Stal czarna, nierdzewna czy aluminium — porównanie blach

Typowe gatunki

• Stal czarna (niestopowa, bez powłoki): S235JR i S355J2 — stale konstrukcyjne, DC01 — blacha zimnowalcowana do gięcia i malowania. Porównaliśmy je w artykule S235JR, S355, DC01 czy ocynk — którą blachę stalową wybrać.
• Stal nierdzewna: 1.4301 (AISI 304) — gatunek ogólnego przeznaczenia; 1.4404 (316L) — z dodatkiem molibdenu, do środowisk z chlorkami; 1.4016 (430) — ferrytyczna, tańsza i magnetyczna, do wnętrz.
• Aluminium: EN AW-1050A — prawie czyste, miękkie, łatwe w gięciu; EN AW-5754 (AlMg3) — popularne na blachy konstrukcyjne i ryflowane, odporne na korozję; EN AW-6082 w stanie T6 — wytrzymałe, ale trudniejsze w gięciu.

Porównanie

Wartości według PN-EN 10025-2 (S235JR, blachy do 16 mm), PN-EN 10088-2 (1.4301, blacha walcowana na zimno) i PN-EN 485-2 (5754 w stanie O/H111). Aluminium w stanach umocnionych ma wyraźnie wyższą granicę plastyczności — ok. 130 MPa w 5754 H22 i ok. 260 MPa w 6082 T6 — i wyższą wytrzymałość na rozciąganie.

Masa i sztywność

Blacha aluminiowa waży mniej więcej jedną trzecią blachy stalowej o tej samej grubości. Ma jednak także około trzy razy mniejszy moduł sprężystości, więc płyta aluminiowa o tych samych wymiarach ugina się pod tym samym obciążeniem mniej więcej trzy razy bardziej.

Sztywność płyty na zginanie rośnie z trzecią potęgą grubości. Żeby płyta aluminiowa była tak sztywna jak stalowa, musi być grubsza o ok. 45% — i wtedy waży mniej więcej połowę płyty stalowej. Tak wygląda zwykle realna oszczędność masy przy zamianie stali na aluminium. Masę blach i detali policzyliśmy w artykule Ciężar blachy stalowej — jak obliczyć masę arkusza i detalu.

Korozja

• Stal czarna rdzewieje, więc detale maluje się albo cynkuje — sposoby zestawiliśmy w artykule Jak zabezpieczyć detale ze stali czarnej przed korozją.
• Stal nierdzewna chroni się sama dzięki zawartości chromu, który tworzy na powierzchni cienką warstwę pasywną. Zanieczyszczenie powierzchni żelazem — opiłkami, iskrami ze szlifowania stali czarnej, narzędziami używanymi wcześniej do stali czarnej — powoduje rdzawe naloty, dlatego obrabia się ją osobnymi narzędziami.
• Aluminium pokrywa się warstwą tlenku, która chroni je w większości środowisk. W połączeniu ze stalą w wilgotnym otoczeniu powstaje korozja galwaniczna, dlatego oba metale izoluje się od siebie podkładkami albo powłoką.

Cięcie laserowe

• Stal czarna — cienkie blachy tnie się azotem albo powietrzem, grubsze zwykle tlenem; od gazu zależy krawędź, co opisaliśmy w artykule Tlen czy azot — krawędź po cięciu a malowanie i spawanie.
• Stal nierdzewna — azotem, co daje jasną krawędź bez przebarwień. Blachy z folią ochronną tnie się zwykle od strony folii, a do cięcia laserowego stosuje się folie, które nie odklejają się od ciepła.
• Aluminium — azotem. Mocno odbija światło i dobrze przewodzi ciepło, więc przy tej samej mocy lasera tnie się je w mniejszych grubościach niż stal, a na dolnej krawędzi łatwiej o drobny grat.

Gięcie

• Stal czarna gnie się przewidywalnie; DC01 pozwala na najmniejsze promienie, S355 wymaga większych.
• Stal nierdzewna potrzebuje większej siły gięcia i mocniej sprężynuje; folia ochronna chroni powierzchnię przed odciskami narzędzi.
• Aluminium w gatunkach 1050A i 5754 gnie się dobrze, a 6082 w stanie T6 pęka przy małych promieniach — wymaga większego promienia i gięcia w poprzek kierunku walcowania.

Zasady projektowania detali giętych opisaliśmy w artykule Detal do gięcia — półka, otwory i wycięcia odciążające.

Koszt

Kilogram stali nierdzewnej i aluminium kosztuje wielokrotnie więcej niż kilogram stali czarnej. Przy porównaniu liczy się jednak koszt gotowego detalu: aluminium jest lżejsze, a stal czarna wymaga zwykle malowania albo cynkowania, które dla nierdzewki i aluminium często nie jest potrzebne. Składniki ceny cięcia opisaliśmy w artykule Od czego zależy cena cięcia laserowego.

Z czego tniemy

Zestawienie materiałów i grubości, z których wykonujemy zlecenia, aktualizujemy razem z sekcją materiałów na stronie głównej:

Mamy nadzieję, że zestawienie ułatwi dobór materiału do konkretnego detalu. Pytania o materiał chętnie wyjaśnimy — przez formularz kontaktowy albo telefonicznie.