La comparació de força entre el níquel i l’alumini depèn del tipus específic de força que es mesura (per exemple, força de tracció, força de rendiment, duresa) i la forma dels metalls (pura i aliatges). Aquí teniu un desglossament detallat:
Níquel pur: Té una resistència a la tracció d’uns 345 MPa (megapascals) i una força de rendiment d’uns 140 MPa. És relativament dúctil i resistent a la corrosió, però la seva força és moderada en comparació amb molts aliatges.
Alumini pur: L’alumini pur és molt més feble, amb una resistència a la tracció de només ~ 90 MPa i una força de rendiment de ~ 30 MPa. És suau i altament maleable, cosa que fa que no sigui adequat per a aplicacions de gran resistència en la seva forma pura.
En els seus estats purs, el níquel és significativament més fort que l’alumini tant en la resistència a la tracció com en el rendiment.
La majoria d’aplicacions industrials utilitzen aliatges (metalls barrejats amb altres elements) per millorar la força, i aquí la comparació es fa més matisada:
Aliatges de níquel: Els aliatges com Inconel (basat en el níquel-crom) o Monel (níquel-coure) tenen una força excepcional, especialment a temperatures altes. Per exemple:
Inconel 718 té una resistència a la tracció de ~ 1.400 MPa i una força de rendiment de ~ 1.200 MPa.
Aquests aliatges conserven força fins i tot a temperatures superiors als 600 graus, cosa que els fa ideals per a aplicacions aeroespacials o de gran calor.
Aliatges d'alumini: Els aliatges com el 6061-T6 o el 7075-T6 són molt més forts que l'alumini pur:
El 6061-T6 té una resistència a la tracció de ~ 310 MPa i una força de rendiment de ~ 276 MPa.
7075-T6 (un aliatge d’alta resistència) arriba a una resistència a la tracció de ~ 572 MPa i una resistència de rendiment de ~ 503 MPa.
No obstant això, els aliatges d'alumini perden força ràpidament a temperatures superiors als 150-200 graus, limitant el seu ús en entorns de gran calor.
La duresa (una mesura de resistència a la deformació) també afavoreix el níquel en la majoria dels casos:
El níquel pur té una duresa de Brinell de ~ 80 HB.
L’alumini pur té una duresa de Brinell de només ~ 25 HB.
Els aliatges d'alumini d'alta resistència (per exemple, 7075-T6) poden arribar a ~ 150 HB, però els aliatges de níquel com Inconel sovint superen els 200 HB, cosa que els fa més durs i resistents al desgast.
L’alumini té una densitat inferior (~ 2,7 g/cm³) en comparació amb el níquel (~ 8,9 g/cm³). Això significa que els aliatges d'alumini solen tenir una millor proporció de força a pes, que és fonamental en aplicacions com el disseny aeroespacial o automobilístic on la reducció de pes és clau. Per exemple, l’alumini 7075-T6 té una proporció de força a pes (~ 210 kN · m/kg) que supera molts aliatges de níquel, tot i que els aliatges de níquel tenen una major força absoluta.
Pel que fa a la força absoluta (tensil, rendiment, duresa), el níquel i els seus aliatges són generalment més forts que l’alumini i els seus aliatges, especialment a temperatures elevades. No obstant això, els aliatges d'alumini excel·len en la relació de força-pes, cosa que els fa preferibles en aplicacions sensibles al pes. La "força" de cadascuna depèn del requisit específic (per exemple, alta resistència a la calor i disseny lleuger).
