In diversi settori industriali si utilizzano i metalli per varie applicazioni. Due di questi metalli sono l'alluminio e l'acciaio. I metalli possono essere suddivisi in due gruppi. Si tratta dei gruppi dei metalli ferrosi e non ferrosi. L'alluminio e l'acciaio sono due metalli che possiamo utilizzare per molte cose diverse.
Nelle industrie manifatturiere, l'alluminio e l'acciaio svolgono un ruolo cruciale. Li utilizzano per realizzare parti metalliche complesse. Offrono vantaggi eccezionali nelle applicazioni industriali del settore automobilistico e aerospaziale.
È quindi fondamentale capire quale sia il materiale più adatto alle proprie esigenze. La scelta del metallo migliore dipende da alcuni fattori. Tra questi, la capacità di combattere la ruggine, la facilità di modellazione e la malleabilità. Inoltre, bisogna considerare quanto deve essere resistente. Pensate al clima del luogo in cui vi trovate e a quanto costa.
In questo articolo discuteremo gli usi dell'alluminio e dell'acciaio. Inoltre, ne comprenderemo le differenze e le caratteristiche.
Alluminio vs. acciaio: le principali differenze
L'alluminio e l'acciaio sono metalli diversi in base alla chimica. L'alluminio è un metallo morbido di colore grigio-argento. Ha una superficie lucida e brillante. È più leggero e delicato dell'acciaio, con una bassa temperatura di fusione. Ha una bassa densità. L'alluminio non è magnetico e non si corrode. Questa caratteristica peculiare dell'alluminio lo aiuta a resistere agli ambienti difficili. Per questo motivo, l'alluminio è il più adatto per la produzione di parti di aerei. L'alluminio è anche un buon conduttore di calore ed elettricità.
L'acciaio è una lega metallica. CarbonioIl ferro e i metalli di lega si uniscono per formare l'acciaio. Questi includono cromo, nichel, molibdeno e silicio. Ha peso e densità elevati. L'acciaio è meno conduttivo dell'alluminio. Inoltre, il suo punto di fusione è più alto di quello dell'alluminio. Inoltre, è possibile saldare l'acciaio. Questo lo rende ideale per le applicazioni edilizie e strutturali.
Discutiamo del confronto tra alluminio e acciaio.
Resistenza alla corrosione
La capacità dei metalli di resistere alla corrosione gioca un ruolo importante nella produzione. L'alluminio metallico si ottiene dall'allumina (ossido di allumina). L'alluminio ha un'eccellente capacità di ereditare la ruggine. Sulla superficie dell'alluminio si forma uno strato di ossido di alluminio. Questo limita l'esposizione all'aria e all'ossigeno e impedisce un'ulteriore ossidazione. Ecco perché l'alluminio può resistere a lungo e non arrugginirsi nel tempo.
Quando l'alluminio incontra un sale specifico, inizia ad arrugginire. Può arrugginire rapidamente o rompersi se si trova in prossimità di acidi o basi. Ma possiamo evitare che questo accada facendo una cosa chiamata anodizzazione.
Anodizzazione significa uno strato protettivo aggiuntivo sulla superficie dell'alluminio. Contribuisce ad aumentare i fattori di costo. L'alluminio utilizzato nelle applicazioni marine necessita di strati di anodizzazione. I gradi più comuni utilizzati per l'alluminio nelle applicazioni marine sono 2024, 5052, 6061, 6063 e 7075.
L'acciaio ha una moltitudine di leghe diverse. L'acciaio inossidabile ha una minore capacità di resistenza alla corrosione rispetto all'alluminio. Si erode facilmente in ambienti difficili. Ma l'acciaio inossidabile ha una resistenza alla corrosione.
Il cromo è fondamentale per proteggere l'acciaio inossidabile dalla ruggine. Può difendere l'acciaio in ambienti difficili come le condizioni acide. L'acciaio inossidabile, come i gradi 304 e 306, prospera in ambienti difficili. Resiste persino alla salsedine dell'oceano. Tuttavia, in alcuni casi c'è il rischio di corrosione. Pertanto, è meglio proteggere la sua superficie con vernici o rivestimenti. Il rivestimento di zinco metallico può proteggere l'acciaio dalla ruggine grazie alla zincatura.
Malleabilità
L'alluminio è il secondo metallo più flessibile ed elastico in natura. Forte e flessibile, si piega in forme uniche senza incrinarsi. L'elevata malleabilità lo rende adatto alle applicazioni di fabbricazione dei metalli. I prototipi metallici e le geometrie complesse sono facili da realizzare utilizzando l'alluminio.
L'acciaio è circa 3,5 volte più duro e pesante dell'alluminio. Pertanto, è difficile piegare o deformare l'acciaio sotto l'effetto dell'alta pressione o del calore. Si formano alcuni acciai più leggeri, come l'acciaio dolce, che è più morbido. Tuttavia, se confrontiamo l'acciaio dolce con l'alluminio, quest'ultimo è in vantaggio grazie alla sua forza elastica.
Confronto della forza
La resistenza dei metalli dipende dalla resistenza alla trazione, dal rapporto resistenza/peso e dal modulo di Young. L'acciaio si irrigidisce in presenza di alta pressione o calore. L'acciaio ha una resistenza superiore a quella dell'alluminio. La forza dell'acciaio è dovuta alla presenza di molto carbonio. L'acciaio si presenta in tre forme, determinate dalla diversa quantità di carbonio che contiene:
- Basso contenuto di carbonio
- Carbonio medio
- Alto carbonio
L'alluminio ha un rapporto resistenza-peso superiore a quello dell'acciaio. Il rapporto resistenza/peso dell'alluminio è pari a 1/3 di quello dell'acciaio. Ciò significa che l'alluminio può sostenere una struttura simile a quella dell'acciaio, ma è meno pesante.
L'alluminio è più leggero dell'acciaio. Questo gli conferisce maggiori vantaggi nei settori strutturale, dell'intelaiatura e automobilistico. Inoltre, si comporta bene nelle applicazioni a basse temperature. Diventa resistente con l'abbassamento della temperatura.
Confronto del peso
Cerchiamo di capire l'alluminio e l'acciaio in base al loro peso. Essendo più denso dell'alluminio, l'acciaio ha un peso/densità pari a 2,5 volte quello dell'alluminio.
La densità dell'acciaio è di 490 lb/piedi cubi. La densità dell'alluminio, invece, è di 169 lb/piedi cubi. L'acciaio è più pesante e complesso dell'alluminio a causa dell'elevato contenuto di carbonio.
L'alluminio pesa la metà dell'acciaio. Nel processo di costruzione delle barche, le imbarcazioni in alluminio sono leggerissime. Pesano solo un terzo della barca in acciaio. Tuttavia, entrambe sono sufficientemente rigide per affrontare le onde. T.
Costo
Quando si sceglie il metallo da utilizzare per un progetto, il costo è fondamentale. Dipende dal suo aspetto, da come è fatto, dalle dimensioni, dal numero di pezzi necessari e dalla cura di cui ha bisogno.
L'alluminio è un metallo leggero, quindi acquistarlo all'ingrosso è più economico dell'acciaio. Può essere costoso se non lo si acquista all'ingrosso. L'acciaio dolce e l'acciaio al carbonio sono più convenienti dell'acciaio inossidabile. Quindi, l'acciaio inossidabile è più costoso se lo confrontiamo con l'alluminio. Nelle applicazioni di estrusione personalizzate, è meglio utilizzare l'alluminio.
L'alluminio costa più dell'acciaio. Il prezzo medio approssimativo dell'alluminio va da 2500 a 2700 dollari per tonnellata. Il prezzo dell'acciaio varia da 500 a 1500 dollari per tonnellata. Questi prezzi possono fluttuare. Dipendono dall'andamento del mercato, dalla domanda e dall'offerta e dalla disponibilità delle materie prime.
Applicazioni industriali
L'acciaio e l'alluminio offrono un'ampia gamma di applicazioni industriali. Entrambi i metalli offrono applicazioni versatili, dall'industria automobilistica, aerospaziale e strutturale all'elettronica di consumo. Analizziamo in dettaglio le applicazioni diversificate di ciascun metallo;
Costruzione:
Gli ingegneri scelgono l'acciaio per le costruzioni, perché ha un'elevata resistenza alla trazione e alla compressione. Pertanto, preferiscono l'acciaio per la costruzione di edifici, strade, ponti, travi e macine.
L'alluminio e l'acciaio condividono anche alcuni utilizzi in edilizia. Entrambi brillano nelle applicazioni di rivestimento, come coperture e rivestimenti.
Automobile:
L'industria automobilistica si è concentrata sull'alluminio grazie all'elevato rapporto resistenza/peso. L'acciaio ha una maggiore resistenza. L'alluminio è una scelta migliore per le automobili perché le rende più leggere. Questo le aiuta a lavorare meglio. I veicoli in alluminio possono risparmiare fino a 40% di peso rispetto ai veicoli in acciaio.
Aerospaziale:
Gli aerei volano grazie all'alluminio! È leggero e robusto, quindi gli ingegneri lo usano per costruire ali, parti del motore e altri pezzi essenziali. Ma non tutto ciò che si trova su un aereo è in alluminio. I carrelli di atterraggio devono essere molto resistenti, quindi si usa l'acciaio. L'acciaio può sopportare più peso e calore.
Industrie chimiche e centrali elettriche:
L'acciaio è uno dei componenti principali di varie industrie chimiche e centrali elettriche. Le navi e le turbine per impieghi gravosi sono generalmente realizzate in acciaio grazie alla sua resistenza.
Settore energetico:
Il settore energetico utilizza l'acciaio per la sua forza, resistenza alla corrosione e affidabilità. L'acciaio viene utilizzato nelle centrali elettriche per sostenere le strutture. Tuttavia, l'alluminio viene utilizzato per le linee di trasmissione dell'energia. L'alluminio conduce anche il calore nei sistemi di raffreddamento.
Elettrico:
- La leggerezza e la flessibilità dell'alluminio lo rendono più facile da modellare in fili rispetto al rame. Lo troverete nei computer portatili, negli smartphone e persino nel vostro tostapane!
- L'acciaio entra in gioco per motori, generatori e trasformatori. Il suo contenuto di ferro lo aiuta ad andare d'accordo con i magneti, rendendolo ideale per la gestione dell'elettricità.
Imballaggio e beni di consumo:
L'alluminio vince la partita degli imballaggi. È naturalmente atossico e quindi sicuro per alimenti, medicinali e bevande. È ovunque, dalle lattine di bibite agli utensili, fino ai lucidi ripiani del frigorifero!
Conclusione:
Acciaio e alluminio sono una coppia potente! L'acciaio è il duro. Si occupa di edifici, macchine e automobili. L'alluminio, il campione della leggerezza, brilla nei cavi, nelle lattine e persino nella vostra auto. Hanno punti di forza unici, che li rendono protagonisti della nostra vita.
Questi metalli offrono caratteristiche che sono alla base di quasi tutti i settori produttivi. Dal settore aerospaziale ai beni di consumo, l'alluminio e l'acciaio coprono ogni aspetto.
La scelta del metallo non dipende solo dal costo. Bisogna anche tenere conto delle geometrie e dei processi di progettazione. Quindi, qual è il materiale migliore? Entrambi sono unici per le loro prospettive e per la loro gamma di applicazioni.