Descrizione dei prodotti
La lega 400, nota anche come UNS N04400 o Monel 400, è una lega duttile di nichel-rame che offre un'eccellente resistenza a varie condizioni corrosive. È comunemente usato in ambienti che vanno da leggermente ossidanti a neutri, nonché in condizioni moderatamente riducenti. Una delle caratteristiche degne di nota di Alloy 400 è la sua resistenza alla corrosione da parte di un'ampia gamma di sostanze, tra cui acqua di mare, vapore, sale e soluzioni caustiche. Ciò lo rende particolarmente adatto per applicazioni in ambienti marini e altre soluzioni di cloruro non ossidanti. La lega presenta buone proprietà meccaniche in un ampio intervallo di temperature ed è spesso utilizzata in applicazioni come la lavorazione chimica, l'ingegneria navale, la lavorazione di idrocarburi e petrolchimici e le apparecchiature per la produzione di benzina, acqua dolce e vapore. Vale la pena notare che la lega 400 ha un tasso di corrosione relativamente basso nell'acqua di mare corrente, ma può essere suscettibile alla tensocorrosione in determinate condizioni. Pertanto, è essenziale considerare le condizioni operative specifiche e consultare il produttore della lega o un ingegnere dei materiali per indicazioni sulla sua idoneità per una particolare applicazione.
Applicazioni
- Apparecchiature per il trattamento chimico - in fluoro, acido fluoridrico, acido fluoridrico, acido cloridrico, acido solforico, soluzioni saline neutre e alcaline, alcali caustici, alogenuri non ossidanti e servizio di cloro secco.
- Componenti marini – cantieristica navale, valvole, pompe, alberi e in acqua di mare e salmastra
- Produzione di petrolio e gas - splash-zone per strutture offshore e applicazioni di gas acidi
- Lavorazione del minerale - raffinazione e separazione dell'uranio nella produzione di combustibili nucleari
- Raffinazione del petrolio - unità di alchilazione, alambicchi di petrolio greggio, tubazioni e serbatoi di stoccaggio
- Produzione di energia – scaldacqua e generatori di vapore
- Trattamento dell'acqua – riscaldatori ed evaporatori di salamoia negli impianti di desalinizzazione dell'acqua di mare
Standard
ASTM.................. B 127ASME.................. SB 127
AMS................... 4544
Federale............... QQ-N-281
Proprietà generali
La lega 400 (UNS N04400) è una lega di nichel-rame che offre un'eccellente resistenza a un'ampia gamma di ambienti corrosivi. È noto per la sua resistenza alla tensocorrosione da cloruri, che lo rende particolarmente adatto per applicazioni nelle industrie di trasformazione marina e chimica in cui l'esposizione ai cloruri è comune. Uno dei vantaggi di Alloy 400 è la sua elevata resistenza e tenacità, che vengono mantenute in un ampio intervallo di temperature. Questa proprietà lo rende adatto a varie condizioni operative. La lega 400 è ampiamente utilizzata in applicazioni corrosive in cui può essere esposta a sostanze chimiche, acqua salata e altri ambienti aggressivi. Trova applicazioni in attrezzature marine, apparecchiature per il trattamento chimico, valvole, pompe, scambiatori di calore e vari altri componenti. La lega può essere facilmente fabbricata utilizzando operazioni di lavorazione convenzionali come la lavorazione a caldo e a freddo, la lavorazione e la saldatura. Ciò rende conveniente per i produttori lavorare e produrre componenti complessi. Inoltre, esiste una variante della lega 400 chiamata lega 400AR, che viene prodotta allo stato laminato per soddisfare requisiti di resistenza più elevati. Questa variante offre una maggiore resistenza pur mantenendo molte delle proprietà di resistenza alla corrosione della lega di base. È importante notare che, sebbene la lega 400 abbia un'eccellente resistenza alla corrosione, potrebbe non essere adatta per ambienti altamente ossidanti o ambienti contenenti acidi forti. In questi casi, è consigliabile consultare ingegneri dei materiali o produttori di leghe per determinare la scelta migliore per l'applicazione specifica.
Analisi chimica
% peso (tutti i valori sono massimi a meno che non sia indicato diversamente un intervallo)
|
|
|
|
Nichel (più Cobalto) |
63,0 min.-70,0 max. |
Ferro |
2.50 |
Rame |
28.0 min.-34.0 max. |
Zolfo |
0.024 |
Carbonio |
0.3 |
Silicio |
0.5 |
Manganese |
2.0 |
|
|
Proprietà fisiche
Densità
0,318 libbre/pollice38,80 g/cm3
Calore specifico
0,102 BTU/lb-°F (68°F)427 J/kg-°K (20°C)
Modulo di elasticità
26,4 x 103 ksi (68 °F)182 GPa (20°C)
Conducibilità termica 200°F (100°C)
150 BTU/ora/ft2/ft/°F (68°F)22,0 W/m-°K (20 °C)
Intervallo di fusione
2370 – 2460°F1300 – 1350°C
Resistività elettrica
307 Microhm-in a 70°C0,511 Microhm-cm a 21°C
Temperatura |
Espansione lineare mediaa |
||
°F |
°C |
pollici/pollici/°F x 10-6 |
um/m•°C |
-320 |
-200 |
— |
— |
-300 |
-180 |
6.1 |
11.1 |
-200 |
-130 |
6.4 |
11.4 |
-100 |
-70 |
6.7 |
12.1 |
70 |
21 |
— |
— |
200 |
100 |
7.7 |
14.2 |
400 |
200 |
8.6 |
15.2 |
600 |
300 |
8.8 |
15.7 |
800 |
400 |
8.9 |
16.1 |
1000 |
500 |
9.1 |
16.3 |
1200 |
600 |
9.3 |
16.6 |
1400 |
700 |
9.6 |
17.0 |
1600 |
800 |
9.8 |
17.4 |
1800 |
900 |
10.0b |
17.7 |
2000 |
1000 |
10.3b |
18.1b |
a) materiale ricotto, b) estrapolato
Proprietà meccaniche
Proprietà meccaniche nominali a temperatura ambiente delle leghe 400 e 400AR
FORMA E CONDIZIONI |
Snervamento |
Resistenza alla trazione |
Allungamento, % |
Durezza |
|||
Ksi |
Mpa |
Ksi |
Mpa |
Brinell |
Rockwell |
||
Piatto |
|
|
|
|
|
|
|
laminati a caldo, come laminati |
40-75 |
276-517 |
75-95 |
517-655 |
45-30 |
125-215 |
70-96 |
laminato a caldo, ricotto |
28-50 |
193-345 |
70-85 |
482-586 |
50-35 |
110-140 |
60-76 |
MATERIALE |
Tasso di corrosione, mpy (mm/a) |
Lega 400 |
22 (0.56) |
Nichel 200 |
>200 (>5.08)b |
Lega 600 |
150 (3.81) |
Acciaio Inox AISI 304 |
>210 (>5.33) b |
Acciaio Inox AISI 316 |
>190 (>4,83) b |
Acciaio dolce |
>170 (4.32) |
(a) L'acido contiene l'1,5-2,5% di acido fluosilicico, lo 0,3-1,25% di acido solforico e lo 0,01-0,03% di ferro. Provini immersi in soluzione in un serbatoio di stoccaggio. Temperatura, 60-80°F (15-27°C); Durata della prova, 28 giorni.
b) Campione completamente distrutto durante la prova.
Resistenza delle leghe di nichel all'attacco da parte dell'acqua di mare a 150 piedi/sec (45,7 m/s)
LEGA |
Tasso di corrosione/erosione |
|
|
A questo punto, l'unica |
mm/a |
Lega 625 |
Niente |
Niente |
Lega 825 |
0.3 |
0.008 |
Lega K-500 |
0.4 |
0.01 |
Lega 400 |
0.4 |
0.001 |
Lega 200 |
40 |
1.0 |
Dati di fabbricazione
La lega 400 è prontamente fabbricata mediante operazioni di lavorazione convenzionali.
Lavorazione a caldo
La lega 400 è un materiale relativamente morbido che è ricettivo alla formatura a caldo in quasi tutte le forme. L'intervallo di temperature di formatura a caldo è compreso tra 1200 e 2150 °F (649 - 1177 °C). Per forti riduzioni, l'intervallo di temperatura consigliato è 1700 – 2150°F (927 – 1177°C). Le riduzioni della luce sono possibili con temperature fino a 1200°F (649°C). Lavorare a temperature più basse si tradurrà in proprietà meccaniche più elevate e granulometria più piccola.
Lavorazione a freddo
La lega 400 è prontamente lavorata a freddo praticamente con tutti i metodi di fabbricazione a freddo. La lavorazione a freddo deve essere eseguita su materiale ricotto. La lega ha un tasso di incrudimento leggermente superiore rispetto all'acciaio al carbonio, ma non così alto come l'acciaio inossidabile 304.
Lavorazione a macchina
Alloy 400 può essere lavorato a velocità standard con macchine utensili convenzionali. Le velocità di taglio superficiale dovrebbero essere basse rispetto a quelle utilizzate per l'acciaio al carbonio a causa dell'elevato tasso di incrudimento della lega.
Saldatura
La lega 400 può essere saldata a se stessa o a metalli dissimili utilizzando processi di saldatura convenzionali. Questi includono GTAW convenzionale o a filo caldo (TIG), arco plasma, GMAW (MIG/MAG) e SMAW (MMA). La scelta del prodotto di saldatura dipende dai materiali da saldare e dall'ambiente in cui avviene.