تعتمد مقارنة القوة بين النيكل والألومنيوم على النوع المحدد من القوة التي يتم قياسها (على سبيل المثال ، قوة الشد ، قوة العائد ، صلابة) وشكل المعادن (النقية مقابل السبائك). هذا انهيار مفصل:
النيكل النقي: يبلغ قوة الشد حوالي 345 ميجا باسكال (megapascals) وقوة العائد حوالي 140 ميجا باسكال. إنه مركب نسبيًا ومقاومًا للتآكل ، لكن قوتها معتدلة مقارنة بالعديد من السبائك.
الألومنيوم النقي: الألمنيوم النقي أضعف بكثير ، مع قوة شد فقط ~ 90 ميجا باسكال وقوة العائد ~ 30 ميجا باسكال. إنه ناعم ومرن للغاية ، مما يجعله غير مناسب للتطبيقات عالية القوة في شكله النقي.
في حالاتهم النقية ، يكون النيكل أقوى بكثير من الألمنيوم في كل من الشد والقوة العائد.
تستخدم معظم التطبيقات الصناعية السبائك (المعادن المختلطة مع عناصر أخرى) لتعزيز القوة ، وهنا تصبح المقارنة أكثر دقة:
سبائك النيكل: سبائك مثل Inconel (القائم على النيكل) أو مونيل (نيكل كوببر) لها قوة استثنائية ، خاصة في درجات الحرارة المرتفعة. على سبيل المثال:
Disterel 718 لديه قوة شد تبلغ ~ 1400 ميجا باسكال وقوة محصول تبلغ ~ 1200 ميجا باسكال.
تحتفظ هذه السبائك بالقوة حتى في درجات الحرارة التي تتجاوز 600 درجة ، مما يجعلها مثالية للتطبيقات الفضائية أو عالية الحرارة.
سبائك الألومنيوم: سبائك مثل 6061-T6 أو 7075-T6 أقوى بكثير من الألومنيوم النقي:
6061-T6 لديه قوة شد تبلغ ~ 310 ميجا باسكال وقوة العائد ~ 276 ميجا باسكال.
تصل 7075-T6 (سبيكة عالية القوة) إلى قوة شد تبلغ 572 ميجا باسكال وقوة العائد ~ 503 ميجا باسكال.
ومع ذلك ، تفقد سبائك الألومنيوم القوة بسرعة عند درجات حرارة تتجاوز 150-200 درجة ، مما يحد من استخدامها في بيئات الحرارة العالية.
صلابة (مقياس لمقاومة التشوه) تفضل أيضًا النيكل في معظم الحالات:
النيكل النقي لديه صلابة برينيل ~ 80 HB.
الألومنيوم النقي لديه صلابة برينيل ~ 25 HB فقط.
يمكن أن تصل سبائك الألومنيوم عالية القوة (على سبيل المثال ، 7075-T6) إلى حوالي 150 HB ، لكن سبائك النيكل مثل Inconel غالبًا ما تتجاوز 200 HB ، مما يجعلها أكثر صعوبة وأكثر مقاومة للارتداء.
يحتوي الألمنيوم على كثافة أقل (~ 2.7 جم/سم) مقارنة بالنيكل (~ 8.9 جم/سم). هذا يعني أن سبائك الألومنيوم غالبًا ما يكون لها نسبة أفضل قوة إلى الوزن ، وهو أمر بالغ الأهمية في تطبيقات الفضاء أو تصميم السيارات حيث يكون الحد من الوزن مفتاحًا. على سبيل المثال ، يحتوي الألمنيوم 7075-T6 على نسبة قوة إلى وزن (حوالي 210 كيلو نيوتن · م/كغ) تتجاوز العديد من سبائك النيكل ، على الرغم من أن سبائك النيكل تتمتع بقوة مطلقة أعلى.
من حيث القوة المطلقة (الشد ، العائد ، صلابة) ، فإن النيكل وسبائكه أقوى عمومًا من الألمنيوم وسبائكه ، وخاصة في درجات الحرارة العالية. ومع ذلك ، فإن سبائك الألومنيوم تتفوق في نسبة القوة إلى الوزن ، مما يجعلها مفضلة في التطبيقات الحساسة للوزن. تعتمد "قوة" كل منها على المتطلبات المحددة (على سبيل المثال ، مقاومة حرارة عالية مقابل تصميم خفيف الوزن).
