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, oltre a condizioni moderatamente riducenti. Una delle caratteristiche degne di nota della Alloy 400 è la sua resistenza alla corrosione da 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 ossidante. 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 - costruzioni navali, valvole, pompe, alberi e in mare e acqua salmastra
- Produzione di petrolio e gas - splash-zone per strutture offshore e applicazioni con 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 di alimentazione e generatori di vapore
- Trattamento delle acque – 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 con un'eccellente resistenza a un'ampia gamma di ambienti corrosivi. È resistente alla tensocorrosione da cloruro e ha un'elevata resistenza e tenacità in un'ampia gamma di temperature.
La lega è ampiamente utilizzata in molte applicazioni corrosive, in particolare nell'industria marina e chimica. La lega 400 è facilmente fabbricabile mediante operazioni di lavorazione convenzionali.
La lega 400AR è prodotta allo stato grezzo per soddisfare requisiti di resistenza più elevati
Analisi chimica
% in 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 |
Dilatazione 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 CONDIZIONE |
Snervamento |
Resistenza alla trazione |
Allungamento, % |
Durezza |
|||
|
Ksi |
Mpa |
Ksi |
Mpa |
Brinell |
Rockwell |
||
|
Piatto |
|
|
|
|
|
|
|
|
laminato a caldo, laminato a caldo |
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 serbatoio di stoccaggio. Temperatura, 60-80°F (15-27°C); durata del test, 28 giorni.
b) Campione completamente distrutto durante la prova.
Resistenza delle leghe di nichel all'attacco da urto da parte dell'acqua di mare a 150 piedi/sec (45,7 m/s)
|
LEGA |
Tasso di corrosione/erosione |
|
|
|
in manicole |
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 facilmente fabbricabile 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 di 1200 - 2150°F (649 - 1177°C). Per riduzioni pesanti, l'intervallo di temperatura consigliato è 1700 – 2150°F (927 – 1177°C). Le riduzioni della luce sono possibili con temperature fino a 649 °C (1200 °F). Lavorare a temperature più basse si tradurrà in proprietà meccaniche più elevate e granulometrie più piccole.
Lavorazione a freddo
La lega 400 è facilmente lavorabile a freddo con praticamente 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
La lega 400 può essere lavorata 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 su se stessa o su metalli dissimili utilizzando processi di saldatura convenzionali. Questi includono GTAW convenzionale o a filo caldo (TIG), plasma arc, GMAW (MIG/MAG) e SMAW (MMA). La scelta del prodotto per la saldatura dipende dai materiali da saldare e dall'ambiente in cui si verifica.