Ligas estruturais de níquel

Ligas estruturais de níquel

As ligas estruturais de níquel são níqueis de baixa liga e ligas de níquel-cobre, sendo que o grupo mais popular é o Monel. O Monel 400, desenvolvido em 1905, foi, na verdade, a primeira liga de níquel útil e resistente à corrosão.

As ligas estruturais geralmente não são feitas para aguentar altas temperaturas, como as ligas resistentes ao calor e à deformação.

As propriedades mecânicas dessas ligas são melhoradas principalmente por um trabalho a frio adequado.

Para mais detalhes sobre subcategorias específicas de ligas estruturais de níquel, dá uma olhada nas abas.

As ligas estruturais de níquel são valorizadas pela sua resistência à água do mar.

Resistência à água do mar

As ligas estruturais de níquel são muito resistentes à água do mar corrente, mas em água do mar estagnada pode ocorrer corrosão por pite ou corrosão em fendas após algum tempo.

Os tipos de Monel são um pouco mais resistentes à água do mar estagnada.

Os tipos de Monel contêm uma quantidade significativa de cobre, que tem sido usado na construção naval há muito tempo. O cobre, assim como o níquel, resiste à água do mar e algumas ligas de cobre (não Monel) evitam a bioincrustação, o que significa que bactérias e várias outras formas de vida não crescem sobre elas.

Embora possam ocorrer corrosões em Monel 400 quando exposto à água do mar estagnada, esse processo tende a desacelerar após o ataque inicial e as corrosões raramente penetram mais de 1,4 mm.

Ligas estruturais de níquel – Aplicação

As ligas de níquel listadas nesta categoria são geralmente usadas:

• Em eletrónica e elétrica – cabos e terminais expostos a temperaturas altas ou abaixo de zero.
• Na indústria química – acessórios e equipamentos (tanques, tubos)
• Na indústria de engenharia – componentes de máquinas resistentes à corrosão – permutadores de calor, bombas, válvulas,

Níquel comercialmente puro

Os tipos de níquel comercialmente puro têm propriedades magnetostritivas, propriedades elétricas adequadas, mantêm boas propriedades mecânicas em temperaturas abaixo de zero e altas e têm uma resistência muito boa a muitos agentes corrosivos.

Por isso, os níqueis comercialmente puros são usados em aplicações eletrónicas:

• Cabos e terminais expostos a temperaturas altas ou abaixo de zero.
• Barras de grade, pinos de base e transdutores
• Em células de combustível e galvânicas: placas e peças de ânodos e cátodos ativos e passivos, como hastes e blindagens de cátodos.
• Os níqueis da mais alta pureza (níquel 270, por exemplo) são úteis para aplicações eletrónicas especiais, como peças de tiratrões de hidrogénio.

Por outro lado, alguns níqueis podem ser usados no processamento químico e alimentar. Por exemplo, o níquel 200 tem excelente resistência a cáusticos, halogéneos quentes e halogenetos de hidrogénio e pode ser usado em aplicações de processamento de alimentos de alta pureza.

Níqueis de baixa liga

Os níqueis de baixa liga têm cerca de 2-7% de adições de liga e impurezas. Normalmente, são usados em aplicações que precisam da resistência à corrosão do níquel comercialmente puro, mas com melhores propriedades mecânicas ou melhor proteção contra o enxofre.

O Duranickel 301 contém 4-4,75% de alumínio e 0,25-1% de titânio, o que resulta no reforço da solução por fases intermetálicas γ’. O Duranickel 301 é mais resistente e tem melhores propriedades de tração e elasticidade do que o níquel puro.

O Duranickel 301 é usado para diafragmas, clipes, molas e outros elementos estruturais expostos a altas temperaturas.

Ligas de níquel-cobre

Tanto o níquel como o cobre são fortes e têm boa resistência à corrosão em várias condições. As ligas de níquel-cobre juntam as vantagens desses dois metais.

As propriedades de tração das ligas de níquel-cobre aumentam quando se adiciona ferro e manganês. As propriedades físicas e a dureza dependem principalmente da concentração de níquel.

O cobre melhora a resistência a ácidos não oxidantes, em particular ao ácido sulfúrico H2SO4 e a todas as concentrações de ácido fluorídrico HF não aerado.

Propriedades gerais do Monel:

• Mais resistente à corrosão redutora do que o níquel e mais resistente à oxidação do que o cobre.
• Imune a fissuras por corrosão sob tensão.
• Muito resistente à água do mar e à água salobra.
• Resistente a muitos ácidos e a quase todos os álcalis.
• Propriedades mecânicas muito boas (o Monel K-500 endurecido por envelhecimento é especialmente forte).

Normalmente, são utilizados diferentes tipos de Monel:

• Nas indústrias química e petroquímica – equipamentos de processamento químico e de petróleo, tanques, permutadores de calor, eixos de bombas, colares de perfuração de poços de petróleo e molas.
• Na medicina – instrumentos cirúrgicos.
• Na construção naval – eixos de hélice, acessórios e fixadores.