Nhôm hay Thép: Vật liệu nào phù hợp cho sản phẩm của bạn?

Có nhiều loại hợp kim thép và nhôm trên thị trường hiện nay (Ảnh sưu tầm)

Nhôm hay Thép: Các đặc tính cần cân nhắc

Có nhiều loại hợp kim thép và nhôm khác nhau, mỗi loại lại có những tính chất và đặc điểm riêng biệt. Chúng ta hãy cùng so sánh một số đặc tính vật lý quan trọng nhất của thép và nhôm.

1. Trọng lượng

Chắc hẳn ai trong chúng ta cũng đều biết, nhôm nhẹ hơn thép. Trong thực tế, khi so sánh hai tấm nhôm và thép có cùng thể tích, trọng lượng thép có thể nặng gấp ba lần trọng lượng của nhôm.

2. Độ bền

Độ bền thường là một trong những đặc tính đầu tiên được xem xét khi lựa chọn vật liệu, đặc biệt là khi ứng dụng để sản xuất các sản phẩm cần có độ chịu áp lực cao. Việc xác định kim loại nào có độ bền tốt hơn cho sản phẩm của bạn sẽ phụ thuộc vào tính linh hoạt trong thiết kế. Ví dụ, một linh kiện nhôm với kích thước lớn nhưng trọng lượng nhẹ có thể có độ bền hơn rất nhiều so với linh kiện thép.

Các sản phẩm làm từ thép (Ảnh sưu tầm)

3. Tính dễ uốn

Một điểm bất lợi khác của thép là khó gia công thành các hình dạng khác nhau so với nhôm, đặc biệt là khi cần chế tạo các hình dạng phức tạp. Điều này có thể được khắc phục phần nào bằng cách nung thép đến nhiệt độ rất cao, nhưng lại làm tăng thêm chi phí và có thể ảnh hưởng đến các đặc tính khác. Mặt khác, nhôm tương đối dễ tạo hình qua quá trình làm lạnh hoặc nung nóng và rất lý tưởng cho các quy trình sản xuất như đùn hay cán.

4. Dẫn nhiệt

Nhôm nhìn chung dẫn nhiệt tốt hơn nhiều so với thép và thường được sử dụng trong các ứng dụng cần truyền tải nhiệt, chẳng hạn như trong tản nhiệt.

Các sản phẩm tản nhiệt do KIMSEN sản xuất

>> Xem thêm: Các sản phẩm tản nhiệt nhôm KIMSEN

5. Chống ăn mòn

Thép cacbon thường có khả năng chống ăn mòn kém, dễ bị rỉ sét. Ngược lại, nhôm có một lớp oxit bảo vệ trên bề mặt, hoạt động như một rào cản chống lại quá trình oxy hóa. Cần lưu ý rằng có thể tăng khả năng chống ăn mòn của thép cao hơn (tức “thép không gỉ”) nếu có tối thiểu 11% Crom trong thành phần hợp kim của thép. Tuy nhiên, “thép không gỉ” đắt hơn thép cacbon thường và các tính chất vật lý khác của thép có thể bị ảnh hưởng.

6. Chi phí

Giá thành của vật liệu luôn là một yếu tố quan trọng để cân nhắc cho dự án của mình. Vì giá của cả hai kim loại này sẽ biến động theo thị trường và hợp kim cụ thể, nên khó có thể kết luận rằng nhôm hay thép rẻ hơn trong mọi trường hợp.

7. Tính chất vật lý

Bảng dưới đây so sánh cụ thể các tính chất vật lý của thép và nhôm:

Đặc tính	Thép Cacbon trung bình	Hợp kim Nhôm thông thường
Mật độ	7.75 – 7.89 g/cc	0.0160 – 3.63 g/cc
Độ bền kéo	245 – 1740 MPa	1.24 – 730 MPa
Khả năng chống ăn mòn	Tệ	Tốt đến Xuất sắc
Độ dẫn nhiệt	21.9 – 52.0 W/m-K	1.48 – 255 W/m-K
Tính dễ uốn	Trung bình đến Tốt	Tốt đến Xuất sắc

Ứng dụng của nhôm và thép

Bảng dưới đây cho thấy các ứng dụng phổ biến nhất của thép & nhôm trong các ngành công nghiệp khác nhau:

Công nghiệp	Thép	Nhôm
Xây dựng	• Gia cố thép trong các kết cấu bê tông, chẳng hạn như cầu hay công viên • Giá đỡ và dầm thép	• Các ứng dụng kiến ​​trúc, chẳng hạn như tấm ốp sườn • Khung cửa sổ và cửa ra vào, máng xối và lan can
Thiết bị kỹ thuật	• Máy kéo, máy ủi và cần cẩu • Máy cán • Dụng cụ cầm tay như búa, xẻng	• Đường ống • Bể chứa
Vận tải	• Khung ô tô • Hệ thống truyền động • Hệ thống treo	• Thân, cánh và cấu trúc hỗ trợ máy bay • Thùng xe và bánh xe • Động cơ ô tô
Thiết bị gia dụng	• Máy giặt và máy sấy • Lò nướng	• Thân và khung thiết bị • Máy pha cà phê
Dụng cụ thể thao	• Thiết bị leo núi • Đầu gậy gôn • Xích, bánh răng và dây cáp xe đạp • Thiết bị cử tạ	• Khung, bánh xe và ghi đông xe đạp • Trụ trượt tuyết • Gậy bóng chày

 

Ứng dụng của nhôm trong xây dựng (Ảnh sưu tầm)

Chọn thép hay nhôm?

Việc chọn thép hay nhôm cho dự án của bạn sẽ phụ thuộc vào đặc điểm kỹ thuật, công nghệ sản xuất và ngân sách của dự án. Ví dụ: nếu sức mạnh và độ bền là những thuộc tính quan trọng nhất trong thiết kế và hình dạng sản phẩm không quá phức tạp, bạn có thể chọn thép. Mặt khác, nếu bạn cần một vật liệu có tỷ lệ sức mạnh trên khối lượng cao, khả năng chống ăn mòn tốt và khả năng tạo hình dạng độc đáo, thì nhôm có lẽ là lựa chọn tối ưu dành cho bạn.

Nguồn bài viết: gabrian.com