Styrkans jämförelse mellan nickel och aluminium beror på den specifika typen av styrka som mäts (t.ex. draghållfasthet, avkastningsstyrka, hårdhet) och metallernas form (ren kontra legeringar). Här är en detaljerad uppdelning:
Rent nickel: Den har en draghållfasthet på cirka 345 MPa (megapascals) och en avkastningsstyrka på cirka 140 MPa. Det är relativt duktil och resistent mot korrosion, men dess styrka är måttlig jämfört med många legeringar.
Ren aluminium: Ren aluminium är mycket svagare, med en draghållfasthet på endast ~ 90 MPa och en avkastningsstyrka på ~ 30 MPa. Det är mjukt och mycket formbart, vilket gör det olämpligt för högstyrka applikationer i sin rena form.
I sina rena tillstånd är nickel betydligt starkare än aluminium i både drag och avkastningsstyrka.
De flesta industriella applikationer använder legeringar (metaller blandade med andra element) för att förbättra styrka, och här blir jämförelsen mer nyanserad:
Nicklegeringar: Legeringar som Inconel (nickel-krombaserad) eller Monel (nickel-koppar) har exceptionell styrka, särskilt vid höga temperaturer. Till exempel:
Inconel 718 har en draghållfasthet på ~ 1 400 MPa och en avkastningsstyrka på ~ 1 200 MPa.
Dessa legeringar behåller styrka även vid temperaturer över 600 grader, vilket gör dem idealiska för flyg- eller högvärmda applikationer.
Aluminiumlegeringar: Legeringar som 6061-T6 eller 7075-T6 är mycket starkare än ren aluminium:
6061-T6 har en draghållfasthet på ~ 310 MPa och en avkastningsstyrka på ~ 276 MPa.
7075-T6 (en högstyrka legering) når en draghållfasthet på ~ 572 MPa och en avkastningsstyrka på ~ 503 MPa.
Emellertid tappar aluminiumlegeringar styrka snabbt vid temperaturer över 150–200 grader, vilket begränsar deras användning i miljöer med hög värme.
Hårdhet (ett mått på resistens mot deformation) gynnar också nickel i de flesta fall:
Rent nickel har en brinellhårdhet på ~ 80 HB.
Ren aluminium har en brinellhårdhet på endast ~ 25 HB.
Högstyrka aluminiumlegeringar (t.ex. 7075-T6) kan nå ~ 150 HB, men nickellegeringar som Inconel överstiger ofta 200 HB, vilket gör dem svårare och mer slitsträckta.
Aluminium har en lägre densitet (~ 2,7 g/cm³) jämfört med nickel (~ 8,9 g/cm³). Detta innebär att aluminiumlegeringar ofta har ett bättre styrka-till-vikt-förhållande, vilket är kritiskt i applikationer som flyg- eller bildesign där viktminskning är nyckeln. Till exempel har 7075-T6 aluminium ett styrka-till-viktförhållande (~ 210 kN · m/kg) som överträffar många nickellegeringar, även om nickellegeringar har högre absolut styrka.
När det gäller absolut styrka (drag, utbyte, hårdhet) är nickel och dess legeringar i allmänhet starkare än aluminium och dess legeringar, särskilt vid höga temperaturer. Emellertid utmärker aluminiumlegeringar i förhållandet mellan styrka och vikt, vilket gör dem att föredra i viktkänsliga tillämpningar. "Styrka" för var och en beror på det specifika kravet (t.ex. hög värmebeständighet kontra lätt design).
