الفولاذ المقاوم للصدأ مقابل الألومنيوم: ما هو الفرق بين

يلعب الألمنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ دورًا حيويًا في جوانب مختلفة من الحياة بما في ذلك تخزين المواد الغذائية والسيارات والفضاء وأغراض ديكور المنزل. تم اكتشاف الألومنيوم في عام 1825، وبدأ الإنتاج الصناعي في عام 1856. ومن ناحية أخرى، اخترع هاري برييرلي الفولاذ المقاوم للصدأ في عام 1913، واستمرت التطورات الإضافية في مجال الفولاذ المقاوم للصدأ حتى الآن. الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ يدومان لفترة طويلة بسبب خاصية مقاومة التآكل وقابلية إعادة التدوير. في البداية، واجه إنتاج الألومنيوم صعوبات ولكن مع ذلك ارتفع الإنتاج من 200 طن إلى 2 مليون طن من عام 1885 إلى عام 1998. ستوفر هذه المقالة مقارنة بين الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم من خلال تطوير أرضية صلبة لكل سبيكة.

تكوين الفولاذ المقاوم للصدأ وخصائصه

الغرض من إدراج الأنواع المختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ في الجدول هو الحصول على فكرة حول تنوع عناصر صناعة السبائك في الأنواع المختلفة.

الجدول 1. التركيب الكيميائي لأنواع مختلفة من سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ

*متوازن بواسطة Fe

تكوين الألومنيوم وخصائصه

المصبوب والمطاوع، كلتا السبائك من الألومنيوم مشهورة. ستناقش هذه المقالة سبائك الألومنيوم المطاوع والتي يتم تقسيمها إلى سلاسل مختلفة بناءً على عناصر السبائك الرئيسية. يتم سرد العناصر الرئيسية لصناعة السبائك وخصائصها في الجدول التالي.

ما هو الفرق بين الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ

تشتهر سبائك الألومنيوم أيضًا بقوتها العالية ونسبة وزنها. يتكون الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل أساسي من الكروم والحديد بالإضافة إلى عناصر صناعة السبائك الأخرى مثل Mo وNi وSi وما إلى ذلك.

مقاومة للحرارة

الفولاذ المقاوم للصدأ لديه نقطة انصهار تبلغ 2500 درجة فهرنهايت والألومنيوم لديه 1200 درجة فهرنهايت. خاصية مقاومة الحرارة للفولاذ المقاوم للصدأ أفضل من الألومنيوم. نظرًا لأن الألومنيوم موصل جيد للحرارة، فقد وجدت تطبيقاته في المبادلات الحرارية والمشتتات الحرارية بسبب خاصية توصيل الحرارة وتبديدها.

كم هو أخف الألومنيوم من الفولاذ

تبلغ كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ 7.8 غ/سم³ ^، بينما تبلغ كثافة الألومنيوم 2.7 غ/سم³ ^. الألومنيوم أقل كثافة من الفولاذ المقاوم للصدأ بمقدار 2.9 مرة، ووزنه أقل.

فرق الوزن بين الفولاذ والألومنيوم

إذا تم أخذ الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ بنفس الحجم، فسيكون الفولاذ المقاوم للصدأ أثقل بمقدار 1/3 مرة من الألومنيوم.

الألومنيوم مقابل تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ

لا يصدأ كل من الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ. يُضاف إلى الفولاذ المقاوم للصدأ ما بين 10 و11% من وزنه من الكروم لمقاومة التآكل. ونتيجةً للأكسدة السطحية، يتشكل أكسيد الكروم ( _{Cr₂O₃ )} على السطح، مما يحميه من الأكسدة الزائدة. أما أكسيد الألومنيوم (Al₂O₃ _{) فيتشكل على سطح الألومنيوم أو سبائكه لحمايته من التآكل. وبالمقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ، فإن} طبقة الحماية التي يشكلها الألومنيوم ليست فعالةً جدًا في البيئات القاسية.

الألومنيوم مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ في المياه المالحة

يشكل الألومنيوم طبقة واقية ولكنها ليست فعالة مثل الطبقة السلبية من الفولاذ المقاوم للصدأ. لا يُظهر الألومنيوم مقاومة جيدة للتآكل ضد البيئة البحرية. يعد التنقر أو التآكل الموضعي مشكلة بالنسبة للألمنيوم في وجود أيونات الهاليد.

هل الفولاذ المقاوم للصدأ أقوى من الألومنيوم

نعم، قوة الشد القصوى للفولاذ المقاوم للصدأ تتفوق على الألومنيوم. توجد قوة الشد لسبائك الألومنيوم في حدود 90 إلى 690 ميجا باسكال [8]. أقصى قوة شد للفولاذ المقاوم للصدأ هي 1380 ميجا باسكال. عندما تكون هناك حاجة إلى نسبة قوة عالية إلى الوزن، يكون الألومنيوم أحد أفضل المرشحين. حسنًا، يؤدي الألمنيوم أداءً جيدًا في درجات الحرارة المنخفضة، بينما يخضع الفولاذ المقاوم للصدأ للانتقال إلى التحول الهش.

مخطط قوة الصلب

الجدول 3. قوة الشد القصوى وقوة الخضوع للفولاذ المقاوم للصدأ [15].

مخطط قوة الألومنيوم

الجدول 4. قوة الشد القصوى وقوة الخضوع لسبائك الألومنيوم.

هل الفولاذ المقاوم للصدأ طيع؟

إن قابلية المادة للطرق هي خاصية تخضع فيها المادة للتشوه البلاستيكي دون أن تتشقق أو تتكسر تحت التحميل المضغوط. الفولاذ المقاوم للصدأ أقل مرونة مقارنة بالألمنيوم ولكنه يمتلك درجة معينة من القابلية للطرق. هناك عدد من العوامل التي تؤثر على قابلية الفولاذ للطرق والتي تشمل درجة الحرارة وعناصر صناعة السبائك وقوة الضغط ومعدل التشوه. إن عملية تصنيع المعادن مثل الدرفلة والتزوير والختم والثني للفولاذ المقاوم للصدأ ممكنة بسهولة ولكن باستخدام معدات أكثر تخصصًا مقارنة بالألمنيوم. يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أكثر مرونة نسبيًا من الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي.

هل الفولاذ المقاوم للصدأ أرخص من الألومنيوم؟

لا، الفولاذ المقاوم للصدأ ليس أرخص من الألومنيوم. تعتبر عناصر/مكونات صناعة السبائك المستخدمة في إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ باهظة الثمن من سبائك الألومنيوم. يعد تصنيع / معالجة / تصنيع / تصنيع سبائك الألومنيوم أقل تكلفة نسبيًا مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ.

قوة الشد للصلب مقابل الألومنيوم

قوة الشد للصلب منخفضة تصل إلى 450 وتصل إلى 1240 ميجا باسكال بينما قوة الشد للألمنيوم تقع في حدود 10-700 ميجا باسكال. لذا، فإن قوة الشد التي يوفرها الفولاذ أعلى نسبيًا من الألومنيوم.

لون الصلب مقابل لون الألومنيوم

يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ بمظهر رمادي فضي ويمكن جعل سطحه عاكسًا حسب المتطلبات بعد التلميع. يوجد الفولاذ المقاوم للصدأ أيضًا باللون النحاسي والذهبي حيث يتم ترسيب البخار الفيزيائي لهذا الغرض. يمكن أن يكون سطح الفولاذ المقاوم للصدأ عاكسًا مثل سطح المرآة. لون الألومنيوم هو أبيض فضي ويمكن تحقيق لون مختلف لسطح الألومنيوم عن طريق الأكسدة وتطبيق الطلاء.

تفاعل الألمنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ

يتعرض الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل الجلفاني عندما يتلامسان مع المنحل بالكهرباء. الألومنيوم معدن أقل نبلاً من الفولاذ المقاوم للصدأ، ونتيجة لذلك يعمل الفولاذ المقاوم للصدأ ككاثود، ويعمل الألومنيوم كقطب موجب. سوف يتأكسد الألومنيوم نتيجة لدخول أيون الألومنيوم والإلكترون إلى المنحل بالكهرباء. يحدث تفاعل الإلكترون والأيون في المنحل بالكهرباء. يحدث تفاعل التخفيض على الفولاذ المقاوم للصدأ. ظل الفولاذ المقاوم للصدأ سليمًا ويتسارع تآكل الألومنيوم عندما يتلامس الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ.

الاستخدامات

فرن هولندي

الأفران الهولندية مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لأنها أكثر قدرة على الاحتفاظ بالحرارة مقارنة بالألمنيوم. إنه سهل التنظيف والصيانة ولكنه لا يحتوي على غطاء ثقيل ومحكم الغلق. يعتبر الحديد الزهر الاختيار الأنسب بين الفولاذ المقاوم للصدأ والحديد الزهر لأنه يمكنه الاحتفاظ بالحرارة لفترة أطول من الوقت مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ. يتمتع الألومنيوم بموصلية حرارية جيدة مقارنة بالألمنيوم. تتميز كلتا المادتين بمقاومة جيدة للتآكل.

أبل ووتش

تتوفر ساعات التفاح المصنوعة من الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ في السوق وهي جذابة من الناحية الجمالية. إذا كان الوزن الخفيف والراحة هو الأولوية إلى جانب التصميمات الأنيقة، فإن ساعة Apple المصنوعة من الألومنيوم هي الخيار الصحيح. تتوفر أشرطة الألومنيوم بألوان مختلفة أيضًا. إذا كان المظهر الفاخر ومقاومة التآكل مطلوبة، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ هو الاختيار الأنسب. عندما يتعلق الأمر بالقدرة على تحمل التكاليف، فإن ساعة التفاح المصنوعة من الألومنيوم أقل تكلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

تجهيزات المطابخ

تتآكل أواني الطبخ المصنوعة من الألومنيوم عندما يتم طهي الأطعمة المالحة والحمضية فيها وتصبح جزءًا من طعامك وهو غير صحي. الألومنيوم موصل جيد جدًا للحرارة ويمكن أن يحرق الطعام بسرعة أيضًا. من ناحية أخرى، تغلبت أواني الطبخ المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ على جميع المشاكل التي تقدمها أواني الطبخ المصنوعة من الألومنيوم. عندما يتعلق الأمر بالقدرة على تحمل التكاليف، فإن تجهيزات المطابخ المصنوعة من الألومنيوم أقل تكلفة.

مجوهرات بالجملة

يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ أكثر متانة مقارنة بالألمنيوم. نعم، يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ في صناعة المجوهرات ويمكن تقييم طول عمره من خلال قوة شد الفولاذ المقاوم للصدأ والحماية المقدمة له أثناء استخدامه.

أيهما أفضل الألومنيوم أم الفولاذ المقاوم للصدأ؟

الألومنيوم أفضل من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ المقاوم للصدأ أفضل من الألومنيوم، ويعتمد كليًا على الخصائص المطلوبة للتطبيق. لنفترض أن هناك حاجة إلى الوزن الخفيف ولكن القوة المنخفضة بالإضافة إلى مقاومة التآكل المعتدلة أو المنخفضة نسبيًا مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ مقارنة بالألومنيوم سيكون الاختيار المناسب. إذا كانت القوة العالية والمقاومة الجيدة للتآكل مطلوبة، فسيكون الفولاذ أفضل من الألومنيوم.

هل تصدأ سبائك الألومنيوم

لا، سبائك الألومنيوم لا تصدأ في ظل الظروف البيئية العادية. في البيئة البحرية، أيونات الهاليد لديها القدرة على التسبب في صدأ الألومنيوم عن طريق الحفر أو التآكل الموضعي.

هل الألومنيوم مسامي

الألومنيوم غير مسامي، بينما الألومينا مسامية. الألومينا (Al₂O₃ ) _{هي طبقة} من أكسيد الألومنيوم تعمل كطبقة واقية لحماية سبائك الألومنيوم من التآكل. قد تكون الألومينا مسامية، وتُستخدم تقنيات مختلفة لتقليل مساميتها أو سدّ مسامها. تُستخدم الألومينا المسامية في تطبيقات متعددة، مثل المحفزات والترشيح والتطبيقات الطبية الحيوية.

أفضل المواد لبالوعة الحرارة

الألومنيوم هو موصل إلهي للحرارة بينما الفولاذ المقاوم للصدأ مقاوم جيد للحرارة. لذا فإن الألومنيوم هو الخيار الأفضل.

هل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم أفضل للاستخدام في الهواء الطلق؟

مقاومة التآكل والمتانة مطلوبة عندما يُفترض استخدام المادة في الهواء الطلق. الفولاذ المقاوم للصدأ هو الخيار الأفضل.

كيف تفرق بين الفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم

الفولاذ المقاوم للصدأ ذو لون فضي أو رمادي والألومنيوم ذو لون رمادي مزرق، إذا لم يتم استخدام السطح بشكل أكبر. سيكون الألومنيوم أخف وزنًا مقارنةً بالفولاذ المقاوم للصدأ لنفس الحجم من المادة.

إيجابيات وسلبيات الألومنيوم

1. قوة عالية إلى نسبة رايت
2. مقاومة التآكل المعتدلة
3. متحمل
4. قابلة لإعادة التدوير
5. الموصلية الحرارية العالية
6. طبقة واقية بوروس
7. مقاومة سيئة للتآكل في البيئة البحرية
8. مرونة جيدة

إيجابيات وسلبيات الفولاذ المقاوم للصدأ

1. الفولاذ المقاوم للصدأ صحي
2. سهلة الصيانة
3. مقاومة التآكل عالية
4. مقاومة جيدة للتآكل
5. جذابة من الناحية الجمالية ويمكن استخدامها في الملحقات.
6. خرسانة مقاومة عالية
7. يعد تصنيع المعادن أمرًا صعبًا حيث يلزم وجود معدات أكثر تخصصًا لتصنيع المعادن. مرونة سيئة.
8. ثقيل

الألومنيوم مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ: كيفية الاختيار في مشاريع التصنيع واللحام

لحام وتصنيع الألمنيوم سهل نسبيا. بما أن الألومنيوم لديه نقطة انصهار منخفضة لذلك يتم استخدام تقنيات لحام متعددة للحام وهي اللحام بغاز التنغستن الخامل واللحام بالغاز الخامل المعدني. يمكن أن تسقط رقائق الألومنيوم بسهولة وتتجنب انسداد الرقاقة أثناء المعالجة. من ناحية أخرى، يصعب لحام الفولاذ المقاوم للصدأ بسبب ارتفاع درجة حرارة الانصهار وتكوين كربيد الكروم (التحسس).

لاختيار المواد الأكثر ملاءمة حسب الطلب أو الخصائص المطلوبة، اتصل بخبرائنا للاختيار المناسب لتطبيق معين.

الأسئلة الشائعة 

الفرق بين ساعة أبل المصنوعة من الألومنيوم والستانلس ستيل

تتميز ساعة أبل المصنوعة من الألومنيوم بأنها خفيفة الوزن ومريحة وبأسعار معقولة مع تصميمات أنيقة. تتوفر أشرطة الألومنيوم بألوان مختلفة أيضًا. إذا كان المظهر الفاخر ومقاومة التآكل مطلوبة، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ هو الاختيار الأنسب.

الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ أيهما أفضل للصحة

طبقة الأكسيد من الفولاذ المقاوم للصدأ ليست مسامية لذلك لن تنمو المواد. ملابس الطبخ المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، ومعدات تجهيز الأغذية، وتخزين الطعام، والأدوات الجراحية مشهورة جدًا. الفولاذ المقاوم للصدأ أفضل للصحة.