Der Festigkeitsvergleich zwischen Nickel und Aluminium hängt von der spezifischen Art der gemessenen Stärke (z. Hier ist ein detaillierter Zusammenbruch:
Reiner Nickel: Es hat eine Zugfestigkeit von etwa 345 MPa (Megapascals) und eine Streckgrenze von etwa 140 MPa. Es ist relativ duktil und resistent gegen Korrosion, aber seine Stärke ist im Vergleich zu vielen Legierungen mäßig.
Reines Aluminium: Reines Aluminium ist viel schwächer, mit einer Zugfestigkeit von nur ~ 90 MPa und einer Streckgrenze von ~ 30 MPa. Es ist weich und sehr formbar, wodurch es für hochfeste Anwendungen in seiner reinen Form ungeeignet ist.
In ihren reinen Zuständen ist Nickel sowohl in Zug- als auch Ertragsfestigkeit signifikant stärker als Aluminium.
Die meisten industriellen Anwendungen verwenden Legierungen (Metalle, gemischt mit anderen Elementen), um die Stärke zu verbessern, und hier wird der Vergleich nuancierter:
Nickellegierungen: Legierungen wie Inconel (Nickel-Chrom-basiert) oder Monel (Nickel-Copper) haben eine außergewöhnliche Stärke, insbesondere bei hohen Temperaturen. Zum Beispiel:
Inconel 718 hat eine Zugfestigkeit von ~ 1.400 MPa und eine Ertragsstärke von ~ 1.200 MPa.
Diese Legierungen behalten auch bei Temperaturen über 600 Grad Festigkeit, was sie ideal für Luft- und Raumfahrt- oder Hochhitzeanwendungen macht.
Aluminiumlegierungen: Legierungen wie 6061-T6 oder 7075-T6 sind weitaus stärker als reines Aluminium:
6061-T6 hat eine Zugfestigkeit von ~ 310 MPa und eine Ertragsstärke von ~ 276 MPa.
7075-T6 (eine hochfeste Legierung) erreicht eine Zugfestigkeit von ~ 572 MPa und eine Streckgrenze von ~ 503 MPa.
Aluminiumlegierungen verlieren jedoch schnell die Festigkeit bei Temperaturen über 150–200 Grad und begrenzen ihre Verwendung in Umgebungen mit hoher Hitze.
Die Härte (ein Maß für die Verformungswiderstand) bevorzugt auch Nickel in den meisten Fällen:
Pure Nickel hat eine Brinell -Härte von ~ 80 HB.
Reines Aluminium hat eine Brinell -Härte von nur ~ 25 Hb.
Hochfeste Aluminiumlegierungen (z. B. 7075-T6) können ~ 150 HB erreichen, aber Nickellegierungen wie Inconel überschreiten oft 200 HB, was sie härter und mehr tragen.
Aluminium hat eine geringere Dichte (~ 2,7 g/cm³) im Vergleich zu Nickel (~ 8,9 g/cm³). Dies bedeutet, dass Aluminiumlegierungen häufig ein besseres Verhältnis von Stärke zu Gewicht haben, was für Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt oder Automobildesign von entscheidender Bedeutung ist, bei denen die Gewichtsreduzierung der Schlüssel ist. Zum Beispiel hat 7075-T6-Aluminium ein Festigkeit zu Gewichtsverhältnis (~ 210 kN · m/kg), das viele Nickellegierungen übertrifft, obwohl Nickellegierungen eine höhere absolute Stärke haben.
In Bezug auf die absolute Stärke (Zug, Ertrag, Härte) sind Nickel und seine Legierungen im Allgemeinen stärker als Aluminium und seine Legierungen, insbesondere bei hohen Temperaturen. Aluminiumlegierungen übertreffen jedoch das Verhältnis von Stärke zu Gewicht, was sie in gewichtsempfindlichen Anwendungen vorzuziehen. Die "Stärke" von jedem hängt von der spezifischen Anforderung ab (z. B. hoher Wärmewiderstand im Vergleich zu leichtem Design).
