Alloy 200, alloy 201, 2.4066, 2.4068, nickel 200, nickel 201 - níquel comercialmente puro

Alloy 200, alloy 201, 2.4066, 2.4068, nickel 200, nickel 201 - níquel comercialmente puro

# - P<0.002; Pb<0.002; Co<0.2; As<0.002; Bi<0.002; Cd<0.002; Mg<0.1; Sb<0.002; Sn<0.002; Zn<0.002; OT<0.5

Nickel 200 e Nickel 201 – descrição

A liga 200 e a liga 201 (conhecidas como Nickel 200 e Nickel 201) são ligas de níquel comercialmente puras com mais de 99% de Ni.

Tanto a liga 200 como a liga 201 são altamente resistentes a meios corrosivos, especialmente em ambientes redutores. Também apresentam alta condutividade elétrica.

Devido ao seu teor nominal de carbono de 0,08% (máximo 0,15%), o Níquel 200 não é recomendado para uso acima de 315 °C. Isso porque a exposição a temperaturas entre 425 e 650 °C pode levar à fragilização devido à precipitação de grafite. Por outro lado, a liga de níquel 201 com baixo teor de carbono, mais comumente empregada, contendo no máximo 0,02% de carbono, é adequada para uso em temperaturas superiores a 290 °C.

Aplicações

A liga 200 encontra aplicações comuns no processamento químico e alimentar, componentes eletrónicos e equipamentos aeroespaciais, com uma limitação de temperatura de 315 °C. Em contrapartida, a liga 201 é adequada para temperaturas mais elevadas e é utilizada em evaporadores cáusticos, barcos de combustão, barras de galvanização e componentes eletrónicos.

Nickel 200, Nickel 201 - propriedades físicas e mecânicas

Propriedades físicas à temperatura ambiente:

• Densidade: 8,89 g/cm³
• Capacidade térmica específica: 456 J/kg⋅K
• Condutividade elétrica: 18,2% IACS
• Temperatura de Curie: 360 °C
• Ferromagnético
• Módulo de elasticidade: 204 GPa
• Temperatura de fusão: 1435-1446 °C

Coeficiente de expansão térmica, de 20 °C a:

• -253 °C: 8,5 μm/m⋅K
• -184 °C: 10,4 μm/m⋅K
• -90 °C: 11,2 μm/m⋅K
• 93 °C: 13,3 μm/m⋅K
• 204 °C: 13,9 μm/m⋅K
• 316 °C: 14,4 μm/m⋅K

Resistividade elétrica:

• -184 °C: 27 nΩ·m
• -90 °C: 58 nΩ·m
• 0 °C: 80 nΩ·m
• 20 °C: 95 nΩ·m
• 93 °C: 126 nΩ·m
• 204 °C: 188 nΩ·m
• 316 °C: 273 nΩ·m

Condutividade térmica:

• -184 °C: 77,2 W/m · K
• -18 °C: 72,1 W/m · K
• 93 °C: 67,1 W/m · K
• 204 °C: 61,3 W/m · K
• 316 °C: 56,3 W/m · K

Propriedades de tração das placas de liga 200 de acordo com a norma DIN 17750:2021:

• Recozido macio (F37)
  • Limite de escoamento: >100 MPa
  • Resistência à tração: >370 MPa
  • Alongamento: >40 %
  • Dureza HBW: <130
• Meio endurecido (F49)
  • Limite de escoamento: >290 MPa
  • Resistência à tração: >490 MPa
  • Alongamento: >15 %
  • Dureza HBW: 150
• Duro (F59)
  • Limite de escoamento: >490 MPa
  • Resistência à tração: >590 MPa
  • Alongamento: >2 %
  • Dureza HBW: 200

Propriedades de tração das barras de liga 200 de acordo com a norma DIN 17752:2019:

• Recozido macio (F37)
  • Limite de escoamento: >100 MPa
  • Resistência à tração: >370 MPa
  • Alongamento: >40 %
  • Dureza HBW: <130
• Meio duro (F49)
  • Limite de escoamento: >340 MPa
  • Resistência à tração: >490 MPa
  • Alongamento: >15 %
  • Dureza HBW: 150
• Duro (F59)
  • Limite de escoamento: >540 MPa
  • Resistência à tração: >590 MPa
  • Alongamento: >5 %
  • Dureza HBW: 200

Propriedades de tração das placas de liga 201 de acordo com a norma DIN 17750:2021:

• Recozido macio (F34)
  • Limite de escoamento: >80 MPa
  • Resistência à tração: >340 MPa
  • Alongamento: >40 %
  • Dureza HBW: <130
• Semi-duro (F43)
  • Limite de elasticidade: >150 MPa
  • Resistência à tração: >430 MPa
  • Alongamento: >15 %
  • Dureza HBW: 150
• Duro (F54)
  • Limite de escoamento: >430 MPa
  • Resistência à tração: >540 MPa
  • Alongamento: >540 %
  • Dureza HBW: 180

Propriedades de tração das barras de liga 201 de acordo com a norma DIN 17752:2019:

• Recozido macio (F34)
  • Resistência ao escoamento: >80 MPa
  • Resistência à tração: >340 MPa
  • Alongamento: >40 %
  • Dureza HBW: <130
• Meio duro (F43)
  • Resistência ao escoamento: >150 MPa
  • Resistência à tração: >430 MPa
  • Alongamento: >15 %
  • Dureza HBW: 150

Propriedades de resistência a altas temperaturas do níquel 201 recozido:

• 204 °C:
  • Limite de escoamento: 102 MPa
  • Resistência à tração: 372 MPa
  • Alongamento: 44 %
• 260 °C:
  • Limite de escoamento: 101 MPa
  • Resistência à tração: 372 MPa
  • Alongamento: 41 %
• 316 °C:
  • Resistência ao escoamento: 105 MPa
  • Resistência à tração: 362 MPa
  • Alongamento: 42 %
• 371 °C:
  • Resistência ao escoamento: 97 MPa
  • Resistência à tração: 325 MPa
  • Alongamento: 53 %
• 427 °C:
  • Resistência ao escoamento: 93 MPa
  • Resistência à tração: 284 MPa
  • Alongamento: 58 %
• 482 °C:
  • Limite de escoamento: 89 MPa
  • Resistência à tração: 269 MPa
  • Alongamento: 58 %
• 538 °C:
  • Limite de escoamento: 83 MPa
  • Resistência à tração: 228 MPa
  • Alongamento: 60 %
• 593 °C:
  • Limite de escoamento: 77 MPa
  • Resistência à tração: 186 MPa
  • Alongamento: 72 %
• 649 °C:
  • Limite de escoamento: 70 MPa
  • Resistência à tração: 153 MPa
  • Alongamento: 74 %

Resistência à fadiga típica do níquel 200 em função do trabalho e do tratamento térmico:

• Recozido macio
  • 10⁵ ciclos: 358 MPa
  • 10⁶ ciclos: 276 MPa
  • 10⁷ ciclos: 234 MPa
  • 10⁸ ciclos: 228 MPa
• Trefilado a frio
  • 10⁴ ciclos: 751 MPa
  • 10⁵ ciclos: 579 MPa
  • 10⁶ ciclos: 434 MPa
  • 10⁷ ciclos: 358 MPa
  • 10⁸ ciclos: 345 MPa

Resistência típica ao impacto Charpy com entalhe em V do Níquel 200 em função do trabalho e do tratamento térmico:

• Laminado a quente: 271 J
• Trefilado a frio, aliviado de tensão: 277 J
• Trefilado a frio, recozido: 309 J

Comportamento à corrosão

O níquel 200 e 201 são amplamente utilizados na produção cáustica e em processos que envolvem todas as concentrações e temperaturas de hidróxido de sódio (NaOH) e hidróxido de potássio (KOH). Embora o níquel seja resistente à maioria dos álcalis, não é resistente a soluções de hidróxido de amónio (NH₄OH). A liga é valorizada principalmente pela sua resistência a ambientes alcalinos e redutores, mas também demonstra resistência a muitos ácidos. É resistente à corrosão sob tensão em ambientes que contêm iodetos, onde o iodeto de potássio é usado como promotor da formação de ácido acético.

Todos os resultados dos testes apresentados abaixo, realizados a temperaturas inferiores a 300 °C, aplicam-se tanto à liga 200 como à liga 201. Os resultados acima de 300 °C aplicam-se apenas à liga 201.

Taxas de corrosão em soluções de soda cáustica:

• Teste de laboratório em solução a 4% a 20 °C: 1 μm/ano;
• Teste de laboratório em solução a 4% com imersão alternada a 20 °C: 14 μm/ano;
• Testes em planta em solução a 14% no primeiro efeito do evaporador de efeito múltiplo a 88 °C: 0,5 μm/ano;
• Testes em fábrica em solução a 23% em tanque que recebe licor do evaporador a 104 °C: 4,1 μm/ano;
• Testes em fábrica em evaporador de efeito único concentrando solução de 30 a 50% a 82 °C: 2,5 μm/ano;
• Testes em instalações em evaporador concentrando solução a 50%: 3 μm/ano;
• Testes em laboratório durante concentração de 32 a 52% (vácuo, 640 a 685 mm Hg) a 85-91 °C: 33 μm/ano;
• Testes em tanque de armazenamento contendo solução de 49-51% a 55-75 °C: 0,5 μm/ano;
• Testes em tanque de armazenamento contendo solução de 49-51% a 121 °C: 0,5 μm/ano;
• Testes de laboratório em solução de 75% a 204 °C: 20 μm/ano;
• Testes em instalações com solução eletrolítica a 70% em tanque receptor a 90-115 °C: 3 μm/ano;
• 45% NaOH + 5% NaCl, a 40 °C: 7 3 μm/ano;
• 45% NaOH + 5% NaCl, a 140 °C: 10 3 μm/ano;

Taxas de corrosão para outros meios corrosivos:

• Cloreto de tionilo (SOCl₂), a 40 °C: 7 3 μm/ano;
• Ácido fosfórico (H₃PO₄), a 40 °C: 10 3 μm/ano;
• Oxicloreto de fósforo (POCl₃), a 40 °C: 10 3 μm/ano;
• Benzotricloreto (C₆H₅CCl₃), a 40 °C: 5,1 3 μm/ano;
• Cloreto de benzoílo (C₇H₅ClO), a 40 °C: 5,1 3 μm/ano;
• Ácido fórmico (CH₂O₂) 40%, em ebulição: 0,26-0,27 mm/ano;
• Ácido fórmico (CH₂O₂) 88%, em ebulição: 0,31-0,34 mm/ano;
• Ácido acético concentrado a 100% (CH₃COOH) a ferver sem ar: 0,036 mm/ano;
• Ácido acético concentrado a 100% (CH₃COOH) a ferver com injeção de ar: 0,025 mm/ano;
• Ácido acético concentrado a 100% (CH₃COOH) a ferver com aniões de cobre: 0,81 mm/ano;
• Efervescência de ácido acético concentrado a 50% (CH₃COOH) sem ar: 0,076 mm/ano;
• Efervescência de ácido acético concentrado a 50% (CH₃COOH) com injeção de ar: 1,6 mm/ano;
• Efervescência de ácido acético concentrado a 50% (CH₃COOH) com aniões de cobre: 0,71 mm/ano;

Resistência à água - excelente resistência à água destilada e água doce. A taxa de corrosão é inferior a 0,0025 mm/ano em tanques de armazenamento de água destilada e inferior a 0,005 mm/ano em serviços domésticos de água quente.

O níquel 200 e o níquel 201 também demonstram boa resistência à corrosão em água do mar. No entanto, é importante notar que em água do mar estagnada ou com velocidade muito baixa, existe um potencial para corrosão por pite ou corrosão em fendas, particularmente sob organismos incrustantes ou outros depósitos.

Halogenação - boa resistência. É sabido que um alto teor de níquel está frequentemente associado a uma alta resistência à halogenação. Perda de massa em ambientes clorados em função da temperatura:

• Ar-30Cl₂ 500 h; 400 °C: 0,2 mg/cm²
• Ar-30Cl₂ 500 h; 500 °C: 0,3 mg/cm²
• Ar-30Cl₂ 500 h; 600 °C: 47-101 mg/cm²
• Ar-30Cl₂ 500 h; 705 °C: 97 mg/cm²
• HCl 300 h; 400 °C: 1,19 mg/cm²
• HCl 1000 h; 400 °C: 0,91 mg/cm²
• HCl 100 h; 500 °C: 1,60 mg/cm²
• HCl 300 h; 500 °C: 2,89 mg/cm²
• HCl 1000h; 500 °C: 4,86 mg/cm²
• HCl 100h; 600 °C: 11,46 mg/cm²
• HCl 300h; 600 °C: 37,7 mg/cm²
• HCl 96h; 700 °C: 377 mg/cm²

Soldabilidade

Grupo de soldabilidade 41 (ISO 15608), brasagem P-número 110 (ASME secção IX).

Seleção de consumíveis de soldagem:

• ENi-1 (eletrodo); ERNi-1 (metal de adição)
• União com aço até 9% Ni: ENiCrFe-2 (eletrodo); ERNiCr-3 (metal de adição)
• União com cobre ou níquel-cobre: ENiCu-7 (eletrodo); ERNiCu-7 (metal de adição)

Tratamento térmico pós-soldagem - se a peça soldada for usada para aplicações em serviços cáusticos, aplique o tratamento térmico pós-soldagem, descrito abaixo.

Tratamento térmico, trabalho e usinagem

Parâmetros recomendados para trabalho e tratamento térmico:

• Forjamento pesado: 1230-870 °C
• Forjamento leve: 870-550 °C
• Recozimento suave em lote em fornos tipo sino: 705-760 °C; 2-6 h; AC
• Recozimento suave contínuo: 815-925 °C; 5 min; AC / WQ
• Alívio de tensões: 480-705 °C; 30-120 min; AC
• Equilíbrio de tensões: 260-480 °C; 1-2 h; AC
• Recozimento pós-soldagem: 705 °C; AC

Forjamento - o processo para a Liga 200 envolve aquecê-la num forno, retirá-la rapidamente assim que a temperatura desejada for atingida e trabalhar nela rapidamente. A faixa de temperatura recomendada para o forjamento é de 650 a 1230 °C. É crucial realizar trabalhos pesados e dobragens a quente acima de 870 °C, uma vez que o metal endurece rapidamente acima desse ponto. É possível obter propriedades mecânicas elevadas trabalhando levemente abaixo de 650 °C.

O trabalho a frio é a única forma de endurecer a liga. O tratamento térmico subsequente ou a falta dele afetará as propriedades de tração.

Recozimento - a liga pode ser recozida suavemente (705-925 °C), aliviada de tensão (480-705 °C) ou equalizada de tensão (260-480 °C). A escolha de temperaturas mais altas resulta em maior ductilidade. Em cada caso, pode ser aplicado arrefecimento a ar.

Tratamento térmico pós-soldagem para aplicações cáusticas - Aqueça o material a 705 °C e mantenha essa temperatura por pelo menos 0,5 horas por 25 mm de espessura. Determine as taxas de aquecimento e arrefecimento com base na forma da peça. Para formas complexas com espessuras não uniformes, use taxas de aquecimento e arrefecimento de 111 °C por hora. Formas com espessuras uniformes podem empregar aquecimento e arrefecimento a ar mais rápidos.

Usinagem - a liga é facilmente usinável. Ela exibe comportamento pegajoso na condição recozida. É endurecível apenas por trabalho a frio, o que proporciona a melhor condição para usinagem.

Nós fornecemos essa liga de aço como

• Barras, fios e peças forjadas de acordo com as normas ASTM B 160, ASTM B 730, ASME SB-160, ASME SB-730 e DIN 17752
• Placas, tiras e chapas de acordo com as normas ASTM B 162, ASME SB-162 e DIN 17750
• Tubos soldados de acordo com as normas ASTM B 163, ASTM B 730, ASTM B 751, ASTM B 755, ASME SB-163, ASME SB-730, ASME SB-751, ASME SB-755
• Tubos sem costura de acordo com ASTM B 829, ASME SB-829
• Acessórios soldados de acordo com ASTM B 366, ASME SB-366