Som er stærkere, nikkel eller stål

Styrke -sammenligningen mellem nikkel og stål er nuanceret, da det afhænger af den specifikke type stål, formen af nikkel (ren eller legeret) og den mekaniske egenskab, der evalueres (f.eks. Trækstyrke, udbyttestyrke, hårdhed). Her er en detaljeret sammenbrud:

1. Ren nikkel vs. kulstofstål

Ren nikkel er et relativt blødt metal med moderat styrke:

Trækstyrke: ~ 345 MPa (megapascals) i sin udglødede tilstand.

Udbyttestyrke: ~ 140 MPa.

Det er duktil og formbar, hvilket gør det uegnet til højstyrke-applikationer i sin rene form.

I modsætning hertil har selv basisk kulstofstål (f.eks. Lavt kulstofstål med ~ 0,2% kulstof) signifikant højere styrke:

Trækstyrke: ~ 400–550 MPa.

Udbyttestyrke: ~ 250–350 MPa.
Således er rent nikkel svagere end de fleste kulstofstål.

2. Nikkellegeringer vs. stål med høj styrke

Nickels styrke øges dramatisk, når de er legeret med elementer som chrom, molybdæn, aluminium eller titanium, dannerNikkelbaserede superlegeringer(f.eks. Inconel 718, Hastelloy X). Disse legeringer udmærker sig i høj temperaturstyrke:

Inconel 718: Trækstyrke ~ 1.300 MPa (efter varmebehandling); bevarer styrke, selv ved 650–700 grad.

Hastelloy C-276: Trækstyrke ~ 895 MPa, med enestående korrosionsbestandighed.

Imidlertid kan avancerede stål med høj styrke (AHSS) eller legeringsstål (f.eks. Værktøjsstål, maraging stål) matche eller overskride denne styrke:

Maraging Steel (18ni): Et lavt kulstofindhold, stål med høj nikkel med trækstyrke op til 2.400 MPa, opnået gennem nedbørshærdning.

Høj styrke med lavlegeret (HSLA) stål: Trækstyrke op til 800 MPa med god sejhed.

Værktøjsstål: Trækstyrke, der spænder fra 1.500 til 2.000 MPa, afhængigt af varmebehandling.

3. Højtemperaturpræstation

Ved forhøjede temperaturer (over 600 grader) overgår den nikkelbaserede superlegeringer de fleste stål. Stål gennemgår nedbrydning af hurtig styrke ved høje temperaturer på grund af kornvækst og oxidation, mens nikkellegeringer opretholder deres strukturelle integritet. For eksempel:

Inconel 718 bevarer ~ 60% af sin rumtemperaturstyrke ved 700 grader.

Selv varmebestandige stål (f.eks. Rustfrit stål 310) mister betydelig styrke over 800 grader, hvilket gør nikkellegeringer stærkere i miljøer med høj varme som gasturbiner eller jetmotorer.

info-448-451 info-447-442

info-447-442 info-442-447

4. Hårdhed

Hårdhed (et mål for modstand mod deformation) følger en lignende tendens:

Ren nikkel har en Brinell -hårdhed på ~ 60 HB.

Mildt stål har en Brinell -hårdhed på ~ 120–150 HB.

Stål med høj styrke (f.eks. Hærdet værktøjsstål) kan nå 60 HRC (Rockwell C), svarende til ~ 700 HB-FAR hårdere end nikkellegeringer (typisk 20-40 HRC).

Ved stuetemperatur: De fleste stål (især højstyrke eller legeringsstål) er stærkere end rent nikkel og endda mange nikkellegeringer.

Ved høje temperaturer: Nikkelbaserede superlegeringer overgår næsten alle stål i styrkeopbevaring.

Stål er i sine avancerede former generelt stærkere end nikkel, men nikkellegeringer dominerer i høj temperatur og ætsende miljøer, hvor styrken skal opretholdes under ekstreme forhold.