Aleación de níquel 200/201

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Aleación de níquel 200/201

Descripción de los productos

El níquel 200 y el níquel 201 son aleaciones de níquel puro que ofrecen una excelente resistencia a la corrosión en diversos entornos. Estos son algunos puntos clave sobre el níquel 200 y el níquel 201:Resistencia a la corrosión: estas aleaciones exhiben una excelente resistencia a la corrosión a la sosa cáustica (hidróxido de sodio) y otros álcalis. Funcionan mejor en entornos reductores, donde ofrecen una excelente resistencia a la corrosión. En condiciones oxidantes, se puede formar una película de óxido pasiva en la superficie de las aleaciones, lo que proporciona una protección adicional contra la corrosión. Aplicaciones: El níquel 200 y el níquel 201 encuentran aplicaciones en una amplia gama de industrias, incluidas la aeroespacial, el procesamiento químico y petroquímico, el procesamiento de alimentos y el tratamiento marino y de agua. Estas aleaciones se utilizan comúnmente en equipos como intercambiadores de calor, válvulas, bombas, tanques y sistemas de tuberías en estas industrias. Ductilidad y fabricación: Tanto el níquel 200 como el níquel 201 son altamente dúctiles en un amplio rango de temperaturas. Se pueden soldar y procesar fácilmente utilizando prácticas estándar de fabricación en talleres, lo que los hace convenientes para la fabricación y el ensamblaje. Es importante tener en cuenta que, si bien el níquel 200 y el níquel 201 ofrecen una buena resistencia a la corrosión, es posible que no sean adecuados para entornos altamente oxidantes o de alta temperatura. Se recomienda consultar con ingenieros de materiales o fabricantes de aleaciones para determinar la mejor opción para una aplicación específica y garantizar la selección adecuada de la aleación y la compatibilidad con el entorno previsto.

Aplicaciones

Componentes aeroespaciales y de misiles
Procesamiento químico y petroquímico: producción de cloro-álcali, sosa cáustica y otros álcalis; ácidos sulfúricos, clorhídricos, fluorhídricos, fosfóricos y orgánicos; soluciones salinas neutras y reductoras; cloruros reactivos que incluyen oxicloruro de fósforo, tricloruro de fósforo, cloruro de nitrosil, cloruro de bencilo y cloruro de benzoilo; flúor y cloro; bromo y fenol
Equipos de procesamiento de alimentos: salmuera de enfriamiento, ácidos grasos, jugos de frutas
Tratamiento marino y de agua: agua destilada, natural y agua de mar que fluye

Normas

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

Propiedades generales

El níquel 200 (UNS N02200) y el níquel 201 (UNS N02201) son materiales de níquel forjado con doble certificación. Difieren solo en los niveles máximos de carbono presentes: 0,15% para el níquel 200 y 0,02% para el níquel 201.

La placa de níquel 200 normalmente se limita al servicio a temperaturas inferiores a 600ºF (315ºC), ya que a temperaturas más altas puede sufrir grafitización que puede comprometer gravemente las propiedades. A temperaturas más altas, se debe utilizar una placa de níquel 201. Ambos grados están aprobados por la Sección VIII, División 1 del Código de Calderas y Recipientes a Presión de ASME. La placa de níquel 200 está aprobada para servicio hasta 600ºF (315ºC), mientras que la placa de níquel 201 está aprobada hasta 1250ºF (677ºC).

Ambos grados ofrecen una excelente resistencia a la corrosión de la sosa cáustica y otros álcalis. Las aleaciones funcionan mejor en entornos reductores, pero también se pueden usar en condiciones oxidantes que producen una película de óxido pasiva. Ambos resisten la corrosión por agua destilada natural y agua de mar que fluye, pero son atacados por agua de mar estancada.

El níquel 200 y 201 son ferromagnéticos y exhiben propiedades mecánicas altamente dúctiles en un amplio rango de temperaturas.

Ambos grados se sueldan y procesan fácilmente mediante prácticas estándar de fabricación en talleres.

Análisis químico

% en peso (todos los valores son máximos a menos que se indique lo contrario)

Elemento	Níquel 200	Níquel 201
Níquel (más cobalto)	99.0 mínimo	99.0 mínimo
Cobre	0.25	0.25
Hierro	0.40	0.40
Manganeso	0.35	0.35
Carbono	0.15	0.02
Silicio	0.35	0.35
Azufre	0.01	0.01

Propiedades físicas

Densidad

0.321 lbs/pulg3
8,89 g/cm3

Calor específico

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

Módulo de elasticidad

29,7 x 103 ksi
205 GPa (20 °C)

Conductividad térmica 212 ° F (100 ° C)

463 BTU-pulg/ft2-h-°F
66,5 W/m-°C

Rango de fusión

2615 – 2635 °F
1435 – 1446°C

Resistividad eléctrica

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

Expansión lineal media

Rango de temperatura		Coeficiente de expansión
°F	°C	10-6 pulgadas/pulgadas °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

Propiedades mecánicas

Níquel 200/201, valores típicos a 70 °F (21 °C), placa: laminada en caliente, recocida

	Límite elástico Compensación del 0,2%		Última tracción Fuerza		Alargamiento en 2 pulgadas	Dureza
	Ksi	Mpa	Ksi	Mpa	%	Brinell (3000 kg)	Rockwell B
Níquel 200	15–40	105–275	55–80	380–550	60–40	90–140	45–73
Níquel 201	12–35	83–240	50–70	345–485	60–40	—	—

Resistencia a la corrosión

Las placas de níquel 200 y 201 poseen una excelente resistencia en muchos ambientes corrosivos, incluidos el ácido fluorhídrico y los álcalis. Estas aleaciones funcionan extremadamente bien en condiciones de reducción, pero también se pueden usar en condiciones oxidantes debido a la formación de una película de óxido pasiva. La excelente resistencia de la placa de níquel 200 y 201 en cáusticos se basa en este tipo de protección.
En condiciones donde las temperaturas superan los 600ºF (315ºC), la placa de níquel 201 es el material preferido, debido a su menor contenido de carbono.
La resistencia de la placa de níquel 200 y 201 en aplicaciones de ácidos minerales varía según la concentración y la temperatura, así como si la solución está aireada. Las aleaciones funcionan mejor en soluciones ácidas no aireadas.
Las placas de níquel 200 y 201 funcionan bien en ácidos, álcalis y soluciones salinas neutras. Sin embargo, en las soluciones salinas oxidantes, puede producirse una fuerte corrosión.
Ambas aleaciones resisten los gases secos a temperatura ambiente. La placa de níquel 201 se puede utilizar en cloruro de hidrógeno y cloro gaseoso seco hasta 1022ºF (550ºC).

Directrices generales de níquel 200 y 201 para la resistencia a la corrosión
Ácido sulfúrico	Bien	Ácidos orgánicos	Excelente
Ácido fosfórico	Bien	Álcalis fuertes	Excelente
Ácido clorhídrico	Bien	Sales reductoras	Excelente
Ácido fluorhídrico	Excelente	Sales oxidantes	No recomendado
Ácido nítrico	No recomendado	Agua de mar	Bien

Datos de fabricación

Las placas de níquel 200 y 201 se pueden soldar y procesar fácilmente mediante prácticas estándar de fabricación en talleres.

Conformado en caliente

Las operaciones de doblado en caliente deben realizarse en el rango de temperatura de 1600º a 2250ºF (870º a 1230ºC). En cualquier operación, se debe tener cuidado de evitar calentar las placas de níquel 200 y 201 por encima del límite superior de temperatura de 2250ºF (1230ºC).

Conformado en frío

El níquel 200 y 201 se pueden trabajar mediante cualquier método convencional de conformado en frío. Las características de formación son comparables a las del acero dulce; sin embargo, debido a los límites elásticos más altos de Níquel 200 y 201, se necesitará una mayor potencia para realizar las operaciones. La formación severa se puede hacer manualmente, pero requerirá recocidos intermedios para restaurar la suavidad de la aleación.

Mecanizado

La placa de níquel 200 y 201 debe mecanizarse en estado recocido siempre que sea posible. Estos grados tienen la propensión a endurecerse por trabajo, lo que hace necesario utilizar velocidades de corte bajas y requiere que la herramienta de corte permanezca enganchada en todo momento. Es importante una profundidad de viruta adecuada para evitar el contacto con la zona endurecida previamente formada. Se deben utilizar lubricantes líquidos de conformado en frío para asegurar una disipación óptima del calor.

Soldadura

Las placas de níquel 200 y 201 se pueden unir mediante una variedad de procedimientos de soldadura, incluida la soldadura por resistencia y gas inerte. Las prácticas de soldadura son similares a las utilizadas para unir aceros inoxidables austeníticos. Por lo general, no se requieren tratamientos térmicos de precalentamiento ni posteriores a la soldadura.
Se recomiendan los siguientes procedimientos de soldadura:

Procedimiento	Electrodo / Metal de aporte
Soldadura por arco metálico blindado	Electrodo de soldadura de níquel 141
Arco de tungsteno con gas	Metal de aportación de níquel 61
Soldadura por arco de gas-metal	Metal de aportación de níquel 61

Las placas de níquel 200 y 201 también se pueden unir al acero con el electrodo de soldadura de níquel 141 y el metal de aportación de níquel 61.
En general, la placa de níquel 201 se puede soldar mediante los mismos procedimientos que la placa de níquel 200 con una excepción. El proceso de oxiacetileno no se puede utilizar para la placa de níquel 201.