокой температуре во время производства могут использоваться только материалы, демонстрирующие такое сопротивление, при условии, что композитная выпечка выполняется надлежащим образом в диапазоне температур, подобных желаемому сопротивлению композита. Использование смол, устойчивых к высоким температурам, без дополнительного затвердевания внутри духовки, не обеспечит требуемого сопротивления.

Стандартные эпоксидные композиты из углеродного волокна, которые выдерживают надлежащее сопротивление выпечке до 70-100 ° C (160-210 ° F).

Если для температур выше 100 ° C требуется сопротивление, чаще всего предпочтительным является препрег из углеродного волокна , часто вместе с упрочнением композита при температурах около 150 ° C / 300 ° F, что обеспечивает повышенную устойчивость до температур 200 ° C / 400 ° F. Например, Prepreg Gurit EP127 обладает сопротивлением до 230 ° C / 445 ° F.

Если для более высокой температуры требуется сопротивление, используются фенольные смолы, и эти композиты имеют мгновенное сопротивление до 500 ° C / 930 ° F.

Хотя такое сопротивление может быть обеспечено для композитов, обратите внимание, что эти специальные материалы являются дорогостоящими и требуют не только закалки в печи при высокой температуре, но и ноу-хау. Поэтому все это приводит к высокой цене за композиты, которые устойчивы к очень высоким температурам.

8. Долгосрочная производительность

При использовании для строительства углеродный композит должен быть изготовлен с использованием вакуумного метода - вливания смолы или препрега. Такая технология обеспечивает длительный срок службы углеродного композита. Углеродный композит, изготовленный вручную с «валиком и щеткой», имеет слабую прочность и короткий срок службы.

Углеродное волокно обладает коррозионной стойкостью, что дает еще одно преимущество по сравнению с алюминием.

Углеродно-эпоксидный композит имеет недостаток, который связан с уменьшенной устойчивостью к УФ-излучению, поэтому композит, подверженный УФ-излучению, должен быть защищен применением верхнего покрытия, что в качестве дополнительного процесса приводит к более высоким издержкам производства.

9. Производственная реализация

Почему углеродное волокно широко не используется в производстве, хотя оно обладает многими преимуществами по сравнению с очень популярным алюминием?

Чаще всего это обусловлено ценой: элементы углеродного волокна стоят больше, чем алюминиевые, потому что углеродное волокно стоит дороже, а производство углеродных продуктов занимает больше времени.

С другой стороны, при сравнении затрат, связанных с реализацией производства алюминия и углеродного волокна, во многих случаях производство элемента углеродного волокна будет дешевле и, что более важно, доступным в случае небольшого пробега, для которого реализация производства алюминиевых элементов не будет рентабельным.

Следующий фильм показывает производство элементов углеродного волокна с использованием технологии препрега.
Наконец, мы должны упомянуть о широко распространенном недоверии о преимуществах и преимуществах углеродного волокна по сравнению с традиционными материалами, включая алюминий или сталь. Мы надеемся, что эта статья дает больше информации о углеродном волокне и о том, что делает этот материал отличным от алюминия, а также какие преимущества возможны за счет замены алюминия углеродным волокном.

10. Резюме

Мы надеемся, что в этом исследовании была представлена дополнительная информация о свойствах углеродного волокна по сравнению с алюминием. Со временем все больше и больше инженеров-конструкторов будут использовать этот материал, поскольку углеродное волокно обладает многими преимуществами, включая легкий вес, практически полное отсутствие тепла, легкую механическую обработку и высокую жесткость.

путешествие длиной в два века

Стальная рама велосипеда - одно из первых инженерных решений, которое было внедрено в начале массового производства «стальных коней».

В дальнейшем этот конструктивный элемент пытались выпускать из самых разных материалов, но надежная, легкая и недорогая сталь свои позиции сдавать не собирается.

История «двухколесной машины»

«Велосипед сделал для освобождения женщин больше, чем все остальное вместе взятое», - утверждала известная феминистка начала прошлого века. Именно для удобства передвижения на «двухколесном коне» женщины впервые осмелились сменить громоздкие платья и корсеты на брюки и получили невиданную ранее свободу передвижения. Велосипедисты с их League of American Wheelmen добились улучшения дорожного покрытия в США. Именно с производства велосипедов начинали свой путь такие гиганты индустрии как Škoda и Opel. И даже в небо человечество устремилось с легкой руки братьев Райт, первоначально делавших ставку на выпуск велосипедов.

Несмотря на первый эскиз велосипеда, сделанный учеником Леонардо да Винчи, и более поздние свидетельства о первом в мире велосипеде, продемонстрированном неким графом де Сиврак во Франции, историки соглашаются назвать отцом популярного транспортного средства барона Карла фон Дреза. В 1817 г. этот немецкий профессор оформил патент на двухколесный велосипед без педалей. Современные дети назвали бы его «беговелом», а фон Дрез дал ему имя «машина для бега». Через пятьдесят лет по дорогам Европы уже катили «пенни-фартинги» - удивительные велосипеды с гигантским передним колесом и миниатюрным задним. Велосипед, который выглядел привычным нам образом, сначала назывался Rover (бродяга). Кстати, роверами до сих пор называют велосипеды жители западной Украины. Первый же Rover был собран англичанином Джоном Кемпом Старли и начал выпускаться в 1885 г. Интересно, что при производстве «железных коней» практически сразу начали использовать сталь.

Эволюция стальных велосипедных рам

Основой конструкции велосипеда является рама: как правило, она имеет форму ромба и состоит из двух треугольников, к которым и крепятся остальные детали транспортного средства. От рамы требуется быть прочной, жесткой и легкой. Для того, чтобы придать ей эти качества, производители экспериментируют с самыми разными материалами. Это может быть дерево и бамбук (эстетически рама получается весьма привлекательной), бериллий ($26 тысяч за байк) или титан (тоже дорогостоящее решение). Для массового производства велосипедов чаще всего используется сталь и алюминий. Однако при изготовлении рам и других элементов для профессионального велоспорта металлы и сплавы все больше замещают легкие и прочные углекомпозиты.

Исторически в стальные фитинги или иначе проушины вставлялись, а затем припаивались стальные трубы, которые и составляли части ромбовидной конструкции рамы. Более низкая температура пайки оказывала меньшее негативное воздействие, чем сварка, для которой требуется высокий температурный режим. Но со временем металлургическая отрасль предложила рынку стали, которые не теряли своих свойств в процессе сварки.

В результате от спаянных стальных рам при производстве велосипедов сегмента масс-маркет сейчас отказались – они используются для более дорогих моделей. Отметим, что «элитная» конструкция с проушинами позволяет заменять части рамы практически без какого-либо повреждения соседних стальных трубок.

Кроме того, удешевление производства велосипедов достигается за счет применения современных высокопрочных сталей, которые также используются в производстве автомобилей, железнодорожных вагонов и цистерн, наземной и подземной техники и т.п. Очень широко распространена и хромомолибденовая сталь 4130 – из нее делают как рамы высокого качества, так и другие детали велосипеда.

Здесь отличным примером может служить история британской The Reynolds Tube Company, основанной на исходе XIX столетия предпринимателем Джоном Рейнольдсом, который до производства стальных труб занимался скобяными изделиями. «Конек» The Reynolds Tube Company - стыковые трубы, толщина которых больше на концах, чем посередине, что оказалось идеальным решением для велосипедных рам. Со временем компания стала крупнейшим мировым производителем велосипедных компонентов.

Знаменитую среднеуглеродистую марганцемолибденовую сталь Рейнольдса №531 вывели на рынок еще в 1935 г. Ей отдали предпочтение большинство производителей велосипедных рам, в основном, из-за чрезвычайно большого ассортимента. У Рейнольдса были готовы налаживать производство труб определенного диаметра или толщины даже под нужды одного крупного покупателя. Подобная гибкость делала The Reynolds Tube Company практически неуязвимой даже после появления на рынке более удачных сплавов.

Тем не менее, начало повсеместного использования сварки при производстве велосипедных рам стало началом конца гегемонии «531». Дело в том, что этот сплав терял свои свойства под воздействием высоких температур. В качестве альтернативы компания предложила хромомолибденовые стали «520» и «525», из которых можно сделать раму как с помощью пайки, так и путем сварки.

Тем не менее, Reynolds продолжает свою обычную стратегию сверхориентированности на клиента. Там до сих пор готовы выпустить лимитированные партии легендарной «531» по предзаказу.

Основным конкурентом The Reynolds Tube Company на рынке велосипедных труб долгие годы являлось семейное предприятие Columbus Tubi, расположенное близ Милана. Основанная в 1919 г., сейчас компания влилась в GRUPPO SRL, которая производит популярную марку велосипедов Cinelli . Стальные трубы Columbus используют и другие известные итальянские производители «великов». В целом же, Reynoldsи Columbus сейчас являются наиболее известными производителями велотрубок в мире.

СтальVS Алюминий

Впрочем, несмотря на то что исторически сталь является наиболее распространенным материалом, используемым при производстве велосипедов, производителям приходится доказывать преимущество стальных рам перед алюминиевыми (а в последние годы – еще и перед углепластиковыми).

Вне всякого сомнения, если ориентироваться на прочность «двухколесной машины», то выбор следует остановить только на велосипеде со стальной рамой. Она и прочнее, и долговечнее алюминиевой конструкции. Особенно явно преимущество стального каркаса можно прочувствовать при езде на горном велосипеде. Движение по каменистой почве всегда сопряжено с большой тряской, а сталь будет поглощать удары по максимуму. Кроме того, стальная рама в определенной мере способна уменьшить силу столкновений с препятствиями на горной дороге, и, соответственно, снизить риск падений с велосипеда.

Что касается ржавчины, то у стальных и алюминиевых велосипедов тут ничья. И тот и другой материал достаточно устойчивы к коррозии, и увидеть ее на современных роверах вам вряд ли когда-нибудь придется.

И, наконец, о весе транспортного средства – эта характеристика, безусловно, звездный час алюминия, который существенно легче стали. Это важно, когда велосипедист едет по городским улицам или полям. Кроме того, «воздушная» алюминиевая рама дает возможность двигаться с большей легкостью, не прикладывая дополнительных усилий, которые требуются, чтобы разогнать стальной байк. Но нужно учитывать, что по гладкости покрытия некоторые украинские дороги ближе к горным трассам, а не равнинной местности. Иными словами, нашим велосипедистам в подавляющем большинстве случаев приходится ездить по неровной поверхности. В этих условиях дополнительный вес стальной рамы становится не помехой, а необходимой опцией, способной обеспечить нужную амортизацию.

А вот автомобильные заторы и постоянный дефицит парковочных мест в деловых центрах доставляют массу неудобств не только жителям украинских городов. Этот дискомфорт знаком автомобилистам множества стран, и именно он является причиной того, что все больше людей задумываются об использовании велосипеда при поездках на небольшие расстояния. Кроме того, люди все чаще обеспокоены поддержанием хорошей физической формы и всерьез увлечены идеями здорового образа жизни. Все эти факторы по мнению исследователей из Grand View Research приведут к тому, что к 2027 году объем мирового рынка велосипедных рам достигнет $32,8 млрд., а в период с 2020 по 2027 годы рост продаж составит 6,1% ежегодно. Одним из драйверов этого расширения будут стальные велосипеды благодаря уникальному сочетанию надежности и демократичной цены.

Основные отличия алюминия от нержавеющей стали

Алюминий и нержавеющая сталь могут выглядеть очень похоже, но имеют некоторые фундаментальные различия. Оба пластика широко используются: нержавеющую сталь можно найти во всем, от столовых приборов и бытовой техники до инфраструктурных проектов. Благодаря небольшому весу алюминий широко используется, в том числе, в производстве оконных и дверных конструкций, самолетов, велосипедов и автомобилей. Взгляд на основные различия между ними должен помочь вам определить, какой металл вам подходит.

Алюминий или нержавеющая сталь - что тяжелее?

Нержавеющая сталь намного тяжелее алюминия. Оказывает ли это прямое влияние на прочность и долговечность металла? Давай проверим.

Отношение прочности к массе

Алюминий составляет примерно одну треть веса нержавеющей стали, поэтому он используется в аэрокосмической и велосипедной промышленности. Алюминиевая нержавеющая сталь также широко используется в автомобильной промышленности.Оказывается, хотя нержавеющая сталь прочнее, соотношение прочности и веса у алюминия намного лучше. Поэтому, если у нас есть алюминий или нержавеющая сталь, при покупке умных часов, яблочных часов мы должны выбирать алюминиевые или стальные диски или перила, мы рекомендуем алюминий.

Что дороже - алюминий или нержавеющая сталь?

Цена за килограмм алюминия и нержавеющей стали аналогична. Однако, учитывая, что алюминий намного легче, он также становится намного более экономичным.

Коррозия алюминия и нержавеющей стали

Алюминий обладает очень высокой устойчивостью к коррозии и не ржавеет при соблюдении соответствующих мер. Проверьте , чтобы предотвратить коррозию алюминия . Однако у нержавеющей стали в этой области есть небольшое преимущество. Он непористый и содержит добавку хрома, которая обеспечивает защитный слой и увеличивает и без того высокую коррозионную стойкость.

Электро- и теплопроводность

В столкновении алюминия и нержавеющей стали алюминий оказывается гораздо лучшим проводником электричества и тепла, напримерважность, стоящая перед необходимостью покупки стальных или алюминиевых радиаторов отопления. Выбор алюминия или нержавеющей стали также будет непростым при покупке кофейника, сковороды или кастрюли. Хотя алюминий является отличным проводником тепла, нержавеющая сталь отлично переносит высокие температуры.

Гибкость

Алюминий относительно мягкий, гибкий, его легче резать, растягивать и обрабатывать. Мы можем гнуть алюминий, не ломая его, намного проще, чем нержавеющую сталь, которая имеет гораздо более слабые параметры и свойства формования.

Добавлен: 11.05 алюминий нержавеющая сталь алюминий или нержавеющая сталь

ПОДЕЛИТЬСЯ .

Водоросли - легче алюминия, прочнее стали - Laboratoria.xtech.pl

Рис. Pixabay CC0

В рамках исследовательского проекта ученые из Мюнхенского технического университета (TUM) провели расчеты, которые привели к неожиданным выводам: если углеродные волокна были произведены из водорослей, можно было бы использовать больше CO2 из атмосферы, чем высвободить обратно.

Эти типы технологий являются ответом на растущую угрозу глобального потепления. Разработка различных процессов сопровождается технологическим и экономическим анализом. Федеральное министерство образования и исследований Германии (BMBF) выделило около 6,5 миллионов евро на финансирование исследований в Мюнхенском техническом университете.

А какая связь между водорослями и углекислым газом? Они могут его активно накапливать, в основном в виде сахара и масла. Обе эти подложки можно использовать для изготовления прекурсоров для различных промышленных процессов.Например, дрожжи могут производить из этих сахаров масло, которое будет использоваться для изготовления прочных пластмасс. Он также может подвергаться ферментативному расщеплению на глицерин и свободные жирные кислоты, что позволяет использовать его в дополнительных целях.

Однако ученые не перестают считать. Впоследствии пластмассы будут склеены углеродными волокнами. Томас Брюк, профессор синтетической биотехнологии Мюнхенского технического университета, сказал: «Углеродные волокна, изготовленные из водорослей, абсолютно идентичны тем, которые используются сегодня в промышленности.Таким образом, они могут использоваться для всех стандартных авиационных и автомобильных производственных процессов ». Они не только не содержат CO2, но и легче алюминия и прочнее стали.

(КБ)

.

Сможет ли сталь победить алюминий?

- Эти новинки могут снизить до 35%. - вес несущих элементов кузова по сравнению с традиционной сталью без ущерба для требований безопасности, - говорит Патрик Келдер, руководитель отдела новых автомобильных решений в европейской сталелитейной группе Corus, принадлежащей индийской Tata Steel.

Corus и другие производители стали не хотят, чтобы алюминий или пластмассы способствовали снижению веса частей кузова или компонентов автомобилей.На данный момент они даже дороже стали и чаще используются в сегментах роскоши или нише рынка. 55 процентов Вес типичного автомобиля - это стальные компоненты, не только в кузове, но и в системах передачи энергии, трансмиссиях, двигателях и колесах.

В апреле Corus объявила о начале производства стали нового типа под названием Dual Phase (DP) 800HyPerform. Он используется в производстве критически важных для безопасности компонентов, которые подвержены раздавливанию.Он намного легче традиционного и не менее эффективен, - считает Келдер. Его компания ожидает, что сталь останется основным материалом, используемым в будущем.

По данным самой отрасли, автомобильный сектор потребляет 16 процентов. вся сталь, используемая в Европейском Союзе. Corus предполагает, что ее доля на рынке сохранится, поскольку новые, более легкие версии, предназначенные для автомобильной промышленности, также используются, например, в строительстве.

Центры исследований и разработок компании в Нидерландах и Великобритании разработали улучшенные антикоррозионные краски.Один из них, с низким содержанием магния и алюминия и меньшим, чем в норме, цинком, начинает поступать на рынок и проходит испытания. Его более высокие антикоррозионные свойства позволят Corus производить листы с более тонким защитным слоем. Вес кузова уменьшится до 5 кг, - подчеркивает Келдер.

Сталь также многоразовая. Листы автомобиля возрастом 10-20 лет можно переплавить. И таким образом можно обработать лишь некоторые материалы, - добавляет Дирк Кингма из отдела переработки Corus.

Немецкий BMW заинтересован в алюминии, также пригодном для вторичной переработки. «Самыми большими изменениями стали алюминиевые двери и кожух двигателя, а также литые компоненты на некоторых моделях», - объясняет Франк Винстрот, ответственный за бесперебойную поставку. - Доля алюминия варьируется от модели к модели. Типичный автомобиль премиум-сегмента, новая 5 серия, почти на 20 процентов состоит из алюминиевых деталей. его вес.

Степень вторичного использования алюминия в транспортном секторе составляет более 90%., в строительстве 95, в производстве уложено около 35 процентов. По подсчетам Jaguar Land Rover, автомобиль весит в среднем 1200–1400 кг, из которых 500–700 кг - это сталь.

Тем не менее, сталь по-прежнему является наиболее важным материалом в обычных автомобилях BMW, составляя около 40 процентов. их вес и Германия не ожидает изменений в ближайшие годы. В будущем тем, кто хочет производить более легкие автомобили, придется заменить сталь алюминием, пластиком и ламинированным углеродным волокном.

Самореклама

ПОДПИСКА 2022

Намного больше о бизнесе, финансах и праве

Подписаться на

Стратегия снижения веса зависит от сегмента автомобиля и типа привода.По словам Винстрота, более легкие компоненты найдут большее применение в больших и электрических автомобилях. Что касается более легкой и прочной стали, BMW заявляет, что затраты на снижение веса за счет использования более легкого алюминия могут быть успешно компенсированы новыми типами более дешевой стали.

Автомобильные компании не хотят покупать алюминий из-за колебаний цен. В первом квартале 2009 года, когда рынки опасались кризиса, как в 1930-х годах, тонна этого металла в Лондоне подскочила с 1300 долларов до 2400 долларов.В этом году в мире будет использовано около 37 миллионов тонн этого металла.

.

Разница между алюминием и нержавеющей сталью (разные)

Алюминий по сравнению с нержавеющей сталью

Цвета алюминия, от светло-серого до серебристо-белого. Это 13-й элемент периодической таблицы, принадлежащий к группе бора. Предпочтительно для использования в корпусах мобильных телефонов и ноутбуков, внешней отделки зданий, кухонной утвари и в качестве замены любого другого металла из-за его коррозионной стойкости, он также широко доступен в мире, поскольку алюминий является самым распространенным металлом и третьим. самый распространенный элемент после кислорода и кремния.Он легкий и простой в обращении, он не искрящий и немагнитный, а также пластичный и пластичный. Чистый алюминий - слабый металл, его электропроводность вдвое ниже, чем у меди, но сочетание чистого алюминия с некоторыми минералами (которые могут достигать 270) приведет к очень прочному и легкому сплаву.
Еще одно медленное коррозионное вещество - нержавеющая сталь, она не существует в чистом виде, но представляет собой сплав различных элементов, таких как хром, плотность которого составляет около 10–12%.Этот материал, также известный как CRES или коррозионно-стойкая сталь, лучше, чем обычная сталь. Она также считается одной из самых гигиеничных поверхностей для использования в качестве кухонной утвари, поскольку ее легко чистить, а на обычной поверхности нет пор или трещин, которые могли бы стать питательной средой для бактерий. Кроме того, нержавеющая сталь не влияет на вкус блюд и может использоваться в течение длительного времени. Самым замечательным качеством нержавеющей стали является «отсутствие пятен», что, соответственно, включает ее пригодность для использования в тяжелых условиях.Некоторые массивные сооружения, такие как арка ворот Св. Louis, сделаны из нержавеющей стали или, по крайней мере, покрыты ею. Нержавеющая сталь - идеальный материал для большинства вещей на круизном лайнере, поскольку корабль постоянно находится в море; соленый воздух ускорит коррозию материалов на борту. Покрытие его хотя бы нержавеющей сталью позволит капитану не беспокоиться об этой проблеме.
Для сравнения, алюминий немагнитен, легче по весу, имеет более прочный проводник тепла и более распространен, чем нержавеющая сталь.С другой стороны, нержавеющая сталь - более прочный материал, чем алюминий, поэтому она предназначена для тяжелых работ. Цена на алюминий оказывает существенное влияние на предпочтение алюминия нержавеющей стали, поскольку алюминий более распространен, и он с большей вероятностью будет дешевле. Однако существует множество видов нержавеющей стали, предназначенных для различных функций. Разница очевидна в том, что у обоих материалов есть свои недостатки и преимущества; пользователь определит, какие из этих характеристик важны, в зависимости от того, как используется предмет.
Аннотация:
Алюминий - самый распространенный металл на Земле, его общая масса составляет около 8–9%.
Нержавеющая сталь по своей природе не является чистой, это сплав различных металлов.
Оба материала медленно разъедают.
Алюминий легче, немагнитен и имеет более прочный проводник тепла, чем нержавеющая сталь.
Нержавеющая сталь - более прочный материал, чем алюминий, и предназначена для тяжелых работ.

.

Карбоновый велосипед - преимущества и недостатки

Для подавляющего большинства велосипедистов все просто - карбоновый велосипед - самый совершенный. Это правда правда? Когда были представлены карбоновые рамы, мир велоспорта был полностью очарован новым материалом. Карбоновые велосипеды быстро раскупаются, но сторонники других решений все еще есть. В чем преимущества карбонового велосипеда и всегда ли стоит выбирать именно этот материал, а не проверенный алюминий или даже сталь?

Углеродное волокно изначально использовалось только НАСА.Узкое применение этого материала было связано с одним простым фактом. Углерод был - буквально - космически дорогим. Затем углеродное волокно попало в Формулу 1, и лишь относительно недавно был создан первый карбоновый байк.

Карбоновый велосипед - какие части сделаны из карбона?

Когда вы думаете о карбоновом велосипеде, первое, что приходит на ум, - это рама. Это, конечно, самый крупный компонент и, следовательно, наиболее значительная разница в весе.

Из углерода должны быть не только трубы рамы, но и жесткие вилки велосипеда высокого или среднего класса. Как правило, только в нижнем ценовом диапазоне мы можем найти металлическую версию этого компонента. Карбоновые дорожные велосипеды, стоимость которых не превышает 4000 злотых, чаще всего имеют вилку из фибры, дополняющую алюминиевую раму модели. Модели, которые стоят дороже, обычно уже имеют полный комплект карбона - как вилку, так и раму.Примером может служить отличный шоссейный велосипед BH RS1 3.0, к которому добавлены аксессуары группы Shimano 105.

Конечно, это не правило, производители могут выбирать совершенно другие решения, например, использовать сэкономленные деньги на оборудовании. Если мы упомянули об этом, стоит напомнить, что он также может быть частично выполнен из углеродного волокна. Шатуны, тормозные рычаги, каретка переключателя - это примеры компонентов, которые могут быть карбоновыми. Системы Clipless часто предлагают педали с карбоновым корпусом.

Экономия веса также наблюдается среди очень современных карбоновых колес. Большинство алюминиевых дорожных дисков имеют ободную тормозную поверхность, которую нельзя красить. Колеса из карбона выглядят лучше сами по себе, и им не нужно иметь такую ​​отделенную поверхность, что обеспечивает более высокий эстетический вид. Еще одно преимущество - глубокая аэродинамика обода - изготовленный таким образом алюминиевый аналог был бы очень тяжелым. Как видите, производители стараются устанавливать детали велосипеда из карбона везде, где это имеет смысл.С какой целью? Перейдем к преимуществам этого решения.

Карбоновый велосипед - преимущества

Начнем с самого очевидного преимущества - веса. Благодаря карбоновому каркасу можно сэкономить несколько сотен граммов, а если добавить эффект использования волокна в других компонентах, мы получим очень удовлетворительный результат. Это преимущество, которое, в отличие от других, никоим образом не подлежит сомнению. Углерод легче алюминия и - определенно больше - стали.

Что еще мы получаем, выбирая карбоновый велосипед? По мнению большинства велосипедистов, это комфорт.Углеродное волокно отлично гасит вибрации. В этом отношении даже сталь лучше алюминия. Не все сразу почувствуют разницу, и, в отличие от веса, ее нельзя выразить простыми единицами измерения, такими как граммы. Одним из наиболее описанных преимуществ является также внешний вид.

Карбоновые дорожные велосипеды описываются как более красивые, но это очень личная оценка. Также найдутся сторонники металла, особенно в эпоху Возрождения стальных каркасов. Такие трубы можно встретить как в самых дешевых, так и в особо дорогих моделях, которые изысканно декорированы и признаны уникальными.

Карбоновый байк - недостатки

Карбоновые трубки по-прежнему довольно дороги. Достаточно взглянуть на две модели одного производителя, одинаковые по уровню сложности и разные по корпусу. Углеродный велосипед может иметь комплектацию на группу или две ниже. Стоит спросить себя, стоит ли того выбор из углеродного волокна - возможно, будет полезнее, например, быстрее переключать передачи.

Алюминий жестче карбона, что можно считать преимуществом, поскольку такой велосипед лучше подходит для более тяжелых людей.Это означает лучшую передачу мощности и, конечно же, выносливость. Многим гонщикам не будет хватать гашения вибрации, предлагаемого углеродным волокном, но другие оценят жесткость алюминия.

Какую модель выбрать - карбоновый или алюминиевый байк? Ответ непростой, и вам определенно не стоит использовать углерод любой ценой. Велосипед нужно оценивать в целом, многие алюминиевые сплавы тоже могут быть легкими. Это связано с двумя процессами - гидроформовкой и даже трехкратным стыкованием труб.

Carbon, конечно же, не является недостатком среди самых эксклюзивных велосипедов. Один из них - Rondo HVRT CF02 - шоссейный байк 2019 года. .90 000 Почему нержавеющая сталь iPhone XS лучше любого алюминия? - SamaGame

Почему нержавеющая сталь iPhone XS лучше любого алюминия?

Было время таинственной и романтической магии, когда алюминий был гораздо более ценным металлом, чем само золото. Он был легким, прочным и натуральным. Фактически, по сей день остается одним из наиболее используемых металлов . Он находится в банках от кока-колы, в автомобилях, на окнах и даже в самолетах.Но постепенно на смену ему пришли другие, более прочные и долговечные материалы, например нержавеющая сталь.

И в мире мобильной телефонии, особенно в смартфонах нового поколения, событие повторяется, как это произошло после второй промышленной революции, начавшейся в 1855 году. заменен на нержавеющую сталь , чтобы предложить потребителям ряд очень полезных преимуществ.

Но в настоящее время у не так много смартфонов из нержавеющей стали .Некоторые из них - это iPhone XS и iPhone XS Max, которые Apple представила и выпустила в сентябре. Но… почему нержавеющая сталь лучше алюминия в мобильных телефонах? Давайте разберемся.

Может вас заинтересовать | Представляем роскошные iPhone XS и iPhone XS Max с бриллиантами на следующий день после официальной премьеры модели

Прочность нержавеющей стали

Нержавеющая сталь - замечательный материал. Это с высокой коррозионной стойкостью, а его полированная поверхность выглядит настолько блестящей, что придает очень эксклюзивный вид мобильным устройствам.Но самое большое его преимущество - долговечность. По прочности превосходит большинство алюминиевых сплавов . Таким образом, нержавеющая сталь предпочтительнее в продуктах, требующих длительного и непрерывного использования, таких как автомобили, роскошные часы и… конечно же, мобильные телефоны.

Прочная и долговечная нержавеющая сталь идеально подходит для предотвращения царапин, порезов, царапин и вмятин . К тому же он заставляет изделие со временем гнуться.

Нержавеющая сталь тоже имеет свои недостатки

Хотя нержавеющая сталь вошла в производство смартфонов, алюминий останется на многие годы.И именно благодаря его универсальность . IPhone XR, Galaxy S9, Pixel 3 и LG V40 изготовлены из алюминия. Она не так прочна, как нержавеющая сталь, но ее сплавы достаточно твердые, чтобы использовать их в устройствах с такими свойствами.

Причина, по которой алюминий используется сегодня во многих смартфонах, очевидна: сделать телефон из алюминия намного дешевле , чем сделать это из нержавеющей стали. Хотя он дороже на единицу веса, он имеет меньшую плотность, чем нержавеющая сталь.

Кроме того, алюминий намного легче, легче и пластичнее , чем нержавеющая сталь. Идеально подходит для изготовления мобильного телефона.

Алюминий насчитывает более 500 различных сплавов

Следует отметить, что алюминий редко используется в чистом виде. Он настолько легкий, что его использование очень ограничено. На практике алюминий смешивают с другими материалами для получения различных типов более прочных сплавов. Поэтому, когда вы используете алюминиевый смартфон, это обычно на 85% алюминиевый телефон.

Существует более 500 различных алюминиевых сплавов. Каждый со своими свойствами и металлическим содержанием. Эти ставки обозначены четырехзначным числом . Например, кухонный алюминий изготавливается из сплавов 1050 и 1100. Сплав, очень близкий к чистому алюминию. Газовые канистры немного прочнее из алюминиево-марганцевого сплава 3004. Сплавы мобильных устройств, таких как Apple iPhone, относятся к сериям 6000 и 7000 (алюминий, магний, цинк ...).

Сплавы, связанные с обозначением 7000, часто используются при производстве смартфонов высокого класса .Например, Samsung использовала алюминий 7003 в своем Galaxy S9, а Apple также использует сплав 7000 в своих сотовых телефонах и смарт-часах. С другой стороны, сплавов тоже 8000. Но вопреки распространенному мнению, эти последние ноги не так уж и сильны.

Это все, что мы знаем об алюминиевых сплавах и нержавеющей стали , используемых в производстве мобильных телефонов. Как вы думаете, в ближайшем будущем будут использоваться другие типы материалов?

Источник | Call arena

.

Титан легче стали - BikeHike

Титан высоко ценится в металлургической промышленности за его высокую прочность на растяжение, а также легкий вес, коррозионную стойкость и устойчивость к экстремальным температурам. Он прочен, как сталь, но на 45% легче и вдвое прочнее алюминия, но только на 60% тяжелее.

Титан легче стали?

Что легче? Учитывая его прочность, титан чрезвычайно легкий. По сравнению со сталью по соотношению прочности к весу титан намного лучше, потому что он такой же прочный, как сталь, но на 45% легче.Фактически, титан имеет самое высокое отношение прочности к весу из всех известных металлов.

Титан весит меньше нержавеющей стали?

«Титан вдвое легче стали, поэтому, поскольку он легче, он может быть таким же прочным (как сталь) и в два раза легче». Так почему же так часто принято считать, что титановые инвалидные коляски весят меньше алюминиевых кресел, когда титан весит больше алюминия? 1 марта 2010 г.

Насколько титан легче железа?

Удельный вес титана равен 4.5, только половина веса меди и никеля, оба из которых составляют 8,9. Он на 40% легче железа с удельным весом 7,9. Титановые сплавы равны высокопрочным специальным сталям или прочнее их.

Титан прочнее платины?

По прочности титан намного тверже платины, он не царапается, не портится и не теряет форму. По этой причине изменение размера титанового кольца, как правило, невозможно. Платина всегда ценилась за ее блеск и красоту.

Титан - дешевый металл?

Поскольку это природный металл, которого много, и поскольку его относительно легко производить по сравнению с другими металлами, титан намного дешевле золота, платины и подобных драгоценных металлов.

Что прочнее и легче титана?

Металлический сплав имеет более высокое отношение прочности к весу, чем титановый сплав, самый легкий и прочный металлический материал, ранее известный человечеству.4 февраля 2015 г.

Кевлар прочнее титана?

В целом титан прочнее, но кевлар хорошо поглощает удары и сохраняет жизнь.

Чем заменит сталь?

В то время как альтернативы стали не стало стандартом, такие материалы, как композиты древесины и металла, становятся все более распространенными в новых строительных проектах. Лесные компании рекламируют древесину как устойчивый возобновляемый ресурс, а строительная древесина становится все более популярной в качестве альтернативы стали.

Какой металл легче титана?

Allite Super Magnesium: то, что такое супермагний, обладает всеми следующими характеристиками: на 50 процентов легче титана, на 56 процентов прочнее, чем титан первого сорта, в 20 раз более устойчивы к ударам, чем у алюминия, на 21 процент прочнее, чем у алюминия 6061, и на 75 процентов легче. чем сталь.

Может ли титан заменить сталь?

Лом из углеродного волокна не сделаешь, и даже лучшие титановые сплавы будут не лучше стали.Любые материалы, которые действительно прочнее стали, обычно не являются ни твердыми, ни прочными, а материалы, которые тверже стали, такие как алмаз, обычно хрупкие и легко ломаются.

Чем отличается титан от стали?

Титан высоко ценится в металлургической промышленности за его высокий предел прочности на разрыв, а также легкий вес, коррозионную стойкость и устойчивость к экстремальным температурам. Он прочен, как сталь, но на 45% легче и вдвое прочнее алюминия, но только на 60% тяжелее.

Титан прочнее нержавеющей стали?

Титан примерно в три-четыре раза прочнее нержавеющей стали, а это значит, что он прослужит немного дольше из поколения в поколение. Однако титан может поцарапаться, поэтому уход за ним требует регулярной полировки, иначе есть риск потускнения и повреждения.

Отражаются ли пули от титана?

Короткий ответ - да, титан или другой достаточно твердый металл может рикошетить.

Какой металл самый прочный в мире?

С точки зрения прочности на разрыв вольфрам - самый прочный из всех природных металлов (142 000–63 000 фунтов на кв. Дюйм). Но когда дело доходит до прочности, вольфрам слаб - это хрупкий металл, который, как известно, ломается при ударе. С другой стороны, титан имеет предел прочности на разрыв 100 фунтов на квадратный дюйм.

Какие недостатки стали?

Дефекты металлоконструкций Сталь - это сплав железа.Это делает его подверженным коррозии. Это имеет высокую огнестойкость, поскольку сталь не является огнестойкой. Сталь теряет свои свойства при высоких температурах. Изгибание - это проблема стальных конструкций.

Какой металл самый слабый в мире?

Самым слабым металлом будет ртуть, жидкая при комнатной температуре, за ней следует галлий, плавящийся в ваших руках. Важные области применения Серия реактивности Иридий, Ir, атомный номер 77, плотность 22,4 г / см76.Вот список с соответствующими плотностями в следующем порядке: осмий, Os, атомный номер 22,6, плотность г / смXNUMX.

Будет ли в будущем заменена сталь?

Некоторые эксперты предсказывают, что на смену ей придут более прочные и легкие материалы, в то время как другие говорят, что сталь просто продолжит развиваться, чтобы стать более прочным и легким материалом. Хотя потребление алюминия может увеличиться и в будущих автомобилях может быть меньше стали, многие люди по-прежнему ожидают, что будет использовано некоторое количество стали.

Почему титан такой дорогой?

А почему так дорого? Титан нельзя добывать из угля для восстановления руды, потому что он образует карбид титана, что делает металл очень хрупким. Сложность процесса и энергия, потребляемая при производстве, делают титан столь популярным на рынке.

Какой металл в мире самый пуленепробиваемый?

Помимо высокой электрической и теплопроводности, обусловленной атомной решеткой, графен чрезвычайно прочен.Слой углерода толщиной в один атом, который почему-то является самым прочным материалом в мире.

Стоят ли титановые выхлопы?

Но стоит ли этого повышенная стоимость? Для начала нужно убедиться, что вся выхлопная система сделана из титана. Единственное преимущество системы наконечников, состоящих только из титана, - это внешний вид. Полностью титановый выхлоп будет значительно легче, чем его двойник из нержавеющей стали, на 28 фунтов и более.

Может ли титан удерживать пули?

Титан может выдерживать одиночные попадания крупнокалиберными снарядами, но он разбивается и становится проницаемым при множественных попаданиях бронебойными снарядами.Большая часть оружия, приобретенного на законных основаниях и принадлежащего частным лицам, вряд ли пробьет титан.

.

Смотрите также