Сплав ALLOY 200, ALLOY 201, 2.4066, 2.4068, NIKIEL 200, NIKIEL 201, НП2 - КОММЕРЧЕСКИ ЧИСТЫЙ НИКЕЛЬ

ALLOY 200, ALLOY 201, 2.4066, 2.4068, НИКЕЛЬ 200, НИКЕЛЬ 20, НП2 - КОММЕРЧЕСКИ ЧИСТЫЙ НИКЕЛЬ ПО DIN 17750 I ASTM B 160

# - P<0,002; Pb<0,002; Co<0,2; As<0,002; Bi<0,002; Cd<0,002; Mg<0,1; Sb<0,002; Sn<0,002; Zn<0,002; OT<0,5

Сплав 200 и сплав 201 – официальный

Alloy 200 и Alloy 201 (широко известные как никель 200 и никель 201) представляют собой коммерчески чистый никель с содержанием Ni более 99%.

Как никель 200, так и никель 201 обладают высокой стойкостью к коррозионным средам, особенно к агрессивным щелочам. Они также обладают высокой электропроводностью.

Из-за номинального содержания углерода, составляющего максимум 0,15%, никель 200 не должен использоваться при температуре выше 315 °C. В диапазоне температур от 425 до 650 °C в этом сплаве выпадает графит, что значительно снижает его пластичность. Никель 201, в свою очередь, имеет более низкое максимальное содержание углерода (0,02%) и может использоваться при температурах выше 290 °C.

Применение

Сплав 200 широко используется в химической и пищевой промышленности, в производстве электронных компонентов и авиационной техники при температуре не выше 315 °C. Сплав 201 подходит для более высоких температур и используется в едких испарителях, выхлопных трубах, гальванических стержнях и электронных компонентах.

Nickel 200, Nickel 201 — физические и механические свойства

Физические свойства при комнатной температуре:

• Плотность: 8,89 г/см³
• Удельная теплоемкость: 456 Дж/кг⋅К
• Электропроводность: 18,2% IACS
• Температура Кюри: 360 °C
• Ферромагнитный
• Модуль упругости в продольном направлении: 204 ГПа
• Температура плавления: 1435-1446 °C

Коэффициент теплового расширения при повышенной температуре, от 20 °C до:

• -253 °C: 8,5 мкм/м⋅K
• -184 °C: 10,4 мкм/м⋅K
• -90 °C: 11,2 мкм/м⋅K
• 93 °C: 13,3 мкм/м⋅K
• 204 °C: 13,9 мкм/м⋅K
• 316 °C: 14,4 мкм/м⋅K

Электрическое сопротивление при повышенной температуре

• -184 °C: 27 нОм·м
• -90 °C: 58 нОм·м
• 0 °C: 80 нОм·м
• 20 °C: 95 нОм·м
• 93 °C: 126 нОм·м
• 204 °C: 188 нОм·м
• 316 °C: 273 нОм·м

Коэффициент теплопроводности при повышенной температуре

• -184 °C: 77,2 Вт/м · K
• -18 °C: 72,1 Вт/м · K
• 93 °C: 67,1 Вт/м · K
• 204 °C: 61,3 Вт/м · K
• 316 °C: 56,3 Вт/м · K

Прочностные характеристики пластин из сплава Alloy 200 в зависимости от пластической и термической обработки согласно DIN 17750:2021:

• В отжитом состоянии с упрочнением (тип F37)
  • Предел текучести: >100 МПа
  • Прочность на разрыв: >370 МПа
  • Относительное удлинение: >40 %
  • Твердость HBW: <130
• В состоянии частичной отпуска (тип F49)
  • Предел текучести: >290 МПа
  • Прочность на разрыв: >490 МПа
  • Относительное удлинение: >15 %
  • Твердость HBW: 150
• В твердом состоянии (тип F59)
  • Предел текучести: >490 МПа
  • Прочность на разрыв: >590 МПа
  • Относительное удлинение: >2 %
  • Твердость по HBW: 200

Прочностные характеристики прутков из сплава Alloy 200 в зависимости от пластической и термической обработки согласно DIN 17752:2019:

• В отжитом состоянии с упрочнением (тип F37)
  • Предел текучести: >100 МПа
  • Прочность на разрыв: >370 МПа
  • Относительное удлинение: >40 %
  • Твердость HBW: <130
• В состоянии частичной отпуска (тип F49)
  • Предел текучести: >340 МПа
  • Прочность при растяжении: >490 МПа
  • Относительное удлинение: >15 %
  • Твердость HBW: 150
• В твердом состоянии (тип F59)
  • Предел текучести: >540 МПа
  • Прочность на разрыв: >590 МПа
  • Относительное удлинение: >5 %
  • Твердость по HBW: 200

Прочностные характеристики пластин из сплава Alloy 201 в зависимости от пластической и термической обработки согласно DIN 17750:2021:

• В отпущенном состоянии (тип F34)
  • Предел текучести: >80 МПа
  • Прочность на разрыв: >340 МПа
  • Относительное удлинение: >40 %
  • Твердость HBW: <130
• В состоянии частичной отпуска (тип F43)
  • Предел текучести: >150 МПа
  • Прочность на разрыв: >430 МПа
  • Относительное удлинение: >15 %
  • Твердость HBW: 150
• В твердом состоянии (тип F54)
  • Предел пластичности: >430 МПа
  • Прочность на разрыв: >540 МПа
  • Относительное удлинение: >540 %
  • Твердость по HBW: 180

Прочностные характеристики прутков из сплава Alloy 201 в зависимости от пластической и термической обработки согласно DIN 17752:2019:

• В отпущенном состоянии (тип F34)
  • Предел текучести: >80 МПа
  • Прочность на разрыв: >340 МПа
  • Относительное удлинение: >40 %
  • Твердость HBW: <130
• В состоянии частичной отпуска (тип F43)
  • Предел текучести: >150 МПа
  • Прочность на разрыв: >430 МПа
  • Относительное удлинение: >15 %
  • Твердость HBW: 150

Высокотемпературные прочные свойства сплава Nickel 201 в состоянии отжига с упрочнением:

• 204 °C:
  • Предел пластичности: 102 МПа
  • Прочность при растяжении: 372 МПа
  • Удлинение: 44 %
• 260 °C:
  • Предел текучести: 101 МПа
  • Прочность при растяжении: 372 МПа
  • Относительное удлинение: 41 %
• 316°C:
  • Предел текучести: 105 МПа
  • Прочность при растяжении: 362 МПа
  • Относительное удлинение: 42 %
• 371 °C:
  • Предел текучести: 97 МПа
  • Прочность при растяжении: 325 МПа
  • Относительное удлинение: 53 %
• 427 °C:
  • Предел пластичности: 93 МПа
  • Прочность при растяжении: 284 МПа
  • Относительное удлинение: 58 %
• 482 °C:
  • Предел пластичности: 89 МПа
  • Прочность при растяжении: 269 МПа
  • Относительное удлинение: 58 %
• 538 °C:
  • Предел пластичности: 83 МПа
  • Прочность при растяжении: 228 МПа
  • Относительное удлинение: 60 %
• 593 °C:
  • Предел текучести: 77 МПа
  • Прочность при растяжении: 186 МПа
  • Относительное удлинение: 72 %
• 649 °C:
  • Предел текучести: 70 МПа
  • Прочность при растяжении: 153 МПа
  • Относительное удлинение: 74 %

Типичная усталостная прочность для Nickel 200 в зависимости от обработки:

• В отжиженном состоянии, смягчающем
  • 10⁵ циклов: 358 МПа
  • 10⁶ циклов: 276 МПа
  • 10⁷ циклов: 234 МПа
  • 10⁸ циклов: 228 МПа
• В холоднотянутом состоянии, без отжига:
  • 10⁴ циклов: 751 МПа
  • 10⁵ циклов: 579 МПа
  • 10⁶ циклов: 434 МПа
  • 10⁷ циклов: 358 МПа
  • 10⁸ циклов: 345 МПа

Типичная ударная вязкость по Шарпи V сплава Nickel 200 в зависимости от термической и пластической обработки:

• В состоянии горячей прокатки: 271 Дж
• В холоднотянутом, отпущенном состоянии: 277 Дж
• В холоднотянутом и отпущенном состоянии: 309 Дж

Устойчивость к коррозии

Никель 200 и 201 широко используются в производстве щелочей и процессах, связанных с применением гидроксида натрия (NaOH) и гидроксида калия (KOH) различной концентрации и температуры. Хотя никель устойчив к большинству щелочей, он не устойчив к растворам аммиачной воды (NH₄OH). Сплав ценится в основном за его устойчивость к щелочным и неокисляющим средам, но он также проявляет устойчивость ко многим кислотам. Он устойчив к коррозионному растрескиванию под напряжением в средах, содержащих йодиды, где йодид калия используется в качестве катализатора для образования уксусной кислоты.

Все представленные ниже результаты испытаний, проведенных при температуре ниже 300 °C, относятся как к сплаву 200, так и к сплаву 201. Результаты при температуре выше 300 °C относятся исключительно к сплаву 201.

Скорость коррозии в растворах каустической соды (гидроксида натрия NaOH):

• Лабораторные испытания в 4% растворе при 20 °C: 1 мкм/год
• Лабораторные испытания в 4% растворе с циклическим погружением при 20 °C: 14 мкм/год
• Заводские испытания в 14% растворе на первом этапе многоступенчатого испарителя при 88 °C: 0,5 мкм/год
• Заводские испытания в 23% растворе в резервуаре, принимающем жидкость из испарителя при температуре 104 °C: 4,1 мкм/год
• Заводские испытания в одноступенчатом испарителе, концентрирующем раствор от 30 до 50% при 82°C: 2,5 мкм/год
• Заводские испытания в испарителе, концентрирующем раствор до 50%: 3 мкм/год
• Лабораторные исследования при концентрации от 32 до 52% в условиях вакуума при 85-91°C: 33 мкм/год
• Испытания в резервуаре-хранилище, содержащем раствор 49–51% при температуре 55–75 °C: 0,5 мкм/год
• Испытания в резервуаре-хранилище, содержащем раствор 49–51% при температуре 121°C: 0,5 мкм/год
• Лабораторные испытания в 75% растворе при 204 °C: 20 мкм/год
• Заводские испытания в 70% электролитическом растворе в приемном резервуаре при температуре 90-115°C: 3 мкм/год
• 45% NaOH + 5% NaCl при температуре 40°C: 7 3 мкм/год
• 45% NaOH + 5% NaCl при температуре 140°C: 10 3 мкм/год

Скорость коррозии для других коррозионных сред:

• Тионилхлорид (SOCl₂), при температуре 40 °C: 7 3 мкм/год
• Фосфорная кислота (H₃PO₄), при температуре 40 °C: 10 3 мкм/год
• Фосфорилтрихлорид (POCl₃) при температуре 40 °C: 10 3 мкм/год
• Трихлорбензол (C₆H₅CCl₃), при температуре 40 °C: 5,1 3 мкм/год
• Бензоилхлорид (C₇H₅ClO), при температуре 40 °C: 5,1 3 мкм/год
• Муравьиная кислота (CH₂O₂) 40%, кипящая: 0,26-0,27 мм/год
• Муравьиная кислота (CH₂O₂) 88%, кипящая: 0,31-0,34 мм/год
• Кипячение 100% концентрированной уксусной кислоты (CH₃COOH) без доступа воздуха: 0,036 мм/год
• Кипячение 100% концентрированной уксусной кислоты (CH₃COOH) с барботажем воздухом: 0,025 мм/год
• Кипячение 100% концентрированной уксусной кислоты (CH₃COOH) с анионами Cu: 0,81 мм/год
• Кипячение 50% концентрированной уксусной кислоты (CH₃COOH) без доступа воздуха: 0,076 мм/год
• Кипячение 50% концентрированной уксусной кислоты (CH₃COOH) с барботажем воздухом: 1,6 мм/год
• Кипячение 50% концентрированной уксусной кислоты (CH₃COOH) с анионами Cu: 0,71 мм/год

Водостойкость — отличная коррозионная стойкость в дистиллированной и пресной воде. Скорость коррозии составляет менее 0,0025 мм/год в резервуарах для дистиллированной воды и менее 0,005 мм/год в системе горячего водоснабжения.

Сплав также демонстрирует хорошую коррозионную стойкость в морской воде. Однако следует отметить, что в стоячей или очень медленно текущей морской воде существует вероятность возникновения точечной или щелевой коррозии, особенно под отложениями морских организмов или другими загрязнениями.

Хлориды — очень хорошая стойкость, никель известен своим усилением стойкости к хлоридным средам. Потеря массы в хлоридных средах в зависимости от температуры и продолжительности испытания составляет:

• Ar-30Cl2 500 ч; 400 °C: 0,2 мг/см2
• Ar-30Cl₂ 500 ч; 500 °C: 0,3 мг/см²
• Ar-30Cl₂ 500 ч; 600 °C: 47-101 мг/см²
• Ar-30Cl₂ 500 ч; 705 °C: 97 мг/см²
• HCl 300 ч; 400 °C: 1,19 мг/см²
• HCl 1000 ч; 400 °C: 0,91 мг/см²
• HCl 100 ч; 500 °C: 1,60 мг/см²
• HCl 300 ч; 500 °C: 2,89 мг/см²
• HCl 1000 ч; 500 °C: 4,86 мг/см²
• HCl 100 ч; 600 °C: 11,46 мг/см²
• HCl 300 ч; 600 °C: 37,7 мг/см²
• HCl 96 ч; 700 °C: 377 мг/см²

Сварка

Сварочная группа 41 (ISO 15608), номер пайки латунью 110 (ASME раздел IX).

Выбор сварочных материалов:

• ENi-1 (электрод); ERNi-1 (сварочная проволока)
• При соединении с нержавеющей сталью до 9% Ni: ENiCrFe-2 (электрод); ERNiCr-3 (сварочная проволока)
• При соединении с медью или медно-никелевым сплавом: ENiCu-7; электрод: ERNiCu-7 сварочный провод

Термическая обработка после сварки — если сварной элемент будет использоваться в среде агрессивных щелочей, необходимо применить отпускную закалку после сварки, описанную ниже.

Термическая обработка, пластическая обработка и механическая обработка

Рекомендуемые параметры эксплуатации и термообработки:

• Тяжелая ковка: 1230-870 °C
• Легкая ковка: 870-550 °C
• Долгосрочный отжиг для смягчения в колпаковых печах: 705-760 °C; 2-6 ч; AC
• Непрерывный отжиг для смягчения: 815-925 °C; 5 мин; AC / WQ
• Отпускной отжиг 480-705 °C; 30-120 мин; AC
• Отжиг для устранения напряжений: 260-480 °C; 1-2 ч; AC
• Отжиг после сварки: 705 °C; AC

Ковка — процесс для сплава Alloy 200 заключается в нагревании его в печи, немедленном извлечении после достижения желаемой температуры и быстрой обработке. Рекомендуемый диапазон температур ковки составляет от 650 до 1230 °C. Ключевым моментом является проведение тяжелой ковки и горячей гибки при температуре выше 870 °C, поскольку ниже этой температуры металл резко затвердевает. Высокие механические свойства можно достичь путем легкой обработки при температуре ниже 650 °C.

Холодная обработка — единственный способ упрочнения сплава. Последующая термообработка или ее отсутствие повлияет на прочностные и механические свойства.

Отжиг — сплав можно отжигать для смягчения (705-925 °C), для снятия напряжений (480-705 °C) или для выравнивания напряжений (260-480 °C). Выбор более высокой температуры приводит к повышению пластичности. В любом случае можно использовать охлаждение воздухом.

Термическая обработка после сварки для агрессивных сред - Нагрейте материал до 705 °C и поддерживайте эту температуру в течение не менее 0,5 часа на толщине 25 мм. Определите скорость нагрева и охлаждения в зависимости от формы детали. Для сложных форм с неоднородной толщиной следует использовать скорость нагрева и охлаждения 111 °C в час. Формы с однородной толщиной могут потребовать более быстрого нагрева и охлаждения воздухом.

Механическая обработка — сплав легко поддается механической обработке. В отожженном состоянии проявляет резиноподобные свойства. Закаливаются только путем холодной обработки.

Из вышеперечисленных марок стали мы поставляем:

• Прутки, проволока, поковки по ASTM B 160, ASTM B 730, ASME SB-160, ASME SB-730, DIN 17752
• Листы, ленты и пластины по ASTM B 162, ASME SB-162, DIN 17750
• Сварные трубы по ASTM B 163, ASTM B 730, ASTM B 751, ASTM B 755, ASME SB-163, ASME SB-730, ASME SB-751, ASME SB-755
• Бесшовные трубы по ASTM B 829, ASME SB-829
• Сварные соединительные фитинги по ASTM B 366, ASME SB-366