Acero frente a aluminio:comprensión de la diferencia entre metales ferrosos y no ferrosos

El acero y el aluminio son los metales más utilizados en el mundo. El aluminio es el segundo elemento metálico más abundante en la Tierra, mientras que el acero es, con mucho, la aleación más utilizada en todo el mundo. Sin embargo, si bien pueden parecer similares, existen grandes diferencias entre el acero y el aluminio, y cada uno tiene propiedades y aplicaciones únicas.

En esta publicación, compararemos el costo, la fuerza, el peso, la resistencia a la corrosión, los métodos de procesamiento y las aplicaciones del acero frente al aluminio, factores que pueden ayudarlo a determinar cuál es el mejor para el trabajo.

Coste

Si bien los precios del acero y el aluminio cambian constantemente según las condiciones del mercado mundial, en general, el acero es más barato en peso que el aluminio. Sin embargo, ambos metales vienen en una variedad de diferentes tipos y aleaciones que pueden variar significativamente en precio. Los aceros al carbono y al carbono tienden a ser los menos costosos, mientras que los precios del acero inoxidable pueden estar cerca de los del aluminio.

Fuerza

No hay duda de que el acero es más fuerte y más duro que el aluminio, por eso la gran mayoría de los marcos de los automóviles están hechos de acero. El acero es una aleación de hierro y carbono, entre otros elementos, y el carbono le da al acero su resistencia, dureza y durabilidad. Es menos probable que el aluminio se deforme por la fuerza o el calor.

Debido a que el aluminio es más blando que el acero, es mucho más propenso a la deformación. Si bien el aluminio nunca será tan fuerte como el acero, su resistencia aumenta a medida que disminuye la temperatura, lo que lo hace útil para aplicaciones de baja temperatura.

Peso y Densidad

Como se mencionó anteriormente, el aluminio cuesta más que el acero en peso, pero el acero es aproximadamente 2,5 veces más denso. Eso significa que para un volumen igual de acero frente a aluminio, el aluminio es menos costoso porque es significativamente más liviano.

La baja densidad del aluminio le da una relación resistencia-peso muy atractiva. Aunque el acero es más resistente, el aluminio proporciona mucha más resistencia por unidad de masa, lo que permite que los componentes estructurales de aluminio pesen mucho menos que los componentes de acero y, al mismo tiempo, tengan la resistencia adecuada para muchas aplicaciones. Con el diseño correcto, el aluminio puede brindar una durabilidad similar al acero con la mitad del peso.

Resistencia a la corrosión

Una de las características más preciadas del aluminio es su resistencia superior a la corrosión. A diferencia del acero, el aluminio no se oxida. La misma reacción de oxidación que produce el óxido de hierro (herrumbre) hace que el aluminio forme una capa de pasivación externa de óxido de aluminio que, a diferencia de la herrumbre, en realidad protege el metal de la corrosión y la descomposición y evita una mayor oxidación.

Los aceros inoxidables son resistentes a la corrosión, pero aún pueden oxidarse. Dependiendo de la aplicación y el entorno, el acero al carbono generalmente requiere un revestimiento superficial o pintura para protegerlo del óxido y la corrosión. A diferencia de la capa de pasivación del aluminio, este recubrimiento puede rayarse o desgastarse, exponiendo el acero y haciéndolo vulnerable a la oxidación y la corrosión.

Facilidad de procesamiento

Las propiedades físicas del acero frente al aluminio hacen que sea muy diferente trabajar con ellos. El aluminio es mucho más maleable que el acero, lo que le permite formar geometrías más delicadas como paredes muy delgadas. Su relativa suavidad hace que sea más fácil de cortar que el acero, lo que hace que el mecanizado de aluminio sea más rápido que el acero. Debido a que es tan liviano, se puede mecanizar en equipos más pequeños.

Mientras que el aluminio es más fácil de moldear y mecanizar, el acero suele ser más fácil de soldar. La capa de pasivación del aluminio y la alta conductividad térmica pueden dificultar la soldadura. Un soldador experto aún puede soldar aluminio, pero requiere más precisión y es menos indulgente que soldar acero. Además, algunas aleaciones de aluminio son más fáciles de soldar que otras, como el aluminio 5052.

El aluminio tiene un punto de fusión mucho más bajo que el acero (1221 °F frente a aproximadamente 2700 °F), por lo que es mucho más fácil de fundir. También se enfría más rápida y uniformemente, evitando la deformación y brindando una excelente estabilidad dimensional. La fundición de acero requiere materiales de molde especiales como el grafito y sistemas de enfriamiento más complejos para garantizar un enfriamiento uniforme.

Aplicaciones

Dadas las propiedades físicas muy diferentes del acero frente al aluminio, cada uno tiene aplicaciones distintas. En general, el acero se usa cuando la resistencia del aluminio es insuficiente para la aplicación o cuando el costo es el factor más importante. El aluminio se usa a menudo para aplicaciones que requieren muy poco peso o alta resistencia a la corrosión.

La resistencia y durabilidad del acero lo convierten en un material de construcción ideal. Los edificios, los ferrocarriles y otras infraestructuras casi siempre se basan en una estructura de acero, aunque el aluminio también es útil para algunas aplicaciones de construcción debido a su relación resistencia-peso. El acero también constituye aproximadamente la mitad del automóvil promedio.

El aluminio es esencial para la industria aeroespacial, donde se debe minimizar el peso, pero la resistencia y la durabilidad son fundamentales para la seguridad. Las aeronaves y las naves espaciales pueden consistir en hasta un 90 % de aleaciones de aluminio. Si bien el acero sigue siendo el material elegido para automóviles y camiones, la industria automotriz recurre cada vez más al aluminio para minimizar el peso y mejorar la eficiencia del combustible en los vehículos más nuevos.

La baja densidad, alta conductividad y formabilidad del aluminio también lo convierten en un material perfecto para líneas eléctricas. Es más barato que el cobre e incluso mejor conductor, y se convierte fácilmente en alambre.

Acero vs Aluminio:Resumen

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