Edelstahl und Aluminium, was ist der Unterschied?

Die Verwendung von rostfreiem Stahl und Aluminium ist heute unumgänglich geworden. Es ist fast unmöglich geworden, im Alltag nicht mit Aluminium oder rostfreiem Stahl in Berührung zu kommen. Diese beiden Metalle finden sich in Autos, Küchen, Brückenkonstruktionen, Flugzeugen, Gebäudekonstruktionen und vielem mehr.

Obwohl Edelstahl und Aluminium ähnlich aussehen, weisen sie unterschiedliche Eigenschaften auf, die beide Metalle für den Einsatz in der Fertigungsindustrie prädestinieren.

Es reicht also nicht aus, die beste Entscheidung für Ihr Projektdesign zu treffen, sondern auch der Metalltyp spielt eine wichtige Rolle für den Erfolg und die Langlebigkeit des Projekts.

Aus diesem Grund soll in diesem Artikel ein Vergleich zwischen nichtrostendem Stahl und Aluminium anhand von etwa 17 Eigenschaften gezogen werden.

Ein Vergleich von 17 Unterschieden zwischen Edelstahl und Aluminium

Nichtrostender Stahl und Aluminium weisen eine Vielzahl beeindruckender Eigenschaften auf, die zur Unterscheidung der beiden Metalle genutzt werden können. Diese Eigenschaften werden in diesem Kapitel zur Unterscheidung von nichtrostendem Stahl und Aluminium herangezogen. Zu diesen Eigenschaften gehören Elementzusammensetzung, Korrosionsbeständigkeit, elektrischer Widerstand, Wärmeleitfähigkeit, Schmelzpunkt, Härte, Gewicht und mehr.

Edelstahl und Aluminium: Element-Zusammensetzung

Die Berücksichtigung der elementaren Zusammensetzung des Metalls ist entscheidend für die Auswahl des Materials für ein Projekt. Denn die Bestandteile eines solchen Metalls sind verantwortlich für seine Eigenschaften wie Härte, Korrosionsbeständigkeit, Schmelzpunkt und vieles mehr. Im Vergleich dazu besteht nichtrostender Stahl aus einer Vielzahl von Elementen in unterschiedlichen Anteilen. Nichtrostender Stahl enthält Chrom (11%), während die Zusammensetzung anderer Elemente von etwa 0,03% bis über 1,0% reicht. Weitere Bestandteile sind Aluminium, Silizium, Schwefel, Nickel, Selen, Molybdän, Stickstoff, Titan, Kupfer und Niob.

Wie gesagt, spielt jedes Element eine aktive Rolle bei den Eigenschaften des Metalls, so ist beispielsweise der Chromgehalt für die Hitze- und Korrosionsbeständigkeit verantwortlich.

Auf der anderen Seite enthält Aluminium verschiedene Bestandteile wie Aluminium, Silizium, Zink, Magnesium, Mangan, Kupfer, Eisen, Titan, Chrom, Zirkonium und viele mehr.

Rostfreier Stahl vs. Aluminium: Korrosionsbeständigkeit

Sowohl rostfreier Stahl als auch Aluminium weisen hervorragende korrosionsbeständige Eigenschaften auf. Allerdings hat Edelstahl aufgrund seiner elementaren Zusammensetzung einen Vorteil gegenüber Aluminium. Edelstahl besteht aus Chrom, Eisen, Nickel und anderen Bestandteilen. Das Chrom ist ein Zusatzstoff, der dem Edelstahl einen unsichtbaren Schutzschild gegen Korrosion verleiht. Wenn Edelstahl rostet, hat diese Schutzschicht die Hauptlast zu tragen. Wenn der Rost auf der Oberfläche abgeschrubbt wird, erneuert sich die Chromschicht des Edelstahls von selbst.

Andererseits rostet Aluminium nicht auf die gleiche Weise wie Edelstahl, sondern Aluminium korrodiert. Interessanterweise hat Aluminium ein Schild, das eine dünne Schutzschicht aus Aluminiumoxid ist, die seine Oberfläche vor Rost schützt. Allerdings ist der Schutzschild - Aluminiumoxid nicht verhindern, dass Aluminium von anderen Formen der Korrosion.

Rostfreier Stahl vs. Aluminium: Elektrische Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit ist eine grundlegende Eigenschaft eines Metalls, die angibt, wie stark es den elektrischen Strom leitet. Zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit von nichtrostendem Stahl und Aluminium wird Kupfer als Standard verwendet, um die Leitfähigkeit beider Metalle zu bewerten. Das liegt daran, dass Kupfer eine hohe Leitfähigkeit aufweist und auf einer Skala von 0 bis 100 mit 100 bewertet wird.

Im Vergleich zur elektrischen Leitfähigkeit von Kupfer ist Aluminium ein besserer Leiter als Stahl. Es besitzt etwa 61 Prozent der Leitfähigkeit von Kupfer bei etwa 30% des Gewichts von Kupfer. Das macht es zu einem idealen Material für die elektrische Fernübertragung und für Hochspannungsfreileitungen. Im Gegensatz zu Aluminium ist rostfreier Stahl im Vergleich zur elektrischen Leitfähigkeit von Kupfer ein schlechter Leiter. Er weist nur etwa 3,5% der Leitfähigkeit von Kupfer auf.

Die elektrische Leitfähigkeit ist eine grundlegende Eigenschaft eines Metalls, die angibt, wie stark es den elektrischen Strom leitet. Zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit von nichtrostendem Stahl und Aluminium wird Kupfer als Standard verwendet, um die Leitfähigkeit beider Metalle zu bewerten. Das liegt daran, dass Kupfer eine hohe Leitfähigkeit aufweist und auf einer Skala von 0 bis 100 mit 100 bewertet wird.

Im Vergleich zur elektrischen Leitfähigkeit von Kupfer ist Aluminium ein besserer Leiter als Stahl. Es besitzt etwa 61 Prozent der Leitfähigkeit von Kupfer bei etwa 30% des Gewichts von Kupfer. Das macht es zu einem idealen Material für die elektrische Fernübertragung und für Hochspannungsfreileitungen. Im Gegensatz zu Aluminium ist rostfreier Stahl im Vergleich zur elektrischen Leitfähigkeit von Kupfer ein schlechter Leiter. Er weist nur etwa 3,5% der Leitfähigkeit von Kupfer auf.

Rostfreier Stahl vs. Aluminium: Schmelzpunkt

Der Schmelzpunkt eines Materials ist ebenfalls wichtig für die Materialauswahl. Denn Metalle sind am besten verformbar, wenn sie sich in einem flüssigen Zustand befinden. Das bedeutet, dass der Schmelzpunkt zur Bestimmung der Verformbarkeit eines Werkstoffs herangezogen werden kann. Außerdem ist zu bedenken, dass ein Bauteil versagen kann, sobald ein Werkstoff seinen Schmelzpunkt oder seine Temperatur erreicht hat.

Der Schmelzpunkt ist also die Temperatur, bei der ein Material beginnt, vom festen in den flüssigen Zustand überzugehen. Im Vergleich dazu hat nichtrostender Stahl einen höheren Schmelzpunkt, der von 1230 °C bis etwa - 1530 °C (2250 - 2790 °F) reicht. Andererseits hat Aluminium im Vergleich zu nichtrostendem Stahl einen niedrigeren Schmelzpunkt von 660,37 °C (1220,7 °F). Dies zeigt, dass nichtrostender Stahl für eine hitzebeständige Anwendung besser geeignet ist als Aluminium.

Edelstahl vs. Aluminium: Härte

Bei der Härte handelt es sich um den Vergleichswert des Metalls, der die Reaktion des Metalls auf Ätzung, Verformung, Dellen oder Kratzer an seiner Oberfläche beschreibt. Diese Härteprüfung wird in der Fertigung häufig mit einem Werkzeug, dem sogenannten Eindringkörper, durchgeführt.

Die Härte eines Materials ist wichtig, um die Festigkeit des Materials zu bestimmen. Sie wird mit verschiedenen Methoden gemessen. In diesem Fall verwenden wir die Brinell-Skala als Mittel zur Messung der Härte von rostfreiem Stahl und Aluminium zum Vergleich. Die Brinell-Härte von rostfreiem Stahl (80 - 600 HB) ist größer als die von Aluminium (15 HB), daher ist rostfreier Stahl im Vergleich zu Aluminium härter zu verformen. Daher wird bei Anwendungen, die eine hohe Härte erfordern, rostfreier Stahl gegenüber Aluminium bevorzugt.

Edelstahl vs. Aluminium: Dichte

Im Allgemeinen ist Aluminium nicht so stabil wie rostfreier Stahl, der ohne Verlust der Festigkeit recycelt werden kann. Es wiegt etwa ein Drittel des Gewichts von rostfreiem Stahl. Aluminium weist eine Dichte von 2,7 g/cm3 auf, während Edelstahl etwa 8,0 g/cm3 hat. Diese Werte zeigen, dass Aluminium ein geringeres Gewicht als rostfreier Stahl hat. Aufgrund des geringen Gewichts von Aluminium wird es hauptsächlich in Wolkenkratzern und Flugzeugen verwendet. In letzter Zeit werden die meisten Wolkenkratzer der Welt aus Aluminium gebaut.

Außerdem werden Aluminiumlegierungen so entwickelt, dass sie im Vergleich zu reinem Aluminium stabiler sind, damit sie das Gewicht der schweren Glasscheiben tragen können, die für den Bau hoher Gebäude verwendet werden.

Edelstahl gegen Aluminium: Langlebigkeit

Ein Material gilt als langlebig, wenn es ohne übermäßige Reparaturen oder Wartungsarbeiten funktionsfähig bleibt, wenn es den Herausforderungen des normalen Betriebs ausgesetzt ist. Aluminium und rostfreier Stahl sind beide in ihrem jeweiligen Bereich haltbar. Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung, das langlebigste Material zu bestimmen, vor allem, wenn die Langlebigkeit eine entscheidende Rolle bei Ihren Projektanforderungen spielt.

Im Vergleich dazu gilt nichtrostender Stahl in Bezug auf Festigkeit und Härte als unangefochtener Sieger. Aus diesem Grund besteht die überwiegende Mehrheit der Lastkraftwagen und Autos mehr aus rostfreiem Stahl als aus Aluminium. Edelstahl ist fester und haltbarer als Aluminium und wird daher in der Automobilindustrie und ähnlichen Anwendungen gegenüber Aluminium bevorzugt.

Rostfreier Stahl vs. Aluminium: Bearbeitbarkeit

Die Zerspanbarkeit eines Werkstoffs bezieht sich auf die Leichtigkeit, mit der der Werkstoff bearbeitet werden kann. Die Zerspanbarkeit eines Werkstoffs hängt auch von den Schnittbedingungen und den physikalischen Eigenschaften des Werkstoffs ab.

In diesem Fall ist Aluminium besser bearbeitbar als Edelstahl und die meisten Metalle. Dies ist auf seine geringere Härte zurückzuführen, die es bei der Bearbeitung leicht zersplittern lässt. Man kann sagen, dass Aluminium relativ leicht zu formen ist als rostfreier Stahl. Leichte Zerspanung bedeutet, dass das Metall leichter zu bearbeiten ist, so dass die Schneidwerkzeuge mehr Zeit und Mühe auf das Schneiden des Werkstücks verwenden als auf die Späne, die sie gerade erzeugt haben. Aluminium kann außerdem bis zu drei- oder viermal schneller bearbeitet werden als rostfreier Stahl.

Rostfreier Stahl vs. Aluminium: Umformbarkeit

Die Verformbarkeit ist die Fähigkeit eines Materials, sich bei der Verformung plastisch zu verformen, ohne beschädigt zu werden. Nichtrostender Stahl ist verschleiß- und abriebfest und härter als Aluminium, das relativ weich ist und sich leichter formen und schneiden lässt. Die meisten Aluminiumlegierungen lassen sich leichter verbeulen, ausbeulen oder zerkratzen als Edelstahl. Edelstahl ist zwar stark und hart, verformt sich aber unter Gewichts-, Kraft- oder Hitzeeinwirkung weniger leicht. Bei einer Anwendung, bei der die Verformbarkeit des Materials für ein Projekt wichtig ist, ist Aluminium die perfekte Wahl.

Rostfreier Stahl vs. Aluminium: Schweißeignung

Die Wahl zwischen Edelstahl und Aluminium für ein Projekt hängt oft von der Anwendung ab. Egal, ob Aluminium- oder Edelstahlteile geschweißt werden, eine hochwertige Schweißnaht ist immer erforderlich. Abgesehen davon, dass es verschiedene Qualitätssorten gibt, die für verschiedene industrielle Anwendungen sehr vorteilhaft sein können, lassen sich Edelstahl und Aluminium auch unterschiedlich schweißen.

Das Schweißen von rostfreiem Stahl ist im Vergleich zum Schweißen von Aluminium relativ kostengünstig und einfach auszuführen. Das Schweißen von Aluminium erfordert mehr Geschick und Sauberkeit, aber die Aluminiumteile sind korrosionsbeständig und haben ein geringeres Gewicht. Andererseits ist rostfreier Stahl 2,5 Mal schwerer und viel stärker als Aluminium. Daher kann er sich beim Schweißen verbiegen und verformen, bricht aber im Vergleich zu Aluminium nicht so leicht.

Edelstahl und Aluminium: Streckgrenze

Die Streckgrenze eines Teils ist die höchste Spannung, bei der das Teil oder der Werkstoff beginnt, sich dauerhaft zu verformen, während die Streckgrenze der Punkt ist, an dem die nichtlineare Verformung beginnt. Sobald ein Material seine Streckgrenze überschritten hat, ist ein Teil der Verformung dauerhaft und nicht mehr umkehrbar. Aluminium weist eine Streckgrenze auf, die von 7 MPa bei niedrigfestem Aluminium bis zu etwa 11 MPa bei hochfestem Aluminium reicht.

Andererseits weist nichtrostender Stahl eine Streckgrenze auf, die von 25 MPa für einen niedrigfesten nichtrostenden Stahl bis zu etwa 2500 MPa für einen hochfesten nichtrostenden Stahl reicht. Wenn Ihre Projektanforderung also mit der Streckgrenze zu tun hat, dann ist nichtrostender Stahl vorzuziehen.

Rostfreier Stahl vs. Aluminium: Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit wird als der höchste Punkt auf der Spannungs-Dehnungs-Kurve bezeichnet. Es handelt sich dabei um die maximale Spannung, die ein Material unter Spannung aushalten kann. Wenn diese Spannung aufgebracht und aufrechterhalten wird, führt sie zu einem Bruch. In den meisten Fällen ist dieser Wert deutlich höher als die Streckspannung, die bei einigen Metallen etwa 50 bis 60 % über der Streckgrenze liegt.

In diesem Fall haben wir nichtrostenden Stahl mit Aluminium verglichen, was zeigt, dass nichtrostender Stahl eine höhere Zugfestigkeit als Aluminium aufweist. Nichtrostender Stahl weist eine Zugfestigkeit von 34,5 - 3100 MPa auf, während reines Aluminium eine Zugfestigkeit von 90 MPa aufweist und bei einigen wärmebehandelbaren Aluminiumlegierungen auf über 690 MPa gesteigert werden kann.

Rostfreier Stahl und Aluminium: Scherfestigkeit

Die Scherfestigkeit eines Werkstoffs ist seine Widerstandsfähigkeit gegen Scherbelastung, bevor das Bauteil auf Scherung versagt. Dieses Phänomen tritt in der Regel in einer Ebene auf, die parallel zur Richtung der einwirkenden Kraft liegt. Die Scherbeanspruchung von Edelstahl liegt je nach Legierungseigenschaften zwischen 74,5 und 597 MPa, während die Scherfestigkeit von Aluminium zwischen 85 und etwa 435 MPa liegt. Dies zeigt, dass bei Anwendungen, die eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Scherkräfte erfordern, nichtrostender Stahl eine perfekte Wahl gegenüber Aluminium ist.

Edelstahl vs. Aluminium: Farbe

Um zu vermeiden, dass Sie das falsche Material für Ihr Projekt verwenden, ist es ratsam, dass sich die Benutzer mit der Farbe der zu verwendenden Materialien vertraut machen. In diesem Fall sind Aluminium und Edelstahl zwei Metalle, die sehr ähnlich aussehen, aber unterschiedlich sind.

Aluminium hat ein silbrig-weißes Aussehen, das je nach Oberfläche des Materials von Silber bis zu stumpfem Grau variiert. Bei glatten Oberflächen tendiert das Aussehen von Aluminium normalerweise zu Silber. Edelstahl ist im Gegensatz zu Aluminium relativ glänzend und weist einen Farbton auf, der eher silbern als grau ist. In den meisten Fällen ist nichtrostender Stahl im Vergleich zu Aluminium immer noch glänzender und heller, selbst wenn die Witterungseinflüsse das Aussehen im Laufe der Zeit beeinträchtigt haben.

Rostfreier Stahl vs. Aluminium: Anwendungen

Rostfreier Stahl

Nichtrostender Stahl wird in der Industrie heute in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Obwohl er 100% recycelbar ist, ist er fast überall zu finden und die Bürger kommen täglich mit Produkten aus Edelstahl in Berührung. Diese Anwendungen reichen von der Küche über die Straße bis hin zu Krankenhäusern, Gebäuden und vielem mehr. Nachfolgend sind die wichtigsten Anwendungen von rostfreiem Stahl aufgeführt:

• Kulinarisch (KüchenspülenKochgeschirr, Besteck, und vieles mehr)
• Architektur (Brücken, Flughafendächer, Denkmäler und Skulpturen)
• Chirurgische Werkzeuge und medizinische Ausrüstung (provisorische Kronen, chirurgische Implantate, Hämostatika)
• Anwendungen in der Automobilindustrie (Karosserien, Schienenfahrzeuge, leichte Nahverkehrszüge)
• Luft- und Raumfahrtanwendungen (Flugzeuge, Raumfahrzeuge)
• Wasser (Wasserleitungen, Wasseraufbereitung, Abwasserbehandlung, Entsalzung)
• Papier-, Zellstoff- und Biomasseumwandlung (Kocher, Bleichanlage, Papiermaschine)
• Chemische und petrochemische Verarbeitung
• Lebensmittel und Getränke
• Energie (Elektrolyseur, Stromerzeugung)
• Schmuck
• Auswerfstifte aus rostfreiem Stahl in einer Plastikform
• Feuerwaffen
• 3D-Druck

Aluminium

Im Allgemeinen wird Aluminium aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit in einer Vielzahl von Industriezweigen verwendet. Es existiert in einer Vielzahl von Legierungen und Formen, die deutlich zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Aluminium beitragen, insbesondere wenn es gehärtet wird. Die gebräuchlichste Form von Aluminiumlegierungen ist zum Beispiel die Form von Folien und Getränkedosen, die aus 92% bis etwa 99% Aluminium bestehen. Im Folgenden sind die wichtigsten Anwendungen von Aluminium aufgeführt:

• Transportwesen (Flugzeuge, Fahrräder, Eisenbahnwaggons, Automobile, Wasserfahrzeuge, Lastwagen, Raumfahrzeuge und viele mehr)
• Verpackungen (Rahmen, Dosen, Folien,)
• Bauwesen (Abstellgleis, Fenster, Bedachung, Baudraht, Türen, Ummantelung und vieles mehr)
• Anwendungen im Bereich Elektrizität (Transformatoren, Motoren, Generatoren, Leiterlegierungen und vieles mehr)
• Haushaltsgegenstände (Möbel, Kochutensilien und vieles mehr)
• Ausrüstung und Maschinen (Werkzeuge, Rohre, Verarbeitungsgeräteund viele mehr)

Edelstahl vs. Aluminium: Kosten

Im Gewichtsvergleich ist Aluminium relativ teurer als rostfreier Stahl. Allerdings wiegt Aluminium nur etwa ein Drittel des Gewichts von rostfreiem Stahl. Wenn also das gleiche Volumen an nichtrostendem Stahl und Aluminium nebeneinander gelegt wird, ist nichtrostender Stahl normalerweise um 30% teurer. Das bedeutet, dass, wenn die Materialkosten ein entscheidendes Kriterium sind, Aluminium das billigste Material ist und gegenüber Edelstahl bevorzugt wird.

Zusammenfassende Vergleichstabelle

Nachdem wir in Kapitel 1 etwa 17 Eigenschaften von nichtrostendem Stahl und Aluminium verglichen haben, finden Sie im Folgenden eine zusammenfassende Tabelle, die Ihnen den Vergleich und die Gegenüberstellung der beiden Metalle erleichtert.

Edelstahl vs. Aluminium: F.A.Q

Zusammenfassung

Nichtrostender Stahl und Aluminium gehören zu den am häufigsten verwendeten Metallen in der verarbeitenden Industrie. Sie werden in der Luft- und Raumfahrt, in der Medizin, in der Gastronomie, in der Architektur, im Bauwesen und in vielen anderen Bereichen eingesetzt. Edelstahl und Aluminium sind sich zwar ähnlich, besitzen aber beide spezifische und einzigartige Eigenschaften. Es geht jedoch um mehr als nur die Kosten. Die in diesem Artikel erläuterten Faktoren oder Eigenschaften sind bei der Wahl des richtigen Metalltyps für Ihr Projekt von entscheidender Bedeutung. Wenn sie beachtet werden, ist Ihr Projekt ein Erfolg.