Puro nichel: Si riferisce a gradi di nichel commercialmente puri (EG, NI200, NI201) con un contenuto di nichel del 99,6% o superiore. Gli elementi di traccia sono limitati a piccole quantità di carbonio, ferro, rame, manganese e silicio (in genere per un totale di meno dello 0,4%). Queste impurità non sono aggiunte intenzionalmente ma sono residue dalla lavorazione.
Leghe di nichel: Sono materiali metallici in cui il nichel è l'elemento primario (di solito 50% o più in peso) ma intenzionalmente miscelato con altri elementi (agenti legati) come cromo, rame, molibdeno, ferro, titanio, alluminio o cobalto. Per esempio:
Monel 400 (una lega di nichel-rame) contiene ~ 65% NI e ~ 30% Cu.
Inconel 625 (una lega di nichel-cromo-molibdeno) include ~ 61% NI, 21% Cr e 9% Mo.
Puro nichel: Presenta una resistenza moderata (resistenza alla trazione di ~ 345 MPa in forma ricotta) ma elevata duttilità e malleabilità, consentendo un facile lavoro a freddo (ad es. Piegamento, rotolamento). La sua resistenza diminuisce significativamente a temperature elevate (superiori a 300 ° C/572 ° F) a causa di ammorbidimento termico.
Leghe di nichel: Ottenere proprietà meccaniche migliorate attraverso la lega:
Struttura più alta: Leghe come Inconel 718 (resistenza alla trazione ~ 1.400 MPa quando invecchiato) sono molto più forti del nichel puro, grazie al rafforzamento della soluzione solida o all'indurimento delle precipitazioni da elementi come niobio o titanio.
Prestazioni ad alta temperatura migliorate: Le leghe con cromo (ad es. Inconel 600) mantengono la resistenza a temperature superiori a 1.000 ° C (1.832 ° F), mentre il nichel puro si indebolisce rapidamente in tali condizioni.
Migliore resistenza al creep: Le leghe di nichel resistono alla deformazione graduale (creep) sotto stress a lungo termine ad alte temperature, un tratto critico per i componenti della turbina.
Puro nichel: Offre una buona resistenza agli ambienti non ossidanti, come alcali (ad es. Idrossido di sodio), acqua dolce e acido cloridrico diluito a basse temperature. Tuttavia, è vulnerabile agli acidi ossidanti (ad es. Acido nitrico) e composti di zolfo ad alta temperatura.
Leghe di nichel: Sono progettati per resistere a specifiche condizioni corrosive:
Le aggiunte di cromo (ad es. Inconel 625) migliorano la resistenza all'ossidazione e ai gas ad alta temperatura.
Il molibdeno (ad es. Hastelloy C-276) migliora le prestazioni nella riduzione degli acidi (ad es. Acido solforico) e ambienti ricchi di cloruro.
Il rame (ad es. Monel 400) aumenta la resistenza all'acqua di mare e all'acido solforico, sovraperformando il nichel puro in ambienti marini o industriali.
Puro nichel: Si ossida gradualmente a temperature superiori a 600 ° C (1,112 ° F) ed è soggetto a grafitizzazione (fragilità dalle precipitazioni del carbonio) quando esposta a calore elevato per periodi prolungati, limitando il suo uso in ambienti termici estremi.
Leghe di nichel: Excel nella stabilità ad alta temperatura:
Le leghe come Hastelloy X mantengono l'integrità strutturale a 1.200 ° C (2.192 ° F) a causa di aggiunte di cromo e ferro che formano strati di ossido protettivi.
Superalloys (ad es. Waspaloy) resistono alla fatica e all'ossidazione termiche, rendendoli indispensabili nelle sezioni calde del motore a getto.
Puro nichel: Usato in scenari in cui è fondamentale elevata purezza, duttilità o conducibilità elettrica, come: ad esempio:
Componenti della batteria (elettrodi a batteria alcalina).
Apparecchiature di lavorazione chimica per alcali.
Connettori elettrici e fili di piombo.
Leghe di nichel: Mirato ad ambienti esigenti che richiedono proprietà specializzate:
Aerospace: pale della turbina (Inconel 718), sistemi di scarico (Hastelloy X).
Elaborazione chimica: reattori (Hastelloy C-276) per acidi aggressivi.
Ingegneria marina: valvole d'acqua di mare (Monel 400).
Generazione di energia: tubi della caldaia (inoloy 800) per vapore ad alta temperatura.
Il nichel puro è un materiale di alta purezza valutato per la duttilità, la conducibilità e la moderata resistenza alla corrosione, adatto a applicazioni semplici e a basso stress. Le leghe di nichel, al contrario, sono progettate con elementi di lega intenzionale per fornire resistenza superiore, stabilità ad alta temperatura e resistenza alla corrosione mirata, consentendo il loro uso in ambienti industriali estremi in cui il puro nichel fallirebbe.
