Aleación de níquel
1. Tipos de aleaciones de níquel
Las aleaciones de níquel se pueden clasificar ampliamente en los siguientes tipos:
1.1. Níquel - aleaciones de cobre (Monel)
Las aleaciones de Monel están hechas de una combinación de níquel y cobre, a menudo con elementos adicionales como hierro, manganeso y silicio. Estas aleaciones son conocidas por su excelente resistencia a la corrosión en el agua de mar y otros entornos duros.
Grados comunes: Monel 400, Monel 500
Aplicaciones: entornos marinos, procesamiento químico, aeroespacial, petróleo y gas.
1.2. Níquel - aleaciones de cromo (Incoloy)
Estas aleaciones contienen níquel y cromo, lo que las hace ideales para altas aplicaciones de temperatura - donde la resistencia a la oxidación es crucial.
Inconel: utilizado para temperaturas extremas (por ejemplo, Inconel 718 para turbinas de gas).
Incoloy: contiene una mayor proporción de hierro en comparación con Inconel, adecuado para aplicaciones en ambientes químicos y de intercambio de calor.
Aplicaciones: turbinas de gas, aeroespaciales, reactores nucleares, hornos y procesamiento químico.
1.3. Níquel - aleaciones de hierro
Níquel - Las aleaciones de hierro como Kovar (una aleación de expansión controlada) se utilizan en aplicaciones de sellado electrónicas y de vidrio -.
Aplicaciones: Electrónica, vidrio - a - sellos de metal y tubos de vacío.
1.4. Alto - aleaciones de níquel
Las aleaciones con alto contenido de níquel (por encima del 50%) ofrecen una excelente resistencia a la corrosión, especialmente en entornos agresivos como ácido sulfúrico o cloruro de cloruro - que contienen soluciones.
Ejemplos: Hastelloy, Inconel 625.
Aplicaciones: procesamiento químico, nuclear y aeroespacial.
1.5. Níquel - aleaciones de molibdeno
Estas aleaciones son altamente resistentes a la corrosión y la oxidación, especialmente en entornos de temperatura -.
Ejemplo: Hastelloy C-276.
Aplicaciones: reactores químicos, hornos de temperatura alto - y entornos marinos.
2. Propiedades de las aleaciones de níquel
Las aleaciones de níquel tienen una amplia gama de propiedades deseables que las hacen adecuadas para varias aplicaciones exigentes.
2.1. Propiedades mecánicas:
Resistencia a la tracción: las aleaciones de níquel generalmente tienen una resistencia a la tracción que varía de 50,000 psi (345 MPa) a 200,000 psi (1,379 MPa) dependiendo de la aleación.
Fuerza de rendimiento: la mayoría de las aleaciones de níquel ofrecen fortalezas de rendimiento entre 25,000 psi (172 MPa) y 120,000 psi (827 MPa).
ELAGACIÓN: El alargamiento de las aleaciones de níquel generalmente varía del 10% al 40%, dependiendo de la calificación.
Dureza: las aleaciones de níquel pueden tener una dureza entre 60-90 hrb (escala Bockwell B).
2.2. Propiedades térmicas:
Punto de fusión: las aleaciones de níquel pueden soportar altas temperaturas, con puntos de fusión que generalmente van desde 1.300 grados F (704 grados) a 2,500 grados F (1,370 grados) dependiendo de la aleación.
Expansión térmica: las aleaciones de níquel generalmente tienen un coeficiente moderado de expansión térmica, lo que las hace útiles en altas aplicaciones de temperatura -.
2.3. Resistencia a la corrosión:
Resistencia a la oxidación: las aleaciones de níquel, particularmente aquellas con cromo, como Inconel e Incoloy, tienen una excelente resistencia a la oxidación a altas temperaturas.
Resistencia ácida: el níquel - Las aleaciones de cobre (por ejemplo, Monel) ofrecen una excelente resistencia al ácido sulfúrico e clorhídrico.
Resistencia a la corrosión por estrés por cloruro: Hastelloy y otras aleaciones de níquel -} son conocidas por su resistencia excepcional al agrietamiento por corrosión por estrés por cloruro.
Resistencia al agua de mar: Monel e Incoloy son particularmente bien - adecuados para aplicaciones de agua de mar.
3. Ventajas de las aleaciones de níquel
Resistencia de corrosión superior: las aleaciones de níquel a menudo se usan en entornos duros como el agua de mar, el procesamiento químico y las industrias petroquímicas debido a su excelente resistencia a la corrosión.
Alto - Estabilidad de temperatura: las aleaciones de níquel pueden funcionar bien a temperaturas elevadas, lo que las hace ideales para aplicaciones como turbinas de gas y reactores nucleares.
Fuerza y resistencia: estas aleaciones mantienen su fuerza y dureza a temperaturas bajas y altas.
Versatilidad: las aleaciones de níquel se pueden adaptar a aplicaciones específicas ajustando los elementos de aleación, ofreciendo una amplia gama de propiedades mecánicas y químicas.
Soldabilidad y fabricación: muchas aleaciones de níquel son altamente soldables y se pueden mecanizar, haciéndolas versátiles para diferentes aplicaciones.
4. Aleaciones comunes de níquel y sus aplicaciones
| Aleación de níquel | Composición | Propiedades clave | Aplicaciones |
|---|---|---|---|
| Monel 400 | Níquel 63%, cobre 28%, pequeñas cantidades de hierro, manganeso y silicio | Excelente resistencia a la corrosión en el agua de mar y en ambientes ácidos | Ambientes marinos, procesamiento químico, aeroespacial |
| Inconel 718 | Níquel 52%, cromo 19%, hierro 19%, molibdeno 3%, titanio 1% | Excelente resistencia a la temperatura -, resistencia a la oxidación | Turbinas de gas, aeroespaciales, reactores nucleares |
| Hastelloy C-276 | Níquel 57%, molibdeno 16%, cromo 15%, pequeñas cantidades de hierro y tungsteno | Resistencia superior a cloruros y oxidación a altas temperaturas | Procesamiento químico, reactores nucleares, aplicaciones marinas |
| Monel 500 | Níquel 67%, cobre 30%, hierro 2%, manganeso 1% | Más fuerte que Monel 400, excelente resistencia a la corrosión | Entornos marinos, aeroespacial, procesamiento químico |
| Incoloy 800 | Níquel 30-35%, cromo 19-23%, hierro (equilibrio), pequeñas cantidades de molibdeno y titanio | Alta resistencia a la temperatura, excelente resistencia a la oxidación | Intercambiadores de calor, hornos, procesamiento químico |
5. Aleaciones de níquel frente a otros materiales
| Propiedad/aleación | Aleaciones de níquel | Acero inoxidable | Aleaciones de titanio | Aleaciones de aluminio |
|---|---|---|---|---|
| Resistencia a la corrosión | Excelente en ácidos y cloruros | Bueno, pero menos que el níquel | Excelente en agua de mar y cloruros | Moderado, menos que el níquel |
| Alta - Resistencia a la temperatura | Bueno, hasta 2200 grados F (1204 grados) | Moderado, hasta 1500 grados F (815 grados) | Hasta 1500 grados F (815 grados) | Hasta 1200 grados F (649 grados) |
| Fortaleza | Alto, especialmente en entornos temperados -} | Moderado, bueno para uso general | Alta fuerza - a - Relación de peso | Bajo, adecuado para estructuras livianas |