Que é mais forte, níquel ou aço

A comparação de força entre níquel e aço é sutil, pois depende do tipo específico de aço, da forma de níquel (puro ou liga) e da propriedade mecânica que está sendo avaliada (por exemplo, resistência à tração, resistência ao escoamento, dureza). Aqui está um colapso detalhado:

1. Níquel puro vs. aço carbono

O níquel puro é um metal relativamente macio com força moderada:

Resistência à tracção: ~ 345 MPa (megapascals) em seu estado recozido.

Força de escoamento: ~ 140 MPa.

É dúctil e maleável, tornando-o inadequado para aplicações de alta resistência em sua forma pura.

Por outro lado, mesmo o aço carbono básico (por exemplo, aço de baixo carbono com ~ 0,2% de carbono) tem força significativamente maior:

Resistência à tracção: ~ 400–550 MPa.

Força de escoamento: ~ 250–350 MPa.
Assim, o níquel puro é mais fraco que a maioria dos aços carbono.

2. Ligas de níquel vs. aços de alta resistência

A força do níquel aumenta dramaticamente quando ligada a elementos como cromo, molibdênio, alumínio ou titânio, formandoSuperlloys baseados em níquel(por exemplo, Inconel 718, Hastelloy X). Essas ligas se destacam em força de alta temperatura:

Inconel 718: Resistência à tração ~ 1.300 MPa (após tratamento térmico); Retém força mesmo de 650 a 700 graus.

Hastelloy C-276: Resistência à tração ~ 895 MPa, com resistência excepcional à corrosão.

No entanto, aços avançados de alta resistência (AHSS) ou aços de liga (por exemplo, aços de ferramentas, aços maraging) podem corresponder ou exceder essa força:

Maraging Steel (18ni): Um aço de baixo carbono e alto níquel com resistência à tração de até 2.400 MPa, alcançada através do endurecimento da precipitação.

Aço de baixa liga de alta resistência (HSLA): Força de tração de até 800 MPa, com boa resistência.

Aços da ferramenta: Resistência à tração variando de 1.500 a 2.000 MPa, dependendo do tratamento térmico.

3. Desempenho de alta temperatura

Em temperaturas elevadas (acima de 600 graus), as super-alojas baseadas em níquel superam a maioria dos aços. O aço passa por uma rápida degradação de resistência a altas temperaturas devido ao crescimento e oxidação dos grãos, enquanto as ligas de níquel mantêm sua integridade estrutural. Por exemplo:

O Inconel 718 mantém ~ 60% de sua força de temperatura ambiente a 700 graus.

Mesmo os aços resistentes ao calor (por exemplo, aço inoxidável 310) perdem força significativa acima de 800 graus, tornando as ligas de níquel mais fortes em ambientes de alto calor, como turbinas a gás ou motores a jato.

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4. Dureza

A dureza (uma medida de resistência à deformação) segue uma tendência semelhante:

O níquel puro tem uma dureza Brinell de ~ 60 Hb.

O aço macio possui uma dureza Brinell de ~ 120-150 HB.

Aços de alta resistência (por exemplo, aço de ferramenta endurecida) podem atingir 60 HRC (Rockwell C), equivalente a ~ 700 HB-FAR mais difícil que as ligas de níquel (normalmente 20-40 HRC).

À temperatura ambiente: A maioria dos aços (especialmente aços de alta resistência ou liga) é mais forte que o níquel puro e até muitas ligas de níquel.

A altas temperaturas: Superloys baseados em níquel superam quase todos os aços na retenção de força.

O aço, em suas formas avançadas, é geralmente mais forte que o níquel, mas as ligas de níquel dominam em ambientes de alta temperatura e corrosivos, onde a força deve ser mantida em condições extremas.