UNS N02200(Nickel 200) je komerčne dostupná zliatina na kovanie čistého niklu s obsahom niklu najmenej 99,0 %, známa svojou výnimočnou odolnosťou proti korózii, vysokou tepelnou a elektrickou vodivosťou a vynikajúcou mechanickou stabilitou v širokom rozsahu teplôt.
Jeho chemické zloženie je prísne kontrolované, aby sa zabezpečil vynikajúci výkon v náročných aplikáciách, ako je chemické spracovanie, elektronika, letecký priemysel a spracovanie potravín.
Nasledujú podrobnosti o jeho zložení, úlohe každého zloženia a ako ovplyvňujú vlastnosti materiálu.
UNS N02200 Chemické zloženie
Zloženie niklu 200 je definované prísnymi limitmi pre hlavné aj stopové prvky, ako je štandardizované v špecifikáciách ASTM B160.
Nasledujúca tabuľka sumarizuje hmotnostné percentá:
|
prvok |
Požadovaný rozsah (% hmotnosti). |
Primárna funkcia |
|
Nikel (Ni). |
Väčšie alebo rovné 99,0 (vrátane kobaltu) |
Základný kov poskytuje odolnosť proti korózii, ťažnosť a vodivosť |
|
Železo (Fe). |
Menšie alebo rovné 0,40 |
Zvyšuje pevnosť pri vysokých teplotách; udržiavané na nízkej úrovni, aby sa zachovala čistota |
|
Uhlík (C). |
Menšie alebo rovné 0,15 |
Ovláda vysokú-teplotnú stabilitu; prebytok môže spôsobiť zrážanie grafitu |
|
Meď (Cu). |
Menšie alebo rovné 0,25 |
Zlepšuje odolnosť proti korózii pri redukcii kyselín; minimalizované, aby sa predišlo ohrozeniu čistoty niklu |
|
Mangán (Mn). |
Menšie alebo rovné 0,35 |
Pomáha pri kontrole síry a spracovateľnosti za tepla |
|
Kremík (Si). |
Menšie alebo rovné 0,35 |
Zvyšuje odolnosť proti oxidácii; zlepšuje tekutosť pri zváraní |
|
Síra (S). |
Menšie alebo rovné 0,010 |
Prísne obmedzené, aby sa zabránilo praskaniu a krehnutiu za tepla |
Vysoká čistota niklu 200 je základom jeho výkonu. Na rozdiel od legovanej ocele neobsahuje veľké množstvo chrómu alebo molybdénu, ale spolieha sa na vlastnú odolnosť niklu voči žieravým zásadám, neutrálnym soliam a -neoxidačným kyselinám.
Aj nepatrné odchýlky v zložení môžu výrazne ovplyvniť jeho zvárateľnosť, výkonnosť pri vysokých{0}}teplotách a odolnosť proti korózii.
Úloha UNS N02200 Hlavné zloženie
Vysoký obsah niklu dodáva zliatine tvárne{0}}centrovanú kubickú kryštálovú štruktúru, ktorá zaisťuje výnimočnú ťažnosť a húževnatosť aj pri kryogénnych teplotách. Táto štruktúra tiež podporuje feromagnetizmus zliatiny a vysokú Curieho teplotu.
Čistota minimalizuje tvorbu intermetalických fáz, vďaka čomu je Nikel 200 jednofázový pevný roztok s predvídateľným správaním v korozívnych prostrediach.
Uhlík je starostlivo obmedzený na menej alebo rovný 0,15 %, pretože sa môže vyzrážať ako grafit, keď je zliatina dlhodobo vystavená teplotám medzi 425 °C a 650 °C.
Toto zrážanie znižuje ťažnosť a podporuje medzikryštalickú koróziu. Z tohto dôvodu sa Nickel 200 neodporúča pre trvalú prevádzku nad 315 stupňov; namiesto toho sa pre vysokoteplotné aplikácie uprednostňuje-nízko-uhlíkový variant Nickel 201.
Síra je obmedzená na menej alebo 0,01 %, aby sa predišlo vzniku horúčavy. Pri vysokých teplotách môže síra vytvárať na hraniciach zŕn sulfid nikelnatý s nízkou teplotou topenia--, čo vedie k praskaniu. Mangán sa pridáva, aby sa to zmiernilo vytvorením stabilných sulfidov mangánu, ktoré majú vyššie teploty topenia.
Iné zloženie a vplyv
Železo (menej alebo rovné 0,40 %): Zatiaľ čo železo môže mierne zlepšiť pevnosť, nadmerné množstvo železa znižuje odolnosť voči niektorým žieravinám. Udržuje sa na nízkej úrovni, aby sa zachovala čistota koróznej odozvy niklu.
Meď (menej alebo rovná 0,25 %): Meď zvyšuje odolnosť voči redukčným kyselinám, ako je kyselina sírová a chlorovodíková. V nikle 200 je však minimalizovaný, aby nedochádzalo k interferencii s prirodzenou pasiváciou niklu v alkalickom prostredí.
Kremík (menej ako alebo rovný 0,35 %): Kremík zlepšuje odolnosť proti oxidácii a deoxiduje taveninu počas výroby. Pri zváraní pomáha predchádzať pórovitosti, ale musí sa kontrolovať, aby sa zabránilo krehkosti.
Nikel 200 vs. Nikel 201
Nickel 201 je variant s ešte nižším obsahom uhlíka. Zatiaľ čo obe triedy zdieľajú podobnú odolnosť proti korózii, Nikel 201 je výslovne navrhnutý pre služby nad 315 stupňov, kde je riziko zrážania grafitu vysoké.
Pre väčšinu aplikácií pod touto teplotou nemá o niečo vyšší obsah uhlíka Nickel 200 žiadne nepriaznivé účinky a môže mierne zlepšiť pevnosť pri izbovej teplote.
Ako zloženie ovplyvňuje výkon
Odolnosť proti korózii: Vysoký obsah niklu poskytuje odolnosť voči koróznemu praskaniu chloridmi a výnimočnú odolnosť voči lúhu a iným zásadám.
Výroba: Vyvážené hladiny mangánu a kremíka umožňujú
vynikajúca schopnosť práce za tepla a za studena. Nízky obsah síry a uhlíka zaisťuje dobrú schopnosť zvárania metódami ako GTAW/TIG a GMAW/MIG.
Fyzikálne vlastnosti: Čistota priamo koreluje s vysokou magnetickou permeabilitou a magnetostrikčnými vlastnosťami, ktoré sú užitočné v senzoroch a prevodníkoch.
Vynikajúca odolnosť proti korózii: Vysoký obsah niklu poskytuje vynikajúcu odolnosť voči žieravým zásadám, dokonca aj v roztavenom stave, a dobrý výkon v rôznych kyselinách, soliach a neutrálnych roztokoch, najmä v redukčných podmienkach.
Dobré mechanické vlastnosti: Ponúka priaznivú kombináciu pevnosti v ťahu, medze klzu a ťažnosti v žíhanom stave, ktorá sa môže ďalej zlepšiť spracovaním za studena.
Vysoká tepelná a elektrická vodivosť: Ako komerčne čistý kov vykazuje vyššiu vodivosť v porovnaní so silnejšie legovanými kovmi.
Užitočné magnetické vlastnosti: Nikel 200 je feromagnetický a má užitočné magnetostrikčné vlastnosti.
