Paslanmaz Çelik ve Alüminyum Arasındaki Farklar Nelerdir?

Paslanmaz çelik ve alüminyum kullanımı günümüzde kaçınılmaz hale gelen ve gün geçtikçe daha fazla ihtiyaç duyulan metaller arasındadır. Alüminyum veya paslanmaz çelikle temas etmeden bir gün geçirmek neredeyse imkansız hale geldi. Bu iki metal arabalarda, mutfaklarda, köprü inşaatlarında, uçaklarda, bina inşaatlarında ve daha pek çok yerde bulunur.

P. çelik ve Al görünüş olarak benzer görünse de, imalat endüstrisinde kullanım için her iki metali farklılaştıran farklı özellikler sergilerler. Sonuç olarak, proje tasarımınız hakkında en iyi kararı vermek yeterli olmayıp, projenin başarısında ve uzun ömürlülüğünde metal tipi de büyük rol oynamaktadır.

Bu nedenle bu makale, yaklaşık 17 özellik kullanarak paslanmaz çelik ve alüminyum arasında bir karşılaştırma yapacak ve aklınızdaki sorulara cevap olabileceğini düşündüğümüz bilgiler verebilecek bir yazı olarak beğeninize sunulmuştur.

Paslanmaz Çelik ve Alüminyum Arasındaki Farklar

P. çelik ve Al, her iki metali de ayırt etmek için kullanılabilecek çok çeşitli etkileyici özellikler sergiler. Bu özellikler bu bölümde paslanmaz çeliği alüminyumdan ayırt etmek için kullanılacaktır (Bu özellikler, element bileşimi, korozyon direnci, elektrik direnci, ısıl iletkenlik, erime noktası, sertlik, ağırlık ve daha fazlasını içerecek).

Kimyasal Kompozisyon

Bir proje için malzeme seçiminde metalin elementel bileşiminin dikkate alınması çok önemlidir. Bunun nedeni, bu tür metalin bileşenlerinin, sertlik, korozyon direnci, erime noktası ve daha pek çok özelliğinden sorumlu olmasıdır. Karşılaştırıldığında, P. çelik, farklı oranlarda çok çeşitli elementlerden oluşur. P. çelikler krom (%11) içerirken diğer elementlerin bileşimi yaklaşık %0.03 ila %1.0’ın üzerindedir. Diğer bileşenler arasında Al, silisyum, kükürt, nikel, selenyum, molibden, azot, titanyum, bakır ve niyobyum bulunur.

Söylendiği gibi, her kimyasal kompozisyon metalin özelliklerinde aktif bir rol oynar, örneğin krom içeriği ısı ve korozyon direnci sağlamaktan sorumludur.

Öte yandan alüminyum ise Al dahil olmak üzere, silisyum, çinko, magnezyum, manganez, bakır, demir, titanyum, krom, zirkonyum ve daha pek çok farklı bileşen içerir.

Korozyon Direnci

Hem P. çelik hem de Al, mükemmel korozyona dayanıklı özellikler sergiler. P. çelik krom, demir, nikel ve daha fazlasından oluşur. Krom, paslanmaz çeliğe korozyonu önlemek için görünmez bir kalkan sağlamaya yardımcı olan ilave bir maddedir. Paslanmaz çeliğin paslanması meydana geldiğinde, bu koruyucu tabaka onun ağırlığını alır. Yüzeyindeki pas temizlendiğinde, paslanmaz çeliğin krom kalkan içeriği kendini yeniler.

Öte yandan Al, P. çelik gibi paslanmaz. İlginç bir şekilde, Al, yüzeyinin paslanmasını önleyen ince bir Al oksit koruyucu tabakası olan bir kalkana sahiptir. Bununla birlikte, koruyucu kalkan – Al oksit, alüminyumun diğer korozyon biçimlerini engellemez.

Elektriksel iletkenlik

Elektriksel iletkenlik, bir metalin elektrik akımını ne kadar güçlü ilettiğini ölçen temel bir özelliğidir. P. çelik ve Al elektrik iletkenliğini belirlemek için, her iki metalin iletkenliğini derecelendirmek için standart olarak bakır kullanılır. Bunun nedeni, bakırın oldukça iletken olması ve 0 ile 100 arasında bir ölçekte 100 olarak sıralanmasıdır.

Bakırın elektrik iletkenliği ile karşılaştırıldığında, Al çelikten daha iyi bir iletkendir. Bakırın ağırlığının yaklaşık %30’u ile bakırın iletkenliğinin yaklaşık yüzde 61’ini sergiler. Bu, onu uzun mesafeli elektrik iletiminde ve yüksek voltajlı havai enerji hatlarında kullanım için ideal bir malzeme yapar. Bakırın elektrik iletkenliğine göre alüminyumun aksine, P. çelikler zayıf bir iletkendir. Bakırın iletkenliğinin sadece yaklaşık %3,5’ini sergiler.

Termal İletkenlik

Termal iletkenlik, projeniz için bir malzeme seçerken dikkate alınması gereken çok önemli bir faktördür. Bir metalin ısıl iletkenliği, ısıyı iletme veya iletme yeteneği olarak adlandırılır. Bazı uygulamalarda, hangi malzemenin mükemmel seçim olduğunu bilmek için termal iletkenliği belirlemek önemlidir. Özünde, iyi bir radyatörün iletkenlik oranının yüksek olması gerekirken, ısıl iletkenliği düşük olan bir malzeme iyi bir yalıtkandır.

Buna karşılık, Al 1460 BTU-in/saat-ft²-°F (210 W/mK) gibi çok daha iyi bir termal iletkenliğe sahiptir. Bu nedenle daha çok klima üniteleri ve radyatörler için kullanılır. Öte yandan, P. çelik, çoğunlukla 200°C üzerindeki bir sıcaklıkta yumuşak hale gelen alüminyuma kıyasla çok daha yüksek sıcaklıklarda kullanılabilir.

Erime noktası

Bir malzemenin erime noktası da malzeme seçiminde önemlidir. Bunun nedeni, metallerin en çok sıvı haldeyken şekillendirilebilir olmalarıdır. Bu, bir malzemenin şekillendirilebilirliğini belirlemek için erime noktasının kullanılabileceği anlamına gelir. 

Bu nedenle erime noktası, bir malzemenin katı halden sıvı hale dönüşmeye başladığı sıcaklıktır. Buna karşılık P. çelik, 1230 °C ila yaklaşık – 1530 °C arasında değişen daha yüksek bir erime noktasına sahiptir. Öte yandan Al, paslanmaz çeliğe kıyasla 660,37 °C daha düşük bir erime noktası sergiler. Bu da paslanmaz çeliğin bir ısı direnci uygulaması için alüminyumdan daha uygun olduğunu göstermektedir.

Sertlik

Sertlik, metalin yüzeyindeki aşındırma, deformasyon, çukurlaşma veya çizilmeye tepkisini tanımlayan metalin karşılaştırmalı değeridir. Bu sertlik testi, imalat alanında girinti makinesi olarak bilinen bir aletle yaygın olarak gerçekleştirilir.

Bir malzemenin sertliği, malzemenin mukavemetini elde etmede önemlidir. Birkaç yöntem kullanılarak ölçülür. Bu durumda, karşılaştırmalar için paslanmaz çeliğin sertliğini ve Alsertliğini ölçmek için Brinell ölçeğini kullanıyoruz. Brinell’in P.çelik sertliği (80 – 600 HB) alüminyumdan (15 HB) daha fazladır, bu nedenle paslanmaz çeliğin alüminyuma göre şekillendirilmesi daha zordur. Sertlik gerektiren uygulamalarda Al yerine paslanmaz çelik tercih edilir.

Yoğunluk

Al tipik olarak, mukavemet kaybetmeden geri dönüştürülebilen P. çelikler kadar güçlü değildir. Paslanmaz çeliğin ağırlığının yaklaşık üçte biri kadardır. Alüminyum 2,7 g/cm³ yoğunluğa sahiptir. Paslanmaz çeliğin yoğunluğu yaklaşık 8.0 g/cm³‘tür. Bu değerler alüminyumun P. çelikten daha hafif olduğunu göstermektedir. Hafiflik Al çoğunlukla gökdelenlerde ve uçaklarda kullanılır. Son zamanlarda, dünyadaki gökdelenlerin çoğu Al alaşımlarından yapılmıştır.

Ayrıca Al alaşımları, yüksek binaların yapımında kullanılan ağır cam panellerin ağırlığını taşıyabilmeleri için saf alüminyuma kıyasla daha güçlü olacak şekilde geliştirilmiştir.

Dayanıklılık

Bir malzeme, normal operasyonların zorluklarına maruz kaldığında aşırı onarım veya bakım kullanılmadan işlevsel kalıyorsa, dayanıklı olduğu söylenir. Al ve P. Çelik, kendi alanlarında dayanıklıdır. Ancak, özellikle dayanıklılık proje gereksinimlerinizde çok önemli bir unsur olduğunda, en dayanıklı malzemeyi belirlemek çok önemlidir.

Mukavemet ve sertlik açısından, P. Çelikler tartışmasız kazanan olarak kabul edilir. Kamyon ve arabaların büyük çoğunluğunun alüminyumdan daha fazla P. Çelik içermesinin nedeni budur. P. çelik alüminyumdan daha güçlü ve dayanıklıdır, bu nedenle otomotiv ve benzeri uygulamalarda alüminyuma göre tercih edilir.

İşlenebilirlik

Herhangi bir malzemenin işlenebilirliği, malzemenin işlenebilme kolaylığı ile belirlenir. Ayrıca, malzemenin ne kadar işlenebilir olduğu, malzemenin kesme koşuluna ve fiziksel özelliklerine bağlıdır.

Bu durumda Al, paslanmaz çelikten ve çoğu metalden daha fazla işlenebilirdir. Bu da işlendiğinde kolayca talaşlanmasını sağlayan daha düşük sertliğine atfedilir. Alüminyumun paslanmaz çeliğe göre nispeten daha kolay şekillendirildiği söylenebilir. Kolay talaş oluşturma, kesici takımların yeni oluşturduğu talaşlardan ziyade iş parçasını kesmek için daha fazla zaman ve çaba harcadığı düşünüldüğünde metalin daha rahat işlenmesi sağlanır. Al ayrıca P. çeliklerden 3 kat veya 4 kat daha hızlı işlenebilir.

Şekillendirilebilirlik

Şekillendirilebilirlik, bir malzemenin şekillendirildiğinde hasar görmeden plastik deformasyon gösterme yeteneğidir. P. çelik, aşınmaya karşı dirençlidir ve oldukça yumuşak ve şekillendirilmesi ve kesilmesi daha kolay olan alüminyuma göre daha serttir. Çoğu Al temper ve alaşım, paslanmaz çeliğe kıyasla daha kolay ezilir, aşınır veya çizilir. P. çelik güçlü ve sert olsa da ağırlık, kuvvet veya ısı uygulaması altında eğilme, deforme olma veya bükülme olasılığı daha düşüktür. Bir proje için malzemenin şekillendirilebilirliğinin önemli olduğu bir uygulamada Al mükemmel bir seçimdir.

Kaynaklanabilirlik

Bir proje için P. çelik veya Al seçimi genellikle uygulamaya bağlıdır. İster alüminyum parçaların ister P. çelik parçaların kaynağı olsun, her zaman kaliteli bir kaynak gereklidir. Farklı endüstriyel uygulamalar için oldukça avantajlı olabilecek farklı kalite çeşitlerine sahip olmanın yanı sıra, P. çelik ve Al kaynağı da farklıdır.  

Karşılaştırdığımızda, paslanmaz çeliğin kaynağı, Al kaynağına göre oldukça uygun maliyetli ve gerçekleştirilmesi kolaydır. Alüminyumun kaynağı daha fazla beceri ve temizlik gerektirir, ancak Al parçalar korozyona karşı dayanıklıdır ve daha hafiftir. Öte yandan P. çelik, alüminyumdan 2,5 kat daha ağır ve çok daha güçlüdür. Sonuç olarak, kaynak yapıldığında bükülebilir ve deforme olabilir, ancak alüminyuma kıyasla kolayca çatlamaz.

Akma Mukavemeti

Bir parçanın akma mukavemeti, parçanın veya malzemenin kalıcı olarak deforme olmaya başladığı en yüksek stres, akma noktası ise doğrusal olmayan deformasyonun başladığı noktadır. Bir malzeme akma noktasını geçtikten sonra, deformasyonun bir kısmı kalıcı olacak ve geri döndürülemez olacaktır. Al, düşük mukavemetli Al için 7 MPa’dan yüksek mukavemetli Al için yaklaşık 11 MPa’ya kadar değişen bir akma mukavemeti sergiler.

Öte yandan, P. çelik, düşük mukavemetli P. çelik için 25 MPa’dan yüksek mukavemetli P. çelik için yaklaşık 2500 MPa’ya kadar değişen akma mukavemeti sergiler. Bu nedenle, proje gereksiniminiz akma mukavemeti ile ilgiliyse, P. çelik tercih edilir.

Çekme Mukavemeti

Nihai çekme mukavemeti, gerilme-gerinim eğrisinde en yüksek olarak adlandırılır. Bu, bir malzemenin gerilimde dayanabileceği maksimum stres olarak adlandırılır. Bu stres uygulanır ve devam ederse, kırılmaya neden olur. Çoğu durumda bu değer, birkaç metalin veriminden yaklaşık %50 ila 60 daha fazla olan akma mukavemetinden önemli ölçüde yüksektir.

Bu durumda paslanmaz çeliği alüminyumla karşılaştırdık, bu da paslanmaz çeliğin alüminyumdan daha yüksek çekme mukavemeti sergilediğini gösteriyor. P. çelik 34.5 – 3100 MPa sergilerken, saf Al 90 MPa’lık bir çekme mukavemeti sergiler ve bazı ısıl işlem görebilen Al alaşımları için 690 MPa’nın üzerine yükseltilebilir.

Kesme Mukavemeti

Bir malzemenin kesme mukavemeti, bileşen kesmede başarısız olmadan önce kesme yüküne karşı dirençli özelliklerinden birisidir. Bu fenomen büyük ölçüde normal olarak, üzerine etki eden kuvvetin yönüne paralel bir düzlemde meydana gelir. P. çelik kesme gerilimi, alaşım özelliklerine bağlı olarak 74.5 – 597 MPa arasında derecelendirilirken, alüminyumun kesme mukavemeti 85 ila yaklaşık 435 MPa arasında derecelendirilir. Bu da kesme yüküne karşı yüksek direnç gerektiren uygulamalarda paslanmaz çeliğin alüminyuma göre mükemmel bir seçim olduğunu göstermektedir.

Renk

Projeniz için yanlış malzeme kullanmaktan kaçınmak için, kullanıcıların kullanılacak malzemelerin rengini iyi bilmeleri önerilir. Bu durumda, Al ve P. çelik çok benzer görünen ancak farklı olan iki metaldir.

Al, malzemenin yüzeyine bağlı olarak rengi gümüşten mat griye değişen gümüşi beyaz bir görünüm sergiler. Pürüzsüz yüzeyler için alüminyumun görünümü normalde gümüşe doğrudur. P. çelik, alüminyumun aksine nispeten parlaktır ve griden daha gümüş olan bir renk tonu sergiler. Çoğu durumda, P. çelik, bu görünümler zamanla hava tarafından değiştirilse bile, alüminyumun görünümüne kıyasla hala daha parlak olacaktır.

Kullanım Alanları

Paslanmaz çelik

Endüstriyel alanda P. çelik artık çok çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. %100 geri dönüştürülebilir olmakla birlikte hemen her yerde bulunur ve P. çelikten üretilen ürünlerle nihai tüketiciler hemen hemen her gün etkileşime girer. Kullanım alanları mutfak, yol, hastaneler, binalar ve çok daha fazlasını kapsar. 

Aşağıda paslanmaz çeliğin başlıca uygulamaları verilmiştir:

• Mutfak (mutfak lavaboları, tencere takımları, çatal bıçak takımı ve daha fazlası)
• Mimari (Köprüler, havaalanı çatıları, anıtlar ve heykeller)
• Cerrahi aletler ve Tıbbi Ekipman (Geçici kuronlar, cerrahi implantlar, Hemostatlar)
• Otomotiv uygulamaları (otomobil gövdeleri, vagonlar, hafif banliyö trenleri)
• Havacılık uygulamaları (uçak, uzay aracı)
• Su (sıhhi tesisat, baca arıtma, atık su arıtma, tuzdan arındırma)
• Kağıt, Kağıt Hamuru ve biyokütle dönüşümü (sindirici, ağartma tesisi, kağıt makinesi)
• Kimyasal ve Petrokimya işleme
• Yiyecek ve İçecekler
• Enerji (elektrolizör, güç üretimi)
• Takı
• P. çelik ejektör pimleri plastik bir kalıpta
• Ateşli silahlar
• 3D baskı

Alüminyum

Genel olarak Al, mükemmel korozyon direnci nedeniyle genellikle çok çeşitli endüstrilerde kullanılır. Özellikle temperlendiğinde mekanik özelliklerini geliştirmeye belirgin şekilde yardımcı olan çok çeşitli alaşımlarda ve formlarda bulunur. Örneğin Al alaşımının en yaygın biçimi, %92 ila yaklaşık %99 alüminyumdan oluşan folyo ve içecek kutusu biçimidir. 

Aşağıdakiler alüminyumun kullanım alanlarını gösterir:

• Ulaşım (uçak, bisiklet, demiryolu arabaları, otomobiller, deniz araçları, kamyonlar, uzay araçları ve daha fazlası)
• Ambalaj (çerçeve, kutular, folyolar,)
• Bina ve İnşaat (dış cephe kaplaması, pencereler, çatı kaplama, inşaat teli, kapılar, mantolama ve daha fazlası)
• Elektrikle ilgili uygulamalar (trafolar, motorlar, jeneratörler, iletken alaşımları ve daha fazlası)
• Ev Eşyaları (mobilya, mutfak eşyaları ve daha fazlası)
• Ekipman ve Makineler (araçlar, borular,işleme ekipmanı, ve daha fazlası)

Paslanmaz Çelikler ve Alüminyum ürünlerimiz hakkında detaylı bilgi alabilirsiniz.