Aleaciones estructurales de níquel

Aleaciones estructurales de níquel

Las aleaciones estructurales de níquel son aleaciones de níquel y níquel-cobre de baja aleación, cuyo grupo más popular es Monel. Monel 400, desarrollado en 1905, fue, de hecho, la primera aleación de níquel útil y resistente a la corrosión.

Por lo general, no se espera que las aleaciones estructurales soporten temperaturas tan altas como las aleaciones resistentes al calor y a la fluencia.

Las propiedades mecánicas de estas aleaciones se mejoran principalmente mediante un trabajo en frío adecuado.

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Las aleaciones estructurales de níquel son apreciadas por su resistencia al agua de mar.

Resistencia al agua de mar

Las aleaciones estructurales de níquel son muy resistentes al agua de mar en movimiento, pero en el agua de mar estancada pueden producirse picaduras o corrosión por hendiduras después de cierto tiempo.

Los grados Monel son un poco más resistentes al agua de mar estancada.

Los grados Monel contienen una cantidad significativa de cobre, que se ha utilizado en la construcción naval durante siglos. El cobre, al igual que el níquel, resiste el agua de mar y algunas aleaciones de cobre (no Monel) evitan la bioincrustación, lo que significa que las bacterias y otras formas de vida no crecen en ellas.

Aunque pueden producirse picaduras en el Monel 400 cuando se expone al agua de mar estancada, este proceso tiende a ralentizarse tras el ataque inicial y las picaduras rara vez penetran más de 1,4 mm.

Aleaciones estructurales de níquel: aplicación

Las aleaciones de níquel incluidas en esta categoría se utilizan generalmente:

• En electrónica y electricidad: cables y terminales expuestos a temperaturas elevadas o bajo cero.
• En la industria química: accesorios y fijaciones (tanques, tuberías).
• En la industria de la ingeniería: componentes de máquinas resistentes a la corrosión: intercambiadores de calor, bombas, válvulas, etc.

Níquel comercialmente puro

Los grados de níquel comercialmente puro muestran propiedades magnetoestrictivas, tienen propiedades eléctricas adecuadas, mantienen buenas propiedades mecánicas a temperaturas bajo cero y altas y tienen muy buena resistencia a muchos agentes corrosivos.

Por lo tanto, los níqueles comercialmente puros se utilizan para aplicaciones electrónicas:

• Cables y terminales expuestos a temperaturas altas o bajo cero.
• Barras de rejilla, clavijas base y transductores
• En pilas de combustible y células galvánicas: placas y piezas de ánodos y cátodos activos y pasivos, como vástagos y protectores de cátodos.
• Los níqueles de mayor pureza (por ejemplo, el níquel 270) son útiles para aplicaciones electrónicas especiales, como piezas de tiratriones de hidrógeno.

Por otro lado, algunos níqueles pueden utilizarse en la industria química y en el procesamiento de alimentos. Por ejemplo, el níquel 200 tiene una excelente resistencia a los cáusticos, los halógenos calientes y los haluros de hidrógeno, y puede utilizarse en aplicaciones de procesamiento de alimentos de alta pureza.

Níqueles de baja aleación

Los níqueles de baja aleación contienen entre un 2 % y un 7 % de adiciones de aleación e impurezas. Por lo general, se utilizan para aplicaciones que requieren la resistencia a la corrosión del níquel comercialmente puro, pero con mejores propiedades mecánicas o una mayor protección contra el azufre.

El Duranickel 301 contiene entre un 4 % y un 4,75 % de aluminio y entre un 0,25 % y un 1 % de titanio, lo que refuerza la solución mediante fases intermetálicas γ’. El Duranickel 301 es más resistente y tiene mejores propiedades de tracción y elasticidad que el níquel puro.

El Duranickel 301 se utiliza para diafragmas, clips, resortes y otros elementos estructurales expuestos a altas temperaturas.

Aleaciones de níquel y cobre

Tanto el níquel como el cobre son resistentes y tienen una buena resistencia a la corrosión en diversas condiciones. Las aleaciones de níquel y cobre combinan las ventajas de ambos metales.

Las propiedades de tracción de las aleaciones de níquel y cobre aumentan cuando se añade hierro y manganeso. Las propiedades físicas y la dureza dependen principalmente de la concentración de níquel.

El cobre mejora la resistencia a los ácidos no oxidantes, en particular al ácido sulfúrico H2SO4 y a todas las concentraciones de ácido fluorhídrico HF no aireado.

Propiedades generales del Monel:

• Más resistente a la corrosión reductora que el níquel y más resistente a la oxidación que el cobre.
• Inmune al agrietamiento por corrosión bajo tensión.
• Muy resistente al agua de mar y al agua salobre.
• Resistente a muchos ácidos y a casi todos los álcalis.
• Muy buenas propiedades mecánicas (el Monel K-500 endurecido por envejecimiento es especialmente resistente).

Normalmente se utilizan diferentes grados de Monel:

• En las industrias química y petroquímica: equipos de procesamiento químico y petrolero, tanques, intercambiadores de calor, ejes de bombas, collares de perforación de pozos petrolíferos y resortes.
• En medicina: instrumentos quirúrgicos.
• En la construcción naval: ejes de hélices, accesorios y sujetadores.