Lega di nichel 200/201

Material

Descrizione dei prodotti

Il nichel 200 e il nichel 201 sono entrambe leghe di nichel puro che offrono un'eccellente resistenza alla corrosione in vari ambienti. Ecco alcuni punti chiave su Nickel 200 e Nickel 201:Resistenza alla corrosione:Queste leghe mostrano un'eccezionale resistenza alla corrosione alla soda caustica (idrossido di sodio) e ad altri alcali. Offrono le migliori prestazioni in ambienti riducenti, dove offrono un'eccellente resistenza alla corrosione. In condizioni di ossidazione, sulla superficie delle leghe può formarsi un film di ossido passivo, fornendo un'ulteriore protezione dalla corrosione. Applicazioni: il nichel 200 e il nichel 201 trovano applicazioni in un'ampia gamma di settori, tra cui aerospaziale, lavorazione chimica e petrolchimica, lavorazione degli alimenti e trattamento marino e delle acque. Queste leghe sono comunemente utilizzate in apparecchiature come scambiatori di calore, valvole, pompe, serbatoi e sistemi di tubazioni in questi settori. Duttilità e fabbricazione: sia il nichel 200 che il nichel 201 sono altamente duttili in un ampio intervallo di temperature. Possono essere facilmente saldati e lavorati utilizzando le pratiche standard di fabbricazione in officina, rendendoli convenienti per la produzione e l'assemblaggio. È importante notare che sebbene il nichel 200 e il nichel 201 offrano una buona resistenza alla corrosione, potrebbero non essere adatti per ambienti altamente ossidanti o ad alta temperatura. Si consiglia di consultare gli ingegneri dei materiali o i produttori di leghe per determinare la scelta migliore per un'applicazione specifica e per garantire una corretta selezione della lega e la compatibilità con l'ambiente previsto.

Applicazioni

Componenti aerospaziali e missilistici
Lavorazione chimica e petrolchimica: produzione di cloro-alcali, soda caustica e altri alcali; acidi solforico, cloridrico, fluoridrico, fosforico e organico; soluzioni saline neutre e riducenti; cloruri reattivi tra cui ossicloruro di fosforo, tricloruro di fosforo, cloruro di nitrosilico, cloruro di benzile e cloruro di benzoile; fluoro e cloro; bromo e fenolo
Attrezzature per la lavorazione degli alimenti: salamoia di raffreddamento, acidi grassi, succhi di frutta
Trattamento delle acque marine e delle acque: acqua distillata, naturale e acqua di mare corrente

Standard

ASTM.................. B 162
ASME.................. SB 162

Proprietà generali

Nickel 200 (UNS N02200) e 201 (UNS N02201) sono materiali in nichel lavorato a doppia certificazione. Differiscono solo per i livelli massimi di carbonio presenti: 0,15% per il nichel 200 e 0,02% per il nichel 201.

La lastra di nichel 200 è normalmente limitata al servizio a temperature inferiori a 600ºF (315ºC), poiché a temperature più elevate può soffrire di grafitizzazione che può compromettere gravemente le proprietà. A temperature più elevate dovrebbe essere utilizzata la piastra in nichel 201. Entrambi i gradi sono approvati ai sensi del codice ASME per caldaie e recipienti a pressione Sezione VIII, Divisione 1. La piastra in nichel 200 è approvata per il servizio fino a 600ºF (315ºC), mentre la piastra in nichel 201 è approvata fino a 1250ºF (677ºC).

Entrambi i gradi offrono un'eccezionale resistenza alla corrosione della soda caustica e di altri alcali. Le leghe offrono le migliori prestazioni in ambienti riducenti, ma possono essere utilizzate anche in condizioni di ossidazione che producono un film di ossido passivo. Entrambi resistono alla corrosione dell'acqua distillata naturale e dell'acqua di mare corrente, ma sono attaccati dall'acqua di mare stagnante.

Il nichel 200 e 201 sono ferromagnetici e presentano proprietà meccaniche altamente duttili in un ampio intervallo di temperature.

Entrambi i gradi sono facilmente saldati e lavorati secondo le pratiche standard di fabbricazione in officina.

Analisi chimica

% in peso (tutti i valori sono massimi a meno che non sia indicato diversamente un intervallo)

Elemento	Nichel 200	Nichel 201
Nichel (più cobalto)	99.0 minimo	99.0 minimo
Rame	0.25	0.25
Ferro	0.40	0.40
Manganese	0.35	0.35
Carbonio	0.15	0.02
Silicio	0.35	0.35
Zolfo	0.01	0.01

Proprietà fisiche

Densità

0,321 libbre/pollice3
8,89 g/cm3

Calore specifico

0,109 BTU/lb-°F (32—212°F)
456 J/kg-°K (0—100°C)

Modulo di elasticità

29,7 x 103 ksi
205 GPa (20°C)

Conducibilità termica 212 °F (100 °C)

463 BTU-in/ft2-h-°F
66,5 W/m-°C

Intervallo di fusione

2615 – 2635°F
1435 – 1446°C

Resistività elettrica

58 Ohm-circ mil/ft a 70°F
0,096 μΩ/m a 20°C

Espansione lineare media

Intervallo di temperatura		Coefficiente di dilatazione
°F	°C	10-6 pollici/pollici °F	μm/m °C
-423	-200	4.7	10.1
-300	-100	5.8	11.3
-200	20	6.2	—
-100	100	6.3	13.3
0	200	—	13.9
70	300	—	14.2
200	400	7.4	14.8
400	500	7.7	15.3
600	600	8.0	15.5
800	700	8.3	15.8
1000	800	8.5	16.2
1200	900	8.7	16.6
1400	1000	8.9	16.9
1600	1100	9.1	17.1
1800		9.3
2000		9.5

Proprietà meccaniche

Nichel 200/201, valori tipici a 21 °C (70 °F), lamiera: laminata a caldo, ricotto

	Snervamento Offset 0,2%		Trazione finale Forza		Allungamento in 2 pollici	Durezza
	Ksi	Mpa	Ksi	Mpa	%	Brinell (3000-kg)	Rockwell B
Nichel 200	15-40	105-275	55-80	380-550	60-40	90-140	45-73
Nichel 201	12-35	83-240	50-70	345-485	60-40	—	—

Resistenza alla corrosione

Le piastre in nichel 200 e 201 possiedono un'eccellente resistenza in molti ambienti corrosivi, tra cui acido fluoridrico e alcali. Queste leghe si comportano molto bene in condizioni riducenti, ma possono essere utilizzate anche in condizioni ossidanti a causa della formazione di un film di ossido passivo. L'eccezionale resistenza delle lastre di Nichel 200 e 201 nelle sostanze caustiche si basa su questo tipo di protezione.
In condizioni in cui le temperature superano i 600ºF (315ºC), la lastra in nichel 201 è il materiale preferito, grazie al suo contenuto di carbonio inferiore.
La resistenza della piastra di nichel 200 e 201 nelle applicazioni con acidi minerali varia a seconda della concentrazione e della temperatura, nonché se la soluzione è aerata. Le leghe si comportano meglio in soluzioni acide non aerate.
Le piastre in nichel 200 e 201 si comportano bene in acidi, alcali e soluzioni saline neutre. Tuttavia, nelle soluzioni saline ossidanti, può verificarsi una forte corrosione.
Entrambe le leghe resistono ai gas secchi a temperatura ambiente. La piastra in nichel 201 può essere utilizzata in acido cloridrico e cloro gassoso secco fino a 1022ºF (550ºC).

Linee guida generali per la resistenza alla corrosione Nickel 200 e 201
Acido solforico	Buono	Acidi Organici	Eccellente
Acido fosforico	Buono	Alcali forti	Eccellente
Acido cloridrico	Buono	Riduzione dei sali	Eccellente
Acido fluoridrico	Eccellente	Sali ossidanti	Non raccomandato
Acido nitrico	Non consigliato	Acqua di mare	Buono

Dati di fabbricazione

Le lastre di nichel 200 e 201 possono essere facilmente saldate e lavorate secondo le pratiche di fabbricazione standard dell'officina.

Formatura a caldo

Le operazioni di piegatura a caldo devono essere eseguite nell'intervallo di temperatura compreso tra 1600º e 2250ºF (da 870º a 1230ºC). In qualsiasi operazione, è necessario prestare attenzione per evitare di riscaldare la piastra in nichel 200 e 201 oltre il limite di temperatura superiore di 2250ºF (1230ºC).

Formatura a freddo

Il nichel 200 e 201 possono essere lavorati con qualsiasi metodo convenzionale di formatura a freddo. Le caratteristiche di formatura sono paragonabili a quelle dell'acciaio dolce; tuttavia, a causa dei limiti elastici più elevati del nichel 200 e 201, sarà necessaria una maggiore potenza per eseguire le operazioni. La formatura severa può essere eseguita manualmente, ma richiederà ricotture intermedie per ripristinare la morbidezza della lega.

Lavorazione a macchina

Le lastre di nichel 200 e 201 devono essere lavorate allo stato ricotto quando possibile. Queste qualità hanno la propensione all'indurimento, rendendo necessario l'utilizzo di basse velocità di taglio e richiedendo che l'utensile da taglio rimanga sempre innestato. Un'adeguata profondità del truciolo è importante per evitare il contatto con la zona incrudita precedentemente formata. I lubrificanti liquidi per formatura a freddo devono essere utilizzati per garantire una dissipazione ottimale del calore.

Saldatura

Le piastre in nichel 200 e 201 possono essere unite da una varietà di procedure di saldatura, tra cui la saldatura a gas inerte e la saldatura a resistenza. Le pratiche di saldatura sono simili a quelle utilizzate per unire gli acciai inossidabili austenitici. Di solito non sono necessari né trattamenti termici di preriscaldamento né di post-saldatura.
Si consigliano le seguenti procedure di saldatura:

Procedimento	Elettrodo / Metallo d'apporto
Saldatura ad arco metallico schermato	elettrodo per saldatura al nichel 141
Gas Tungsteno-Arco	Nichel Metallo d'Apporto 61
Saldatura Gas-Metallo-Arco	Nichel Metallo d'Apporto 61

Le piastre in nichel 200 e 201 possono anche essere unite all'acciaio con l'elettrodo per saldatura in nichel 141 e il metallo d'apporto in nichel 61.
In generale, la piastra in nichel 201 può essere saldata con le stesse procedure della piastra in nichel 200 con un'eccezione. Il processo ossiacetilenico non può essere utilizzato per la lastra di nichel 201.