강철 대 알루미늄:철과 비철 금속의 차이점 이해

강철과 알루미늄은 세계에서 가장 일반적으로 사용되는 금속입니다. 알루미늄은 지구상에서 두 번째로 풍부한 금속 원소이며 강철은 지금까지 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 합금입니다. 그러나 비슷해 보이지만 강철과 알루미늄에는 큰 차이점이 있으며 각각 고유한 특성과 용도가 있습니다.

이 게시물에서는 어느 것이 작업에 가장 적합한지 결정하는 데 도움이 되는 요소인 강철과 알루미늄의 비용, 강도, 무게, 내식성, 가공 방법 및 적용을 비교할 것입니다.

비용

철강 및 알루미늄 가격은 글로벌 시장 상황에 따라 끊임없이 변화하지만 일반적으로 철강은 알루미늄보다 무게가 저렴합니다. 그러나 두 금속 모두 가격이 크게 다를 수 있는 다양한 유형과 합금으로 제공됩니다. 연강 및 탄소강이 가장 저렴한 경향이 있는 반면 스테인리스강 가격은 알루미늄과 비슷할 수 있습니다.

강도

강철이 알루미늄보다 강하고 단단하다는 데는 의문의 여지가 없습니다. 그렇기 때문에 대다수의 자동차 프레임이 강철로 만들어집니다. 강철은 철과 탄소의 합금이며, 탄소는 강철에 강도, 경도 및 내구성을 부여합니다. 알루미늄보다 힘이나 열로 인해 변형될 가능성이 적습니다.

알루미늄은 강철보다 부드럽기 때문에 변형되기 훨씬 쉽습니다. 알루미늄은 강철만큼 강할 수는 없지만 온도가 낮아질수록 강도가 증가하므로 저온 응용 분야에 유용합니다.

무게 및 밀도

위에서 언급했듯이 알루미늄은 무게로 강철보다 비싸지 만 강철은 약 2.5 배 밀도가 높습니다. 즉, 동일한 양의 강철과 알루미늄의 경우 알루미늄이 훨씬 가볍기 때문에 가격이 저렴합니다.

알루미늄의 낮은 밀도는 매우 매력적인 강도 대 중량 비율을 제공합니다. 강철이 더 강하지만 알루미늄은 단위 질량당 훨씬 더 많은 강도를 제공하므로 알루미늄 구조 구성 요소의 무게가 강철 구성 요소보다 훨씬 적으면서도 많은 응용 분야에 적절한 강도를 유지할 수 있습니다. 알루미늄은 적절한 설계를 통해 절반의 무게로 강철과 유사한 내구성을 제공할 수 있습니다.

내식성

알루미늄의 가장 중요한 특성 중 하나는 우수한 내식성입니다. 강철과 달리 알루미늄은 녹슬지 않습니다. 산화철(녹)을 생성하는 동일한 산화 반응으로 인해 알루미늄이 산화알루미늄의 외부 보호층을 형성합니다. 이는 녹과 달리 실제로 금속을 부식 및 부식으로부터 보호하고 추가 산화를 방지합니다.

스테인리스 스틸은 부식에 강하지만 여전히 녹슬 수 있습니다. 적용 및 환경에 따라 탄소강은 일반적으로 녹 및 부식으로부터 보호하기 위해 표면 코팅 또는 페인트가 필요합니다. 알루미늄의 보호막과 달리 이 코팅은 긁히거나 벗겨져 강철이 노출되어 녹과 부식에 취약합니다.

처리 용이성

강철 대 알루미늄의 물리적 특성으로 인해 작업하기가 매우 다릅니다. 알루미늄은 강철보다 훨씬 더 가단성이 있어 매우 얇은 벽과 같은 보다 섬세한 형상으로 형성될 수 있습니다. 상대적으로 부드러움으로 강철보다 절단이 쉬워 알루미늄 가공이 강철 가공보다 빠릅니다. 매우 가볍기 때문에 더 작은 장비에서도 가공할 수 있습니다.

알루미늄은 성형 및 기계 가공이 더 쉽지만 강철은 일반적으로 용접이 더 쉽습니다. 알루미늄의 패시베이션 층과 높은 열 전도성은 용접을 어렵게 만들 수 있습니다. 숙련된 용접공은 여전히 ​​알루미늄을 용접할 수 있지만 용접 강철보다 정밀도가 더 높고 관대하지 않습니다. 또한 알루미늄 5052와 같은 일부 알루미늄 합금은 다른 합금보다 용접하기 쉽습니다.

알루미늄은 강철보다 녹는점이 훨씬 낮기 때문에(1,221°F 대 약 2,700°F) 주조가 훨씬 쉽습니다. 또한 더 빠르고 균일하게 냉각되어 변형을 방지하고 우수한 치수 안정성을 제공합니다. 주강은 균일한 냉각을 보장하기 위해 흑연 및 보다 복잡한 냉각 시스템과 같은 특수 주형 재료가 필요합니다.

응용 프로그램

강철과 알루미늄의 물리적 특성이 매우 다르기 때문에 각각 고유한 용도가 있습니다. 일반적으로 강철은 알루미늄의 강도가 적용하기에 부족하거나 비용이 가장 중요한 요소일 때 사용됩니다. 알루미늄은 매우 가벼운 무게나 높은 내식성을 요구하는 용도에 자주 사용됩니다.

강철의 강도와 내구성은 이상적인 건축 자재입니다. 건물, 철도 및 기타 기반 시설은 거의 항상 강철 프레임에 의존하지만 알루미늄은 강도 대 중량 비율로 인해 일부 건설 응용 분야에도 유용합니다. 철강은 또한 일반 자동차의 약 절반을 차지합니다.

알루미늄은 무게를 최소화해야 하지만 강도와 내구성이 안전에 중요한 항공우주 산업에 필수적입니다. 항공기와 우주선은 최대 90% 알루미늄 합금으로 구성될 수 있습니다. 철강은 여전히 ​​자동차와 트럭의 소재로 선택되고 있지만 자동차 산업은 새로운 차량의 무게를 최소화하고 연비를 개선하기 위해 점점 더 알루미늄으로 눈을 돌리고 있습니다.

알루미늄의 저밀도, 높은 전도성 및 성형성은 전선의 완벽한 소재이기도 합니다. 구리보다 저렴하고 도체가 훨씬 우수하며 전선에 쉽게 연결됩니다.

강철 대 알루미늄:요약

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