Porównanie wytrzymałości między niklem a glinem zależy od określonego rodzaju mierzonej wytrzymałości (np. Wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, twardość) i postaci metali (czyste vs. stopy). Oto szczegółowy podział:
Czysty nikiel: Ma wytrzymałość na rozciąganie około 345 MPa (megapascale) i granicę plastyczności około 140 MPa. Jest stosunkowo plastyczny i odporny na korozję, ale jego siła jest umiarkowana w porównaniu z wieloma stopami.
Czyste aluminium: Czyste aluminium jest znacznie słabsze, z wytrzymałością na rozciąganie tylko ~ 90 MPa i granicą plastyczności ~ 30 MPa. Jest miękki i wysoce plastyczny, co czyni go nieodpowiednim do zastosowań o wysokiej wytrzymałości w czystej formie.
W swoich czystych stanach nikiel jest znacznie silniejszy niż aluminium zarówno pod względem rozciągania, jak i plastyczności.
Większość zastosowań przemysłowych wykorzystuje stopy (metale zmieszane z innymi elementami) w celu zwiększenia siły, a tutaj porównanie staje się bardziej dopracowane:
Stopy niklu: Stopy takie jak Inconel (na bazie niklu-chromu) lub Monel (nikiel-copper) mają wyjątkową siłę, szczególnie w wysokich temperaturach. Na przykład:
Inconel 718 ma wytrzymałość na rozciąganie ~ 1400 MPa i granicę plastyczności ~ 1200 MPa.
Stopy te zachowują wytrzymałość nawet w temperaturach powyżej 600 stopni, co czyni je idealnymi do zastosowań lotniczych lub o wysokim ogrzewaniu.
Stopy aluminium: Stopy takie jak 6061-T6 lub 7075-T6 są znacznie silniejsze niż czyste aluminium:
6061-T6 ma wytrzymałość na rozciąganie ~ 310 MPa i granicę plastyczności ~ 276 MPa.
7075-T6 (stop o wysokiej wytrzymałości) osiąga wytrzymałość na rozciąganie ~ 572 MPa i granicę plastyczności ~ 503 MPa.
Jednak stopy aluminium szybko tracą siłę w temperaturach powyżej 150–200 stopni, ograniczając ich stosowanie w środowiskach o wysokim ogrzewaniu.
Twardość (miara odporności na odkształcenie) również w większości przypadków sprzyja niklu:
Pure Nickel ma twardość Brinell wynoszącą ~ 80 HB.
Czyste aluminium ma twardość Brinella tylko ~ 25 Hb.
Stopy aluminium o wysokiej wytrzymałości (np. 7075-T6) mogą osiągnąć ~ 150 HB, ale stopy nikiel, takie jak Inconel, często przekraczają 200 HB, co czyni je trudniejszymi i bardziej odpornymi na zużycie.
Aluminium ma niższą gęstość (~ 2,7 g/cm³) w porównaniu do niklu (~ 8,9 g/cm³). Oznacza to, że stopy aluminium często mają lepszy stosunek wytrzymałości do masy, co ma kluczowe znaczenie w zastosowaniach takich jak lotnisko lub projekt motoryzacyjny, w których kluczowa jest redukcja masy. Na przykład aluminium 7075-T6 ma stosunek wytrzymałości do masy (~ 210 kN · m/kg), który przewyższa wiele stopów niklu, mimo że stopy nikiel mają wyższą siłę bezwzględną.
Pod względem siły absolutnej (rozciąganie, wydajność, twardość), nikiel i jego stopy są ogólnie silniejsze niż aluminium i jej stopy, szczególnie w wysokich temperaturach. Jednak stopnie aluminium wyróżniają się stosunkiem wytrzymałości do masy, dzięki czemu są preferowane w zastosowaniach wrażliwych na wagę. „Siła” każdego z nich zależy od konkretnego wymogu (np. Wysoka odporność na ciepło w porównaniu z lekką konstrukcją).
