Alliage de nickel 200/201

Material

Description des produits

Le nickel 200 et le nickel 201 sont tous deux des alliages de nickel pur qui offrent une excellente résistance à la corrosion dans divers environnements. Voici quelques points clés sur le nickel 200 et le nickel 201 :Résistance à la corrosion : Ces alliages présentent une résistance exceptionnelle à la corrosion à la soude caustique (hydroxyde de sodium) et à d’autres alcalis. Ils sont plus performants dans les environnements réducteurs, où ils offrent une excellente résistance à la corrosion. Dans des conditions oxydantes, un film d’oxyde passif peut se former à la surface des alliages, offrant une protection supplémentaire contre la corrosion. Applications : Le nickel 200 et le nickel 201 trouvent des applications dans un large éventail d’industries, notamment l’aérospatiale, le traitement chimique et pétrochimique, la transformation des aliments et le traitement marin et de l’eau. Ces alliages sont couramment utilisés dans des équipements tels que les échangeurs de chaleur, les vannes, les pompes, les réservoirs et les systèmes de tuyauterie dans ces industries. Ductilité et fabrication : Le nickel 200 et le nickel 201 sont tous deux très ductiles sur une large plage de températures. Ils peuvent être facilement soudés et traités à l’aide de pratiques de fabrication d’atelier standard, ce qui les rend pratiques pour la fabrication et l’assemblage. Il est important de noter que si le nickel 200 et le nickel 201 offrent une bonne résistance à la corrosion, ils peuvent ne pas convenir aux environnements très oxydants ou à haute température. Il est recommandé de consulter des ingénieurs en matériaux ou des fabricants d’alliages pour déterminer le meilleur choix pour une application spécifique et pour assurer une sélection appropriée de l’alliage et sa compatibilité avec l’environnement prévu.

Applications

Composants aérospatiaux et de missiles
Traitement chimique et pétrochimique – production de chlore et de soude caustique et d’autres alcalis ; acides sulfurique, chlorhydrique, fluorhydrique, phosphorique et organique ; solutions salines neutres et réductrices ; les chlorures réactifs, y compris l’oxychlorure de phosphore, le trichlorure de phosphore, le chlorure de nitrosyle, le chlorure de benzyle et le chlorure de benzoyle ; le fluor et le chlore ; brome et phénol
Équipement de transformation des aliments - refroidissement de la saumure, des acides gras, des jus de fruits
Traitement de la mer et de l’eau - eau distillée et naturelle et eau de mer courante

Normes

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

Propriétés générales

Le nickel 200 (UNS N02200) et le nickel 201 (UNS N02201) sont des matériaux en nickel forgé pouvant être certifiés à la fois. Ils ne diffèrent que par les teneurs maximales en carbone présent, soit 0,15 % pour le nickel 200 et 0,02 % pour le nickel 201.

La plaque de nickel 200 est normalement limitée au service à des températures inférieures à 600 ° F (315 ° C), car à des températures plus élevées, elle peut souffrir de graphitisation qui peut gravement compromettre les propriétés. À des températures plus élevées, une plaque de nickel 201 doit être utilisée. Les deux grades sont approuvés en vertu de la section VIII, division 1 du code des chaudières et des appareils sous pression de l’ASME. La plaque en nickel 200 est approuvée pour un service jusqu’à 600 °F (315 °C), tandis que la plaque en nickel 201 est approuvée jusqu’à 1250 °F (677 °C).

Les deux grades offrent une résistance exceptionnelle à la corrosion à la soude caustique et à d’autres alcalis. Les alliages fonctionnent mieux dans les environnements réducteurs, mais peuvent également être utilisés dans des conditions oxydantes qui produisent un film d’oxyde passif. Ils résistent tous deux à la corrosion par l’eau distillée naturelle et l’eau de mer qui coule, mais sont attaqués par l’eau de mer stagnante.

Les nickels 200 et 201 sont ferromagnétiques et présentent des propriétés mécaniques très ductiles sur une large plage de températures.

Les deux nuances sont facilement soudées et traitées selon les pratiques de fabrication standard de l’atelier.

Analyse chimique

% de poids (toutes les valeurs sont maximales, sauf indication contraire d’une plage)

Élément	Nickel 200	Nickel 201
Nickel (plus Cobalt)	99,0 minimum	99,0 minimum
Cuivre	0.25	0.25
Fer	0.40	0.40
Manganèse	0.35	0.35
Carbone	0.15	0.02
Silicium	0.35	0.35
Soufre	0.01	0.01

Propriétés physiques

Densité

0,321 livre/po3
8,89 g/cm3

Chaleur spécifique

0,109 BTU/lb-°F (32 à 212 °F)
456 J/kg-°K (0—100°C)

Module d’élasticité

29,7 x 103 ksi
205 GPa (20 °C)

Conductivité thermique 212 °F (100 °C)

463 BTU-po/pi2-h-°F
66,5 W/m-°C

Plage de fusion

2615 à 2635°F
1435 à 1446°C

Résistivité électrique

58 Ohm-circ mil/ft à 70°F
0,096 μΩ/m à 20°C

Expansion linéaire moyenne

Plage de température		Coefficient de dilatation
°F	°C	10-6 po/po °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

Propriétés mécaniques

Nickel 200/201, valeurs typiques à 21 °C (70 °F), tôle laminée à chaud, recuite

	Élasticité 0,2 % Décalage		Résistance à la traction ultime Force		Élongation en 2 pouces	Dureté
	Ksi	Mpa	Ksi	Mpa	%	Brinell (en anglais seulement) (3000 kg)	Rockwell B
Nickel 200	15–40	105–275	55–80	380–550	60–40	90–140	45–73
Nickel 201	12–35	83–240	50–70	345–485	60–40	—	—

Résistance à la corrosion

Les plaques de nickel 200 et 201 possèdent une excellente résistance dans de nombreux environnements corrosifs, y compris l’acide fluorhydrique et les alcalis. Ces alliages fonctionnent extrêmement bien dans des conditions réductrices, mais peuvent également être utilisés dans des conditions oxydantes en raison de la formation d’un film d’oxyde passif. La résistance exceptionnelle des plaques de nickel 200 et 201 dans les caustiques repose sur ce type de protection.
Dans des conditions où les températures dépassent 315 °C (600 °F), la plaque de nickel 201 est le matériau préféré, en raison de sa faible teneur en carbone.
La résistance des plaques de nickel 200 et 201 dans les applications d’acides minéraux varie en fonction de la concentration et de la température, ainsi que de l’aération de la solution. Les alliages sont plus performants dans les solutions acides non aérées.
Les plaques de nickel 200 et 201 fonctionnent bien dans les acides, les alcalis et les solutions salines neutres. Cependant, dans les solutions salines oxydantes, une forte corrosion peut se produire.
Les deux alliages résistent aux gaz secs à température ambiante. La plaque de nickel 201 peut être utilisée dans le chlorure d’hydrogène et le chlore gazeux sec jusqu’à 550 °C (1022 °F).

Nickel 200 et 201 Lignes directrices générales pour la résistance à la corrosion
Acide sulfurique	Bon	Acides organiques	Excellente
Acide phosphorique	Bon	Alcalis forts	Excellente
Acide chlorhydrique	Bon	Sels réducteurs	Excellente
Acide fluorhydrique	Excellente	Sels oxydants	Non recommandé
Acide nitrique	Non recommandé	Eau de mer	Bon

Données de fabrication

Les plaques de nickel 200 et 201 peuvent être facilement soudées et traitées selon les pratiques de fabrication standard de l’atelier.

Formage à chaud

Les opérations de pliage à chaud doivent être effectuées dans la plage de température de 1600 ° à 2250 ° F (870 ° à 1230 ° C). Dans toute opération, il faut veiller à éviter de chauffer les plaques de nickel 200 et 201 au-dessus de la limite supérieure de température de 2250 °F (1230 °C).

Formage à froid

Le nickel 200 et 201 peut être travaillé par n’importe quelle méthode conventionnelle de formage à froid. Les caractéristiques de formage sont comparables à celles de l’acier doux ; cependant, en raison des limites élastiques plus élevées du nickel 200 et 201, une plus grande puissance sera nécessaire pour effectuer les opérations. Un formage sévère peut être effectué manuellement, mais nécessitera des recuits intermédiaires pour restaurer la douceur de l’alliage.

Usinage

Les tôles de nickel 200 et 201 doivent être usinées à l’état recuit dans la mesure du possible. Ces nuances ont tendance à durcir, ce qui rend nécessaire l’utilisation de faibles vitesses de coupe et exige que l’outil de coupe reste engagé à tout moment. Une profondeur de copeau adéquate est importante afin d’éviter tout contact avec la zone d’écrouissage préalablement formée. Des lubrifiants liquides de formage à froid doivent être utilisés pour assurer une dissipation optimale de la chaleur.

Soudure

Les plaques de nickel 200 et 201 peuvent être assemblées par une variété de procédures de soudage, y compris le soudage au gaz inerte et par résistance. Les méthodes de soudage sont similaires à celles utilisées pour assembler les aciers inoxydables austénitiques. Ni préchauffage ni post-soudage, il n’est généralement nécessaire de procéder à des traitements thermiques de préchauffage ou de post-soudage.
Les procédures de soudage suivantes sont recommandées :

Procédure	Électrode / Métal d’apport
Soudage à l’arc sous protection	Électrode de soudage au nickel 141
Gaz Tungstène-Arc	Métal d’apport en nickel 61
Soudage à l’arc sous gaz, métal	Métal d’apport en nickel 61

Les tôles de nickel 200 et 201 peuvent également être jointes à l’acier avec l’électrode de soudage au nickel 141 et le métal d’apport au nickel 61.
En général, la plaque de nickel 201 peut être soudée selon les mêmes procédures que la plaque de nickel 200, à une exception près. Le procédé oxyacétylène ne peut pas être utilisé pour les plaques de nickel 201.