Zakaj izbira materiala odloča o življenjski dobi dela
Medenina, aluminij in nerjavno jeklo so trije vlečni konji lahke industrijske kovine in se dovolj prekrivajo, da je izbira redko očitna. Medeninasto okovje, aluminijasta plošča in nosilec iz nerjavečega jekla so lahko na risbi videti enako sprejemljivi, vendar se zelo različno obnašajo v obalnem zraku, na območju pranja, v vročem sklopu ali na delu, ki ga je treba vsak mesec naviti, eloksirati ali polirati. Odločilna vprašanja so skoraj vedno ista: kako agresivno je okolje, koliko je pomembna teža, koliko trdnosti je potrebna na enoto debeline in koliko stroškov vzdrževanja ali končne obdelave lahko nosi projekt.
Spodnja primerjava je napisana za kupce in oblikovalske inženirje, ki raje določajo kovane mlevske izdelke kot za dekorativna maloprodajna dela.
Medenina: bakrene-cinkove zlitine z najboljšo obdelovalnostjo
Medenina je zlitina bakra in cinka, razmerje med obema pa določa lastnosti. Medenina C26000 (70/30) je duktilna kakovost za globok-vlečenje, ki se uporablja za jedra radiatorjev, lupine in okrasne stiskalnice, medtem ko C27200 (65/35) zamenja malo duktilnosti za trdnost in je pogosta v ceveh. Medenina-za prosto rezanje, kot je C36000, dodaja svinec k lomljenju ostružkov in je standardna izbira za-hitro obdelavo vijakov fitingov, ventilov in konektorjev.
Prednosti: odlična obdelovalnost, dobra toplotna in električna prevodnost, naravna antibakterijska površina, topel zlat videz, dobra odpornost proti utrujenosti pri delovanju z vibracijami.
Slabosti: dovzeten za črno obarvanost zaradi površinske oksidacije, zato je treba izpostavljene okrasne površine redno polirati; dovzeten za razcinkanje in napetost-korozijsko razpokanje v okoljih, ki vsebujejo klorid ali amoniak-, razen če je namesto tega izbrana odporna kakovost, kot je admiralska medenina ali bakrov nikelj.
Teža in trdnost: gostota okoli 8,5 g/cm³, natezna trdnost približno 340–470 MPa, odvisno od stanja.
V praksi je medenina izbrana, ko je treba del strojno obdelati v prostornini, mora prevajati toploto ali tok ali ga je treba zlahka spajkati in spajkati.
Aluminij: najmanjša teža na enoto trdnosti
Aluminij je lahka, mehka in zelo temprana kovina z gostoto približno 2,70 g/cm³, kar je približno tretjina gostote jekla ali medenine. Ta edina lastnost poganja večino njegove uporabe: valjani in ekstrudirani aluminij nadomešča težje kovine povsod, kjer je treba strukturo premikati, pošiljati ali pospeševati. Zlitina 5052 (Al-Mg) je običajna izbira za pločevinaste plošče in ladijske obloge, ker dobro prenaša oblikovanje in je odporna na razprševanje soli, medtem ko je 6061-T6 (Al-Mg-Si) strukturni razred za strojno obdelane nosilce, okvirje in hladilna telesa, z natezno trdnostjo približno 310 MPa v stanju T6.
Prednosti: izjemno razmerje med-in-težo, enostavno valjanje, ekstrudiranje in strojna obdelava, dobra toplotna prevodnost, nizki stroški na kilogram v primerjavi z nerjavnim jeklom.
Slabosti: nizka absolutna trdota, zato navoji in naležne površine potrebujejo vložke ali izdatno debelino stene; naravni oksidni film ščiti, vendar ne ustavi popolnoma napada v močni kloridni ali alkalni uporabi.
Anodiziranje: anodizirana površina je trda, električno izolirna in zelo odporna proti koroziji, zaradi česar je prednostna končna obdelava zunanjih aluminijastih plošč, znakov in ohišij.
Nerjaveče jeklo: trdnost in odpornost proti koroziji skupaj
Nerjaveče jeklo je nizko{0}}ogljično jeklo, ki vsebuje 10 % ali več kroma glede na maso, in ta vsebnost kroma proizvaja pasivni oksidni film, ki je odgovoren za njegovo odpornost proti rji in koroziji. Razred 304 (1.4301) je-splošni avstenitni razred, razred 316 (1.4404) s približno 16–18 % kroma, 10–14 % niklja in 2–3 % molibdena pa je morski razred, ki je odporen tudi na kloride in ne bo potemnel v mokrih razmerah.
Prednosti: visoka trdnost in trdota z odlično duktilnostjo, ohranja obliko in trdnost pri povišani temperaturi, ne-obarva in se enostavno čisti, dobra varivost.
Slabosti: višji stroški kot pri ogljikovem jeklu ali aluminiju, nižja toplotna in električna prevodnost kot pri bakrovih zlitinah, delovno-utrjevanje med strojno obdelavo, ki zahteva počasnejše rezalne hitrosti in togo orodje.
Opomba o duktilnosti: lastnosti se razlikujejo glede na vsebnost niklja, zato se feritni razred ne bo oblikoval kot avstenitni razred 316, čeprav se oba imenujeta nerjavno jeklo.
Medsebojna-{1}}primerjava
| Lastnina | Medenina (C26000 / C36000) | Aluminij (5052 / 6061) | Nerjaveče jeklo (304 / 316) |
|---|---|---|---|
| Tipična gostota | približno 8,5 g/cm³ | približno 2,70 g/cm³ | približno 8,0 g/cm³ |
| Odpornost proti koroziji | Slabo do zmerno; potemni in razcinka v kloridu | Dobro, če je eloksiran; zmerno golo | Odlično, vključno s kloridi v 316 |
| Moč | Zmerno, približno 340–470 MPa | Nizka do zmerna, približno 310 MPa v 6061-T6 | Visoka, običajno 500–700 MPa |
| Obdelovalnost | Najboljši od treh | Dobro, gumijasto pri nizkih hitrostih | Pošteno do revnih,-delo utrdi |
| Prevodnost | Dobra toplotna in električna | Dobra toplota | Nizka |
| Stroškovni položaj | Najvišje na kilogram | Najnižja za volumske liste in ekstruzijo | Najvišja za težko ploščo in palico |
| Vzdrževanje | Redno poliranje ob izpostavljenosti | Nizka, ko je eloksiran | Najnižja; čisto in ne{0}}madeževanje |
Kako izbrati med njimi
Mokra, slana ali obalna storitev: uporabite nerjaveče jeklo 316 ali eloksiran aluminij, kjer je teža pomembnejša od trdnosti. Na zunanjih straneh se je treba izogibati navadni medenini.
Veliko-strojno obdelani fitingi, ventili in električni priključki: uporabite-medenino, ki se obdeluje nekajkrat hitreje kot nerjaveče jeklo in prevaja tok.
Teža-kritičnih okvirjev, plošč, ohišij in toplotnih odvodov: uporabite aluminij 6061-T6 ali 5052 in določite eloksiranje za izpostavljenost na prostem.
Vroči deli, higienski deli in-arhitekturne komponente ali komponente z imensko tablico z dolgo življenjsko dobo: uporabite nerjaveče jeklo 304 ali 316, ki obdrži svojo obliko pod vročino in ga ni treba polirati.
Stroškovno usmerjeno delo v zaprtih prostorih: medenina za videz in prevodnost, aluminij za ravne plošče, nerjavno jeklo samo tam, kjer je resnično potrebna njegova trdnost ali higiena.
Pogosto zastavljena vprašanja
V: Kateri je najmočnejši od treh materialov?
Nerjaveče jeklo je najmočnejše, običajno 500–700 MPa v avstenitnih stopnjah, sledita mu medenina s približno 340–470 MPa in nato aluminij s približno 310 MPa v 6061-T6.
V: Kateri je najboljši za zunanjo ali obalno uporabo?
Nerjaveče jeklo razreda 316, ker njegova vsebnost kroma, niklja in molibdena daje najbolj stabilen pasivni film; eloksiran aluminij je lažja in cenejša alternativa za plošče in ohišja.
V: Kateri material je najlažje obdelati?
Brezplačno rezanje medenine, kot so stroji C36000, najhitrejše in najčistejše. Aluminij je na drugem mestu, nerjavno jeklo pa je najpočasnejše, ker se pri delu-trdi in zahteva togo orodje ter nižje hitrosti rezanja.
V: Ali medenina res korodira v morski vodi?
Navadna medenina razcinkira v kloridnih okoljih in lahko podvrže -korozijskim razpokam, zato jo običajno nadomestimo z admiralsko medenino ali bakrovim nikljem za dele,-mokre z morsko vodo.
V: Ali je aluminij v praksi šibkejši od jekla?
Na enoto teže dobro tekmuje, vendar je njegova absolutna trdnost manjša, zato aluminijasti modeli uporabljajo debelejše dele ali ekstrudirana rebra, da dosežejo enako togost kot del iz nerjavečega jekla.
V: Zakaj medenina potemni, nerjavno jeklo pa ne?
Medenina nima kroma za obnovo pasivnega filma, zato njena površina oksidira in potemni; nerjaveče jeklo nenehno obnavlja svojo -kromom bogato oksidno plast, ki ohranja svetlobo.
