Сравнение прочности между никелем и алюминием зависит от измерения конкретного типа прочности (например, прочность на растяжение, прочность урожая, твердость) и формы металлов (чистые и сплавы). Вот подробный срыв:
Чистый никель: Он имеет прочность на растяжение около 345 МПа (мегапаскалы) и прочность урожая около 140 МПа. Он относительно пластичен и устойчив к коррозии, но его сила умеренная по сравнению со многими сплавами.
Чистый алюминий: Чистый алюминий намного слабее, с прочностью растягивания всего ~ 90 МПа и силой урожайности ~ 30 МПа. Он мягкий и очень податливый, что делает его непригодным для высокопрочных применений в чистой форме.
В их чистых состояниях никель значительно сильнее алюминия как при растяжении, так и в силе выхода.
Большинство промышленных приложений используют сплавы (металлы, смешанные с другими элементами) для повышения прочности, и здесь сравнение становится более нюансированным:
Никелевые сплавы: Сплавы, такие как Inconel (на основе никеля-хрома) или Monel (никель-коппер), имеют исключительную прочность, особенно при высоких температурах. Например:
Inconel 718 имеет прочность на растяжение ~ 1400 МПа и прочность урожая ~ 1200 МПа.
Эти сплавы сохраняют силу даже при температуре выше 600 градусов, что делает их идеальными для аэрокосмических или высоких применений.
Алюминиевые сплавы: Сплавы, такие как 6061-T6 или 7075-T6, намного сильнее чистого алюминия:
6061-T6 имеет прочность на растяжение ~ 310 МПа и прочность урожая ~ 276 МПа.
7075-T6 (высокопрочный сплав) достигает прочности на растяжение ~ 572 МПа и прочность урожая ~ 503 МПа.
Тем не менее, алюминиевые сплавы быстро теряют силу при температуре выше 150–200 градусов, ограничивая их использование в средах с высоким уровнем нагрева.
Твердость (мера сопротивления деформации) также способствует никеле в большинстве случаев:
Чистый никель имеет твердость Brinell ~ 80 Hb.
Чистый алюминий имеет твердость Brinell всего ~ 25 Hb.
Высокопрочные алюминиевые сплавы (например, 7075-T6) могут достигать ~ 150 Hb, но никелевые сплавы, такие как Inconel, часто превышают 200 Hb, что делает их более трудными и более устойчивыми к износостойким.
Алюминий имеет более низкую плотность (~ 2,7 г/см сегодня) по сравнению с никелем (~ 8,9 г/см сегодня). Это означает, что алюминиевые сплавы часто имеют лучшее соотношение прочности к весу, что имеет решающее значение в таких приложениях, как аэрокосмическая или автомобильная конструкция, где снижение веса является ключевым. Например, алюминий 7075-T6 имеет соотношение прочности к весу (~ 210 кН · м/кг), которое превосходит многие никелевые сплавы, даже если никелевые сплавы имеют более высокую абсолютную силу.
С точки зрения абсолютной силы (растяжение, урожайность, твердость), никель и его сплавы, как правило, сильнее алюминия и его сплавов, особенно при высоких температурах. Тем не менее, алюминиевые сплавы превосходят по отношению к силу к весу, что делает их предпочтительными в чувствительных к весу приложениям. «Сила» каждого зависит от конкретной потребности (например, высокая теплостойкость в зависимости от легкой конструкции).
