Što je jači, nikl ili čelik

Poređenje snage između nikla i čelika nije nijansirano, jer ovisi o specifičnoj vrsti čelika, obliku nikla (čistih ili legiranih) i mehaničkim nekretninama koji se ocjenjuju (npr. Zatezna snaga, čvrstoća, tvrdoća). Evo detaljnog sloma:

1. Čisti nikl vs. Carbon Steel

Čisti nikl je relativno mekan metal sa umjerenom čvrstoćom:

Zatezna čvrstoća: ~ 345 MPa (megapaskals) u svojoj žarišti.

Snaga prinosa: ~ 140 MPa.

To je duktilni i koban, što ga čini neprikladnim za aplikacije velike čvrstoće u svom čistom obliku.

Suprotno tome, čak i osnovni ugljični čelik (npr., Čelik sa niskim ugljikom sa ~ 0,2% ugljika) ima značajno veću čvrstoću:

Zatezna čvrstoća: ~ 400-550 MPa.

Snaga prinosa: ~ 250-350 MPa.
Tako je čisti nikl slabiji od većine ugljičnih čelika.

2. Nickel Legura u odnosu na čelike velike čvrstoće

Snaga nikla dramatično se povećava kada se legira elementima poput hrom, molibdena, aluminija ili titanijuma, formiranjuSuperoji sa sjedištem u niklu(npr. inconel 718, hasteloy x). Ove legure Excel u čvrstoćoj visokoj temperaturi:

Inconel 718: Zatezna snaga ~ 1.300 MPa (nakon termičke obrade); zadržava snagu čak i u 650-700 stepeni.

Hastelloy C-276: Zatezna snaga ~ 895 MPa, sa izuzetnim otporom na koroziju.

Međutim, napredne čelike visoke čvrstoće (AHSS) ili legure (npr., Čelici za alate, čelici za mamažu) mogu se podudarati ili prelaziti ovu čvrstoću:

Majažni čelik (18NI): Nisko ugljeni, visokog nikl čelika sa zatezne čvrstoće do 2.400 MPa, postignuta otvrdnjavanjem oborina.

Visoko čvrstoća nisko-legure (HSLA) čelik: Zatezna čvrstoća do 800 MPa, s dobrim žilavošću.

Alatni čelici: Zatezna snaga u rasponu od 1.500-2.000 MPa, ovisno o toplinskoj obradi.

3. Izvođenje visoke temperature

Na povišenim temperaturama (iznad 600 stepeni), Superonike sa sjedištem u niklovima nadmašuju većinu čelika. Čelik podvrgava brzi degradaciju snage na visokim temperaturama zbog rasta zrna i oksidacije, dok nikl legure održavaju svoj strukturni integritet. Na primjer:

Inconel 718 zadržava ~ 60% svoje čvrstoće na sobu u 700 stepeni.

Čak i čelici otporni na toplinu (npr. Nehrđajući čelik 310) Gube značajnu snagu iznad 800 stupnjeva, čineći niklne legure jača u okruženjima visokog toplote poput plinskih turbina ili mlaznih motora.

info-448-451 info-447-442

info-447-442 info-442-447

4. Tvrdoća

Tvrdoća (mjera otpornosti na deformaciju) slijedi sličan trend:

Čisti nikl ima brinell tvrdoću od ~ 60 Hb.

Blaga čelik ima brinell tvrdoću ~ 120-150 HB.

Čelici velike čvrstoće (npr. Otvoreni alatni čelik) mogu dostići 60 HRC (Rockwell C), ekvivalentno ~ 700 hb-daleko teže od nikla legura (obično 20-40 HRC).

Na sobnoj temperaturi: Većina čelika (posebno čelici visoke čvrstoće ili legure) jači su od čistog nikla, pa čak i mnogih legura nikla.

Na visokim temperaturama: Superonike sa sjedištem u niklu prelazi gotovo sve čelike u zadržavanju snage.

Čelik, u svojim naprednim oblicima, općenito je jači od nikla, ali niklovi dominiraju u visokotemperaturnim i korozivnim okruženjima u kojima se snaga mora održavati u ekstremnim uvjetima.