Hliník vs iné kovy: Porovnanie vodivosti, hmotnosti, pevnosti a korózie

Ako hliník porovnáva základné fyzikálne vlastnosti

Hliník je na ľahšom konci technických kovov. Jeho hustota 2,70 g/cm³ je asi tretinová v porovnaní s meďou a oceľou, jeho tepelná vodivosť približne 235 W/m·K je na druhom mieste po medi medzi bežnými konštrukčnými kovmi a jeho prirodzený oxidový film ho udržuje stabilný vo väčšine atmosfér bez pridaného povlaku. To, čo neponúka, je vysoká absolútna pevnosť alebo vysoká -teplotná schopnosť: čistý hliník sa topí pri asi 660 stupňoch a jeho modul pružnosti asi 69 GPa je zhruba tretinový v porovnaní s oceľou, takže tuhosť musí pochádzať z geometrie.

Hliník verzus oceľ: Nerez, uhlík a liatina

Oproti nerezovej oceli 304 vedie hliník teplo asi pätnásťkrát rýchlejšie a váži asi tretinu, preto sú okolo neho postavené panvice, chladiče a špirály HVAC. Nerezová oceľ odpovedá tvrdosťou, odolnosťou proti opotrebeniu a povrchom, ktorý nereaguje s kyslými prísadami, a zachováva si užitočnú pevnosť pri teplotách, pri ktorých hliník už stratil väčšinu svojej nosnosti. Uhlíková oceľ je lacnejšia a stále tuhšia a ľahšie sa zvára, takže nesie rámy, tlakové nádoby a ťažké konštrukcie, zatiaľ čo hliník konkuruje všade tam, kde sa oplatí priplatiť. Liatina sa opäť správa inak: jej vysoká tepelná kapacita a nízka vodivosť jej umožňujú neustále ukladať a uvoľňovať teplo, čo vyhovuje praženiu a pomalému vareniu, zatiaľ čo hliník reaguje rýchlo a šíri teplo rovnomerne.

Mali by ste sa vyhnúť priamemu kontaktu hliníka-s-oceľou vo vlhkom a teplom prostredí, pretože galvanická korózia napáda hliník, pokiaľ nie sú tieto dva kovy oddelené izolátorom.

Hliník verzus meď a titán

Meď zostáva referenčným vodičom na 100 percent IACS, zatiaľ čo elektrické triedy hliníka dosahujú približne 61 percent, takže kábel s rovnakým odporom potrebuje približne o 60 percent väčšiu plochu prierezu-, no stále váži približne o polovicu menej. Preto sú prenosové vedenia, prípojnice a veľké silové káble zvyčajne hliníkové, zatiaľ čo meď dominuje malým vinutiam, kontaktom a presným konektorom. Inžinierske práce spočívajú v koncovkách, pretože hliník tvorí izolačný oxid v priebehu niekoľkých minút po vystavení, takže spoje závisia od oteru počas uťahovania, zlúčeniny brániacej -oxidu a konektorov určených pre hliníkové vodiče.

Titán je asi o dve tretiny ťažší ako hliník a niekoľkonásobne drahší, no je ďaleko pevnejší a znáša vyššie teploty a agresívne chloridy. Hliník jednoznačne vyhráva vo vodivosti, s viac ako desaťnásobkom tepelnej vodivosti titánu, a v spracovateľnosti. Letecký dizajn preto používa titán v horúcich alebo vysoko zaťažených armatúrach, kde je časť spojená s kompozitom z uhlíkových-vlákien a hliníkom na plášte, rámy, nosníky a palivové nádrže.

Kuchynský riad, karosérie vozidiel a výber materiálu

V riade riešia tieto dva kovy opačné problémy: liatina ukladá teplo a pomaly ho uvoľňuje, zatiaľ čo hliník takmer okamžite reaguje na zmenu horáka a šíri teplo rovnomerne. Okorenená liatina ponúka prirodzený nepriľnavý-povrch, zatiaľ čo hliníkový riad je zvyčajne eloxovaný alebo potiahnutý, aby sa obmedzila reakcia medzi holým kovom a kyslými potravinami. Mnoho profesionálnych panvíc kombinuje hliníkové telo s kontaktným povrchom z nehrdzavejúcej ocele, aby sa dosiahli obe vlastnosti naraz.

Karosérie automobilov vykazujú rovnakú rovnováhu v priemyselnom meradle. Oceľ zostáva štandardom, pretože je lacná, tvarovateľná, ľahko sa zvára a opravuje a pretože havarijné konštrukcie závisia od jej tuhosti a deformačného správania. Hliník sa používa tam, kde sa redukcia hmotnosti vypláca, najmä uzávery a karoséria-v-bielej farbe elektrických vozidiel, kde každý ušetrený kilogram predlžuje dojazd; tieto konštrukcie namiesto bodového zvárania potrebujú samo-prepichovacie nity, konštrukčné lepidlá, skrutky s prietokovým{5}}vrtákom a izolované upevňovacie prvky.

Často kladené otázky

Otázka: Hliník alebo nehrdzavejúca oceľ pre kuchynské náradie?
Hliník sa zahrieva rýchlejšie a je ľahší, ale ľahko sa prehlbuje a reaguje s kyslými potravinami, zatiaľ čo nehrdzavejúca oceľ je ťažšia a vyžaduje si menšiu starostlivosť, a preto mnohé nástroje kombinujú hliníkové jadro s nerezovým kontaktným povrchom.

Otázka: Prečo si vybrať hliník pred meďou na zapojenie?
Typy hliníkových vodičov dosahujú približne 61 percent IACS, takže kábel potrebuje približne o 60 percent viac prierezu-pri rovnakom odpore, ale váži približne polovicu.

Otázka: Ako sa porovnáva hliník s titánom?
Titán je asi o dve tretiny ťažší a niekoľkonásobne drahší, no podstatne pevnejší a odolnejší voči teplu, zatiaľ čo hliník vedie teplo viac ako desaťkrát rýchlejšie a jeho výroba je oveľa jednoduchšia.

Otázka: Kedy by sa mala použiť liatina namiesto hliníka?
Vyberte si liatinu, ak je dôležité stabilné zadržiavanie tepla a tepelnú hmotu, a hliník, ak sú prioritou rýchla odozva, nízka hmotnosť a rovnomerné rozloženie tepla; profesionálne kuchyne bežne uchovávajú oboje.

Otázka: Prečo nie sú karosérie automobilov vyrobené z čistého hliníka?
Oceľ je lacnejšia, tuhšia a ľahšie sa opravuje a hliníkové konštrukcie potrebujú nity, lepidlá a galvanickú izoláciu, takže hliník sa používa tam, kde úspora hmotnosti odôvodňuje dodatočné náklady na proces.