Nickel 200 / Nickel 201 / Alloy 200 / Alloy 201 / 2.4066 / 2.4068 / UNS N02200 / N02201 – nikiel technicznie czysty
Nickel 200 (Alloy 200, UNS N02200, W.Nr. 2.4066) i Nickel 201 (Alloy 201, UNS N02201, W.Nr. 2.4068) to dwa gatunki technicznie czystego niklu o bardzo dobrej odporności na roztwory alkaliczne, wysokiej przewodności cieplnej i elektrycznej oraz dobrej plastyczności. Najważniejsza różnica dotyczy zawartości węgla: w Nickel 201 ograniczono ją do maksymalnie 0,02%, aby zmniejszyć ryzyko kruchości międzykrystalicznej podczas pracy w podwyższonej temperaturze. Materiały są stosowane w przemyśle chemicznym, przy produkcji wodorotlenku sodu i potasu, w elektrotechnice oraz urządzeniach procesowych.
Materiały dostępne w Alfa-Tech – Nickel 200 / Nickel 201 / 2.4066 / 2.4068
Pręty okrągłe i płaskowniki Nickel 200 / Nickel 201 Alloy 200 / Alloy 201 / 2.4066 / 2.4068 / UNS N02200 / N02201
Pręty kute Nickel 200 / Nickel 201 / Alloy 200 / Alloy 201 / 2.4066 / 2.4068 / UNS N02200 / N02201
Odkuwki Nickel 200 / Nickel 201 / Alloy 200 / Alloy 201 / 2.4066 / 2.4068 / UNS N02200 / N02201
Rury Nickel 200 / Nickel 201 / Alloy 200 / Alloy 201 / 2.4066 / 2.4068 / UNS N02200 / N02201
Blachy, płyty i taśmy Nickel 200 / Nickel 201 Alloy 200 / Alloy 201 / 2.4066 / 2.4068 / UNS N02200 / UNS N02201
Telefon: +48 63 2610519
kontakt@alfa-tech.com.pl
Nickel 200 i Nickel 201 – skład chemiczny według UNS, EN/DIN oraz danych producentów Alloy 200 / Alloy 201 / 2.4066 / 2.4068 / UNS N02200 / N02201
| Nickel 200 / Nickel 201 – skład chemiczny [% mas.] | |||||||||||
| Gatunek stopu | Norma | Ni | C | Si | Mn | S | Cu | Fe | Ti | Co | Inne |
| Nickel 200 / Alloy 200 / UNS N02200 | ASTM / UNS | ≥99,0* | ≤0,15 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,010 | ≤0,25 | ≤0,40 | — | w Ni* | Ni+Co ≥99,0 |
| Nickel 200 / 2.4066 / Ni 99,2 | DIN / EN / VDM | ≥99,2 | ≤0,10 | ≤0,15 | ≤0,35 | ≤0,005 | ≤0,25 | ≤0,40 | ≤0,10 | — | Mg ≤0,15; (S-)Ni99,6 – nazwa |
| Nickel 200 / H02200 / NS5200 (dawniej N5) | GB/T 15007 | ≥99,0 | ≤0,15 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,010 | ≤0,25 | ≤0,40 | — | — | GB/T 15007:2017 |
| Nickel 200 / NA 11 | BS 3072–3076 | ≥99,0* | ≤0,15 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,010 | — | ≤0,40 | — | — | Limit Cu: wg wydania BS |
| Nickel 200 / NW2200 / Ni99,0 | ISO 9722:1992 | ≥99,0 | ≤0,15 | ≤0,30 | ≤0,30 | ≤0,010 | ≤0,20 | ≤0,40 | — | — | ISO 9722:1992 |
| Nickel 200 / NNCB / NNCP | JIS – | — | ≤0,15 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,010 | ≤0,25 | — | — | — | — |
| Nickel 200 / L210H21 | PN | reszta | ≤0,15 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,010 | ≤0,25 | — | — | — | — |
| Nikiel НП2 (NP2) | GOST 492-73 | ≥99,5* | ≤0,10 | ≤0,15 | ≤0,05 | ≤0,005 | ≤0,10 | ≤0,10 | — | w Ni* | Ni+Co ≥99,5; ≠ UNS |
| Nickel 200 / Ni-01 | NF / AFNOR – | reszta | ≤0,15 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,010 | ≤0,10 | ≤0,40 | — | — | |
| Nickel 200 – Special Metals | Dane handlowe | ≥99,0* | ≤0,15 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,010 | ≤0,25 | ≤0,40 | — | w Ni* | Ni+Co ≥99,0 |
| Nickel 201 / Alloy 201 / UNS N02201 | ASTM / UNS | ≥99,0* | ≤0,02 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,010 | ≤0,25 | ≤0,40 | — | w Ni* | Ni+Co ≥99,0; niskie C |
| Nickel 201 / 2.4068 / LC-Ni 99,2 | DIN / EN / VDM | ≥99,2 | ≤0,02 | ≤0,15 | ≤0,35 | ≤0,005 | ≤0,25 | ≤0,40 | ≤0,10 | — | Mg ≤0,15; Ti ≤0,10 |
| Nickel 201 / H02201 / NS5201 | GB/T 15007 | ≥99,0 | ≤0,02 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,010 | ≤0,25 | ≤0,40 | — | — | GB/T 15007:2017 |
| Nickel 201 / NA 12 | BS 3072–3076 | ≥99,0* | ≤0,02 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,010 | ≤0,25 | ≤0,40 | — | — | BS: wg wydania normy |
| Nickel 201 / NW2201 / Ni99,0-LC | ISO 9722:1992 | ≥99,0 | ≤0,02 | ≤0,30 | ≤0,30 | ≤0,010 | ≤0,20 | ≤0,40 | — | — | ISO 9722:1992; LC |
| Nikiel НП4 (NP4) | GOST 492-73 | ≥99,0* | ≤0,10 | ≤0,15 | ≤0,20 | ≤0,015 | ≤0,15 | ≤0,30 | — | w Ni* | C ≤0,10; NIE zamiennik 201 |
| Nickel 201 – Special Metals | Dane handlowe | ≥99,0* | ≤0,02 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,010 | ≤0,25 | ≤0,40 | — | w Ni* | Ni+Co ≥99,0 |
Oba gatunki mają osnowę niklową i niewielkie dodatki pozostałych pierwiastków. W amerykańskiej specyfikacji materiału podaje się zwykle minimalną sumę Ni + Co = 99,0%, podczas gdy europejskie wyroby VDM Nickel 200/201 deklarują Ni min. 99,2%. Nie należy bez sprawdzenia certyfikatu utożsamiać tych dwóch sposobów zapisu. Skład odnosi się do udziału masowego [%].
*W wierszach opartych na dokumentacji Special Metals i UNS zapis „min. 99,0” odnosi się do łącznej zawartości niklu i kobaltu (Ni + Co). „—” oznacza brak odrębnego limitu w przytoczonym zestawieniu, a nie obowiązkowo zerową zawartość. Wartości europejskie odnoszą się do karty VDM Nickel 200/201, wydanie 2022; składy różnych norm wyrobu wymagają sprawdzenia aktualnej specyfikacji.
Rola pierwiastków w technicznie czystym niklu
- Ni – główny składnik stabilizuje strukturę metaliczną, odpowiada za odporność na alkalia, właściwości magnetyczne oraz przewodność elektryczną i cieplną.
- C – węgiel jest najważniejszą różnicą między Nickel 200 i Nickel 201. Ograniczenie zawartości C zmniejsza ryzyko wydzielania grafitu i utraty ciągliwości po długiej ekspozycji cieplnej.
- Fe, Cu, Mn, Si są kontrolowanymi dodatkami resztkowymi. Ich poziom może wpływać na własności użytkowe i czystość materiału.
- S jako zanieczyszczenie wymaga kontroli, ponieważ związki siarki mogą powodować degradację niklu w wysokiej temperaturze.
- Co i Ti podlegają osobnym ograniczeniom lub łącznemu bilansowi składu zależnie od specyfikacji.
Nickel 200 a Nickel 201 – najważniejsze różnice i dobór gatunku
Nickel 200 jest technicznie czystym niklem stosowanym tam, gdzie kluczowe są wysoka odporność chemiczna, plastyczność, przewodnictwo i zachowanie czystości produktu. Nickel 201 to odmiana niskowęglowa o zbliżonych właściwościach w temperaturze pokojowej, ale korzystniejszej stabilności przy długotrwałym ogrzewaniu. W Nickel 200 pod wpływem ekspozycji powyżej około 315°C może występować wydzielanie grafitu na granicach ziaren, wyraźnie obniżające plastyczność. Z tego powodu w wyższych temperaturach zaleca się Nickel 201, po ocenie naprężeń, atmosfery i wymagań projektowych.
| Nickel 200 / Nickel 201 – porównanie gatunków | ||
| Kryterium | Nickel 200 / N02200 | Nickel 201 / N02201 |
|---|---|---|
| Odpowiednik europejski | 2.4066 / Ni 99,2 | 2.4068 / LC-Ni 99,2 |
| Maksymalna zawartość węgla UNS | 0,15% | 0,02% |
| Korozja w roztworach alkalicznych | Bardzo dobra | Bardzo dobra |
| Długotrwała praca powyżej około 315°C | Ryzyko kruchości wskutek wydzielania grafitu | Preferowany gatunek z ograniczoną zawartością węgla |
| Przewodność cieplna w 20°C – VDM | ok. 71 W/(m·K) | ok. 79 W/(m·K) |
| Typowe zastosowania | Elementy aparatury chemicznej, przewodniki, wyposażenie produkcji NaOH | Wyparki ługów, gorące instalacje procesowe, elektrotechnika |
| Jak interpretować tabelę: Różnica węgla nie czyni Nickel 201 materiałem bez ograniczeń temperaturowych. W wysokiej temperaturze nadal należy uwzględnić pełzanie, naprężenia i obecność siarki. Właściwości fizyczne i mechaniczne obu gatunków zależą także od czystości i obróbki. | ||
Nickel 200 i Nickel 201 – właściwości fizyczne i magnetyczne
Oba gatunki to materiały niklowe o strukturze regularnej ściennie centrowanej (FCC), ferromagnetyczne w temperaturze pokojowej. Czysty nikiel wykazuje przewodność elektryczną większą niż większość wysokostopowych stopów niklu, choć znacznie mniejszą niż miedź. Przy doborze elementów nagrzewanych i przewodzących prąd trzeba korzystać z parametrów dla rzeczywistej temperatury pracy.
| Nickel 200 / Nickel 201 – podstawowe właściwości fizyczne | |
| Parametr | Wartość / uwagi |
|---|---|
| Gęstość w ok. 20°C | 8,89–8,90 g/cm³ |
| Zakres topnienia | ok. 1435–1446°C |
| Ciepło właściwe w 20°C | ok. 456 J/(kg·K) |
| Przewodność cieplna w 20°C | Nickel 200 ok. 71; Nickel 201 ok. 79 W/(m·K) (VDM) |
| Rezystywność elektryczna w 20°C | Nickel 200 ok. 0,09; Nickel 201 ok. 0,085 µΩ·m (wartości orientacyjne) |
| Moduł sprężystości E w 20°C | ok. 205 GPa |
| Temperatura Curie | ok. 360°C |
| Zachowanie magnetyczne | Ferromagnetyczne poniżej temperatury Curie; powyżej zanika ferromagnetyczne uporządkowanie |
| Jak interpretować tabelę: Niskie stężenia zanieczyszczeń mogą znacząco wpływać na przewodność i rezystywność. Temperatura Curie nie stanowi temperatury granicznej odporności na korozję ani dopuszczalnej temperatury pracy konstrukcji. | |
Przewodność cieplna Nickel 200 i Nickel 201 w funkcji temperatury
Zestawienie producenta VDM pokazuje odrębne krzywe przewodności dla obu gatunków. W pobliżu temperatury Curie charakter zmian parametrów może być inny niż w stopach niemagnetycznych.
| Nickel 200 / Nickel 201 – przewodność cieplna | ||
| T [°C] | Nickel 200 λ [W/(m·K)] | Nickel 201 λ [W/(m·K)] |
|---|---|---|
| 20 | 71 | 79 |
| 100 | 67 | 73 |
| 200 | 62 | 67 |
| 300 | 57 | 60 |
| 400 | 56 | 57 |
| 500 | 58 | 59 |
| 600 | 60 | 61 |
| 700 | 62 | 63 |
| 800 | 64 | 66 |
| 900 | 67 | 68 |
| 1000 | 69 | 71 |
| Jak interpretować tabelę: Dla obu odmian przewodność maleje od temperatury pokojowej do ok. 300–400°C, a następnie rośnie. Parametry z tej tabeli są typowe dla danych VDM i nie stanowią gwarancji określonej wartości dla każdej partii. | ||
Rezystywność elektryczna i średnia rozszerzalność liniowa
Rezystywność elektryczna niklu wzrasta wraz z temperaturą. Średni współczynnik rozszerzalności odnosi się do przedziału temperatur, a nie do jednego punktu pomiarowego. Dla złączy niklu z innymi metalami różnice rozszerzalności mogą powodować znaczące naprężenia.
| Nickel 200 / Nickel 201 – parametry elektryczne i cieplne | ||
| Temperatura [°C] | Rezystywność Ni 200 [µΩ·m] | Rozszerzalność α [10−6/K] |
|---|---|---|
| 20 | 0,096 | — |
| 100 | 0,130 | 13,3 |
| 200 | 0,185 | 13,9 |
| 300 | 0,260 | 14,2 |
| 400 | 0,330 | 14,8 |
| 500 | 0,365 | 15,3 |
| 600 | 0,400 | 15,5 |
| 800 | 0,460 | 16,2 |
| 1000 | 0,510 | 16,9 |
| Jak interpretować tabelę: Dane odnoszą się do wyżarzonego Nickel 200 (Special Metals). Wartości Nickel 201 są zbliżone, ale nie identyczne; nie należy podstawiać tej tabeli bezpośrednio do obliczeń jego oporności bez sprawdzenia właściwej karty materiałowej. | ||
Moduł Younga E, moduł Kirchhoffa G i liczba Poissona ν
| Nickel 200 – parametry sprężyste zależnie od temperatury | |||
| Temperatura [°C] | Moduł E [GPa] | Moduł G [GPa] | Liczba Poissona ν |
|---|---|---|---|
| 26 | 205 | 79,6 | 0,29 |
| 100 | 200 | 77,9 | 0,28 |
| 200 | 195 | 75,8 | 0,29 |
| 300 | 190 | 73,8 | 0,29 |
| 400 | 183 | 71,4 | 0,28 |
| 500 | 177 | 69,0 | 0,28 |
| Jak interpretować tabelę: Spadek modułu E o ok. 28 GPa między temperaturą pokojową a 500°C oznacza mniejszą sztywność elementu. Liczba Poissona ν jest bezwymiarowa; moduł G określa sprężystość przy ścinaniu. Wartości są typowe i nie zastępują obliczeń według właściwej normy projektowej. | |||
Nickel 200 / Nickel 201 – właściwości mechaniczne, stany dostawy i obróbka na zimno
Nickel 200 i Nickel 201 nie są stopami utwardzanymi wydzieleniowo. Ich wytrzymałość można podnosić przez zgniot, np. walcowanie lub ciągnienie na zimno, kosztem części plastyczności. Wyżarzanie przywraca podatność na dalszą obróbkę. Oznaczenia stanów F37, F49 i F59 (Nickel 200) oraz F34 i F43 (Nickel 201) mogą występować w starszych i specyficznych dokumentacjach; o wymaganiach odbiorczych decyduje norma wyrobu.
| Nickel 200 – wymagania mechaniczne wg przytoczonej klasyfikacji stanów | ||||
| Postać / stan | Rp0,2 [MPa] | Rm [MPa] | A [%] | HBW |
|---|---|---|---|---|
| Płyta – wyżarzona (F37) | ≥100 | ≥370 | ≥40 | ≤130 |
| Płyta – stan podwyższonej wytrzymałości (F49) | ≥290 | ≥490 | ≥15 | ok. 150 |
| Płyta – stan twardy (F59) | ≥490 | ≥590 | ≥2 | ok. 200 |
| Pręt – wyżarzony (F37) | ≥100 | ≥370 | ≥40 | ≤130 |
| Pręt – stan podwyższonej wytrzymałości (F49) | ≥340 | ≥490 | ≥15 | ok. 150 |
| Pręt – stan twardy (F59) | ≥540 | ≥590 | ≥5 | ok. 200 |
| Jak interpretować tabelę: Podane stany i parametry pochodzą z zestawienia wejściowego i wymagają porównania z konkretnym wydaniem DIN 17750/17752 przed wpisaniem do zamówienia. Część podanych twardości opisuje wartości orientacyjne, a nie limity odbiorcze. W praktyce zgniot silnie podnosi Rp0,2 i Rm, obniżając A. | ||||
| Nickel 201 – wybrane właściwości mechaniczne w temperaturze pokojowej | ||||
| Wyrób / stan | Rp0,2 [MPa] | Rm [MPa] | A [%] | HBW |
|---|---|---|---|---|
| Płyta wyżarzona (F34) | ≥80 | ≥340 | ≥40 | ≤130 |
| Płyta częściowo umocniona (F43) | ≥150 | ≥430 | ≥15 | ok. 150 |
| Pręt wyżarzony (F34) | ≥80 | ≥340 | ≥40 | ≤130 |
| Pręt częściowo umocniony (F43) | ≥150 | ≥430 | ≥15 | ok. 150 |
| Jak interpretować tabelę: Właściwości w stanie wyżarzonym są zgodne z typowym poziomem podawanym dla gatunku 201 przez VDM. Celowo nie powtórzono oczywiście błędnego wydłużenia „≥540%” z danych wejściowych dla twardego stanu F54; prawidłową wartość trzeba potwierdzić w normie i dokumentach odbioru. | ||||
Nickel 201 – parametry mechaniczne w podwyższonych temperaturach
Wraz ze wzrostem temperatury obniżają się przede wszystkim granica plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie. Nawet gdy materiał nie wykazuje skłonności do wydzielania grafitu, jego dopuszczalne naprężenia maleją. Wartości minimalne poniżej pochodzą z karty VDM opartej na danych VdTÜV dla określonych warunków.
| Nickel 201 – krótkotrwałe parametry mechaniczne wg VDM / VdTÜV | ||
| Temperatura [°C] | Rp0,2 [MPa] | Rm [MPa] |
|---|---|---|
| 20 | 80 | 340 |
| 100 | 70 | 290 |
| 200 | 65 | 275 |
| 300 | 60 | 260 |
| 400 | 55 | 240 |
| 500 | 50 | 210 |
| 600 | 40 | 150 |
| Jak interpretować tabelę: Dane krótkotrwałe nie opisują wytrzymałości przy obciążeniu przez wiele lat. W przypadku aparatury ciśnieniowej korzystaj z aktualnych tabel dopuszczalnych naprężeń i parametrów pełzania, a nie tylko z Rm przy określonej temperaturze. | ||
Nickel 201 – wytrzymałość na długotrwałe obciążenie w wysokiej temperaturze
W zakresie pracy, w którym pojawia się pełzanie, istotne są zarówno naprężenia wywołujące określony trwały przyrost odkształcenia, jak i naprężenia prowadzące do zerwania po danym czasie. Są to dwie różne charakterystyki.
| Nickel 201 – pełzanie i zerwanie po 10 000 godzin (VDM) | ||
| Temperatura [°C] | Zerwanie Rm/10⁴h [MPa] | Odkształcenie 1% Rp1,0/10⁴h [MPa] |
|---|---|---|
| 380 | 85 | 70 |
| 400 | 75 | 60 |
| 420 | 67 | 52 |
| 440 | 59 | 44 |
| 460 | 51 | 36 |
| 480 | 43 | 29 |
| 500 | 35 | 23 |
| 520 | 28 | 17 |
| 540 | 22 | 13 |
| 560 | 17 | 9 |
| 580 | 13 | 7 |
| 600 | 10 | 6 |
| Jak interpretować tabelę: Kolumna Rm/10⁴h oznacza poziom naprężenia odpowiadający zerwaniu po 10 000 h, a Rp1,0/10⁴h – naprężenie powodujące ok. 1% odkształcenia pełzaniowego po takim czasie. Żadna z kolumn nie stanowi automatycznie naprężenia dopuszczalnego. | ||
Nickel 200 – zmęczenie i udarność materiału
Dla obciążeń cyklicznych istotna jest zarówno liczba cykli do zniszczenia, jak i stan odkształcenia. Materiał zimnociągniony ma zwykle znacznie większą wytrzymałość na określonej liczbie cykli niż wyżarzony, lecz jest mniej plastyczny. Dane z zestawienia wejściowego pokazują ten trend.
| Nickel 200 – przykładowa wytrzymałość zmęczeniowa | ||
| Liczba cykli N | Wyżarzony [MPa] | Zimnociągniony [MPa] |
|---|---|---|
| 10⁴ | — | 751 |
| 10⁵ | 358 | 579 |
| 10⁶ | 276 | 434 |
| 10⁷ | 234 | 358 |
| 10⁸ | 228 | 345 |
| Jak interpretować tabelę: Dane są wynikami wybranych badań i nie stanowią uniwersalnej granicy zmęczenia. W obliczeniach trzeba znać rodzaj próby, współczynnik asymetrii cyklu, stan powierzchni, geometrię, środowisko i sposób wytwarzania. | ||
| Nickel 200 – przykładowa energia łamania Charpy V | |
| Stan materiału | Energia łamania KV [J] |
|---|---|
| Walcowany na gorąco | 271 |
| Zimnociągniony, odprężony | 277 |
| Zimnociągniony, wyżarzony zmiękczająco | 309 |
| Jak interpretować tabelę: Wysoka energia łamania potwierdza znaczną ciągliwość materiału w danych warunkach, ale wartości odnoszą się do konkretnej metody i geometrii próbek. Nie można ich bezpośrednio przenosić na inne przekroje ani porównywać z wynikami z prób o innym karbie. | |
Nickel 200 i Nickel 201 – odporność na korozję i środowiska chemiczne
Najważniejszą zaletą czystego niklu jest odporność w środowiskach silnie alkalicznych, w tym wodorotlenku sodu i potasu. Ochronne produkty powierzchniowe mogą obniżać prędkość korozji, lecz wynik zależy od temperatury, stężenia, napowietrzania, zanieczyszczeń i ruchu cieczy. Szczególnego znaczenia nabiera obecność chloranów oraz związków siarki. Nikiel nie jest materiałem uniwersalnym do wszystkich kwasów i nie należy przyjmować jego odporności jedynie na podstawie nazwy medium.
Korozja w roztworach NaOH – soda kaustyczna
Do produkcji i koncentracji ługów stosuje się niklowe wyparki, rurociągi, armaturę i zbiorniki. W warunkach umiarkowanych prędkość korozji bywa bardzo mała; w ciężkich, gorących roztworach większe znaczenie ma odporność na lokalne uszkodzenia oraz dobór Nickel 201 ze względu na temperaturę.
| Nickel 200 / Nickel 201 – wybrane wyniki korozji w NaOH | ||
| Warunki testu / stężenie | Temperatura [°C] | Prędkość korozji [µm/rok] |
|---|---|---|
| NaOH 4%, spokojne zanurzenie – laboratorium | pokojowa | ok. 1 |
| NaOH 4%, naprzemienne zanurzanie | pokojowa | ok. 10–15 |
| NaOH 14%, instalacja wyparna | 88 | ok. 0,5 |
| NaOH 23%, zbiornik za wyparką | 104 | ok. 4,1 |
| NaOH 49–51%, zbiornik | 55–75 | ok. 0,5 |
| NaOH 75%, laboratorium | 204 | ok. 20 |
| Jak interpretować tabelę: Jest to wybór z opublikowanych historycznych prób laboratoryjnych i zakładowych oraz zestawienia wejściowego. Różnice w prędkości korozji nawet przy podobnym stężeniu mogą wynikać z przepływu, napowietrzania i zanieczyszczeń. Wyniki nie gwarantują takich samych ubytków w konkretnym urządzeniu. | ||
Kwasy organiczne, fluorowodór i media utleniające
Nickel 200 i Nickel 201 mają korzystną odporność w wielu warunkach redukujących, ale obecność utleniaczy albo intensywne napowietrzanie może istotnie zwiększać szybkość korozji. W przypadku kwasu octowego przejście od warunków bez dostępu powietrza do warunków napowietrzanych wyraźnie zmienia wyniki. Przy obecności jonów miedzi środowisko może stać się znacznie bardziej agresywne.
| Nickel 200/201 – wybrane laboratoryjne szybkości korozji | |
| Medium i warunki | Prędkość korozji [mm/rok] |
|---|---|
| Kwas mrówkowy 40%, wrzący | 0,26–0,27 |
| Kwas mrówkowy 88%, wrzący | 0,31–0,34 |
| Kwas octowy 100%, wrzący, bez napowietrzania | 0,036 |
| Kwas octowy 100%, wrzący, napowietrzany | 0,025 |
| Kwas octowy 100%, wrzący, obecność jonów Cu | 0,81 |
| Kwas octowy 50%, wrzący, bez napowietrzania | 0,076 |
| Kwas octowy 50%, wrzący, napowietrzany | 1,6 |
| Jak interpretować tabelę: Liczby przedstawiono jako wyniki indywidualnych badań przytoczonych w materiale źródłowym, nie jako gwarantowaną odporność całej klasy kwasów. Dodatek jonów metali i napowietrzanie mogą wywołać zmianę mechanizmu korozji; w doborze konstrukcyjnym potrzebna jest dokładna analiza składu medium. | |
Woda, woda morska, mokry i suchy chlor
W wodzie destylowanej i wielu naturalnych wodach słodkich nikiel jest względnie odporny. W stojącej wodzie morskiej, zwłaszcza w szczelinach i pod osadami, możliwa jest lokalna korozja. Nikiel stosuje się również w określonych instalacjach z suchym chlorem, suchym HCl i fluorem; po pojawieniu się wilgoci zachowanie materiału może zmienić się radykalnie. Dobór zawsze wymaga określenia punktu rosy gazu, temperatury i zanieczyszczeń.
| Nickel 201 – wpływ temperatury na korozję w suchym fluorze | |
| Temperatura [°C] | Szybkość korozji [mm/rok] |
|---|---|
| 400 | 0,21 |
| 450 | 0,579 |
| 500 | 1,55 |
| 600 | 8,84 |
| 650 | 4,88 |
| 700 | 10,4 |
| Jak interpretować tabelę: Wraz ze wzrostem temperatury szybkość korozji w suchym fluorze może wzrastać o rzędy wielkości; niewielkie nieciągłości wyników mogą wynikać z tworzenia warstw powierzchniowych i warunków badań. Wyniki pochodzą z wybranej tabeli Special Metals i nie uprawniają do stosowania niklu bez analizy procesu. | |
Najważniejsze ograniczenia odporności korozyjnej
- Silne utleniacze i kwasy utleniające: mogą powodować intensywną korozję; trzeba znać potencjał redoks i warunki napowietrzania.
- Chlorany w ługach: przyspieszają korozję i powinny być kontrolowane.
- Związki siarki w wysokiej temperaturze: mogą powodować kruchość i korozję międzykrystaliczną.
- Woda morska stojąca: możliwa korozja szczelinowa i pod osadami.
- Wilgotny chlorowodór: nie może być oceniany na podstawie danych dla gazu suchego.
Nickel 200 i Nickel 201 – zastosowania przemysłowe
Produkcja i koncentracja wodorotlenku sodu oraz potasu
Nickel 200 i Nickel 201 stosowane są przy budowie wyparników, zbiorników, rurociągów, elementów pomp i armatury instalacji ługowych. W miarę wzrostu temperatury wybór przechodzi często na odmianę niskowęglową Nickel 201. Warto sprawdzać również wymagania czystości produktu, ponieważ niewłaściwy materiał może prowadzić do niepożądanej kontaminacji roztworu.
Przemysł chemiczny, farmaceutyczny i spożywczy
Technicznie czysty nikiel jest wykorzystywany w aparaturze do syntezy i separacji chemikaliów, częściach wymienników, mieszalnikach i urządzeniach pracujących w starannie dobranych środowiskach. W procesach wymagających ograniczenia rozpuszczania metalu jego niska korozja może pomagać utrzymać jakość produktu. Nie oznacza to jednak automatycznego dopuszczenia każdej postaci materiału do kontaktu z żywnością lub produktem farmaceutycznym.
Elektrotechnika, akumulatory i aparatura pomiarowa
Nikiel stosuje się na kontakty, przewodniki prądowe, wybrane elektrody, elementy urządzeń elektrochemicznych i części aparatury. Przy doborze znaczenie mają przewodność, własności magnetyczne, odporność chemiczna i technologia wykonywania połączeń. W wysokich temperaturach należy dodatkowo kontrolować naprężenia i zmiany własności sprężystych.
Nickel 200 / Nickel 201 – obróbka cieplna, plastyczna i skrawanie
Oba gatunki mają dobrą plastyczność i można je obrabiać na zimno oraz na gorąco. Po znacznej deformacji powstaje umocnienie zgniotowe, które usuwa się przez wyżarzanie. Szczegółowy cykl technologiczny zależy od grubości, stopnia zgniotu, postaci wyrobu i oczekiwanej struktury. Dla Nickel 201 producent zaleca na ogół temperatury wyżarzania o około 30–55°C niższe lub krótsze czasy w porównaniu z Nickel 200.
| Nickel 200 i Nickel 201 – orientacyjne rodzaje obróbki | ||
| Proces | Orientacyjny zakres temperatur | Cel i uwagi |
|---|---|---|
| Kucie na gorąco | ok. 870–1230°C | Intensywna obróbka na gorąco, kontrola czasu nagrzania i wielkości odkształcenia |
| Wyżarzanie zmiękczające – wsad długotrwały | ok. 705–760°C | Usuwanie zgniotu; czas zależny od przekroju, np. 2–6 h w określonych procesach |
| Wyżarzanie zmiękczające – proces ciągły | ok. 815–925°C | Krótszy czas przy wyższej temperaturze, dobierany technologicznie |
| Wyżarzanie odprężające | ok. 480–705°C | Ograniczanie naprężeń własnych, także w wybranych konstrukcjach spawanych |
| Niskotemperaturowa obróbka odprężająca | ok. 260–480°C | Zmniejszanie naprężeń bez pełnej rekrystalizacji |
| Jak interpretować tabelę: Zakresy z materiału wejściowego są orientacyjne i nie powinny być automatycznie stosowane dla wszystkich wyrobów. Przy Nickel 200 trzeba brać pod uwagę ryzyko wydzielania grafitu po dłuższej ekspozycji w podwyższonej temperaturze. Temperatura i czas wyżarzania zależą od końcowego stanu materiału. | ||
Obróbka skrawaniem i kształtowanie na zimno
Wyżarzony nikiel jest plastyczny i może wykazywać skłonność do przylegania do krawędzi skrawającej oraz tworzenia ciągliwego wióra. W praktyce przydatne są ostre narzędzia, kontrolowane parametry skrawania oraz chłodzenie, dobrane do operacji. Przy gięciu, tłoczeniu i ciągnieniu trzeba uwzględnić narastające umocnienie i możliwość konieczności wyżarzania międzyoperacyjnego.
Nickel 200 i Nickel 201 – spawanie i materiały dodatkowe
Gatunki można spawać odpowiednimi metodami łukowymi, m.in. TIG i MIG, oraz wybranymi innymi procesami stosowanymi do niklu. Najważniejsze są czystość krawędzi, dobór właściwego spoiwa i zabezpieczenie osłoną gazową. Zanieczyszczenia siarką, tlenem oraz nieodpowiednie parametry mogą sprzyjać wadom spoiny. W gorących ługach korzystne bywa ograniczanie naprężeń resztkowych zgodnie z kwalifikowaną technologią.
| Nickel 200 / Nickel 201 – materiały spawalnicze | ||
| Rodzaj materiału | Typowe oznaczenie | Uwagi |
|---|---|---|
| Drut / pręt do TIG i MIG | ERNi-1 / Nickel Filler Metal 61 | Typowy materiał dodatkowy do Nickel 200 i Nickel 201 |
| Elektroda otulona | ENi-1 | Stosowana do spawania niklu technicznie czystego |
| Połączenia różnoimienne | Dobór na podstawie materiałów łączonych | Wymagana analiza odporności korozyjnej i wytrzymałości złącza |
| Jak interpretować tabelę: Oznaczenia spoiw nie są zamiennikami oznaczeń gatunku materiału podstawowego. Wybór materiału dodatkowego i ewentualnej obróbki po spawaniu należy potwierdzić na podstawie normy spawalniczej oraz procedury WPS. | ||
Nickel 200 / Nickel 201 – normy materiałowe i postacie wyrobów
Numery UNS określają identyfikację stopu, natomiast normy ASTM, ASME, EN i DIN odnoszą się do konkretnego asortymentu oraz wymagań odbiorczych. Samo wskazanie „Nickel 200” lub „Nickel 201” nie określa stanu dostawy, tolerancji wymiarowej, zakresu badań ani świadectwa jakości.
| Nickel 200 / Nickel 201 – najczęściej spotykane normy | ||
| Postać wyrobu | Przykładowe specyfikacje | Istotne uwagi |
|---|---|---|
| Pręty i druty | ASTM B160 / ASME SB-160; DIN 17752 | Wskazać przekrój, stan dostawy i wymagania mechaniczne |
| Blachy, płyty, taśmy | ASTM B162 / ASME SB-162; DIN 17750 | Grubość, stan i wymagania powierzchniowe |
| Rury bezszwowe | ASTM B161 / ASME SB-161; ASTM B163 / ASME SB-163 | W zależności od rodzaju i przeznaczenia rur |
| Rury spawane | ASTM B725, ASTM B730 i specyfikacje towarzyszące | Potwierdzić wymagane wydanie normy i zakres kwalifikacji |
| Odkuwki | ASTM B564 / ASME SB-564 | Zgodność zakresu normy z danym gatunkiem do potwierdzenia |
| Kształtki do rurociągów | ASTM B366 / ASME SB-366 | Wymagania rodzaju kształtki i procesu wytwarzania |
| Jak interpretować tabelę: Nie wszystkie normy obejmują wszystkie formy, gatunki i stany w ten sam sposób. W zamówieniu należy zawsze podać aktualne wydanie normy, numer UNS, wymagany stan dostawy oraz dokument odbioru. | ||
Oznaczenia równoważne i nazwy handlowe – czego nie mieszać
| Nickel 200 i Nickel 201 – oznaczenia materiałowe | ||
| System / źródło | Nickel 200 | Nickel 201 |
|---|---|---|
| UNS | N02200 | N02201 |
| EN / W.Nr. | 2.4066 (występuje też 2.4060) | 2.4068 (występuje też 2.4061) |
| VDM | VDM® Nickel 200 | VDM® Nickel 201 |
| Special Metals | Nickel 200 | Nickel 201 |
| Nazwa materiałowa | Ni 99,2 / Nickel 99.2 | LC-Ni 99,2 / LC-Nickel 99.2 |
| Inne oznaczenia historyczne | Weryfikować z normą wyrobu | Weryfikować z normą wyrobu |
| Jak interpretować tabelę: Oznaczenie handlowe nie jest odrębną normą materiałową. Nie należy także mieszać czystego niklu z odlewanymi gatunkami C-Ni99 / NC2100 ani zaliczać oznaczeń spawalniczych i numerów norm do zamienników samego stopu. | ||
Nickel 200 / Nickel 201 – na co zwrócić uwagę przy zamówieniu?
Przy zapytaniu do Alfa-Tech warto wskazać UNS N02200 lub N02201, preferowany numer materiału EN/W.Nr., postać wyrobu, wymiary, ilość, stan obróbki, wymagane badania, normę materiałową i warunki pracy. Jeśli komponent będzie pracował w ługu w temperaturze przekraczającej około 315°C, wymaganie odmiany niskowęglowej Nickel 201 należy jednoznacznie potwierdzić z dokumentacją projektową. W przypadku instalacji ciśnieniowych i bezpieczeństwa procesowego dobór należy oprzeć na obowiązującym kodzie obliczeniowym.
Najczęściej zadawane pytania – Nickel 200 i Nickel 201
Jaka jest najważniejsza różnica między Nickel 200 i Nickel 201?
Maksymalna zawartość węgla: Nickel 200 ma do 0,15% C, natomiast Nickel 201 do 0,02%. Odmiana niskowęglowa jest preferowana przy długotrwałej pracy powyżej około 315°C, ponieważ jest mniej podatna na kruchość związaną z wydzielaniem grafitu.
Czy Nickel 200 i Nickel 201 są stalą nierdzewną?
Nie. Są to gatunki technicznie czystego niklu, w których nikiel stanowi podstawowy składnik. Stal nierdzewna ma osnowę żelazną i odpowiednio wysoki udział chromu.
Czy Nickel 201 można stosować w temperaturze 600°C?
Może być brany pod uwagę do określonych zastosowań, ale o dopuszczalności decydują naprężenia, czas działania, korozja, pełzanie oraz odpowiedni kod projektowy. Odporność na grafityzację nie oznacza zachowania wytrzymałości z temperatury pokojowej.
Czy Nickel 200 jest odporny na wodorotlenek sodu?
Tak, czysty nikiel należy do materiałów o bardzo dobrej odporności na roztwory NaOH. Szybkość korozji zależy jednak od stężenia, temperatury i zanieczyszczeń, szczególnie chloranów.
Czy Nickel 200 i Nickel 201 są magnetyczne?
Tak, są ferromagnetyczne w temperaturze pokojowej. Ich temperatura Curie wynosi orientacyjnie około 360°C.
Czy można spawać Nickel 200 i Nickel 201?
Tak. Stosuje się m.in. druty ERNi-1 oraz elektrody ENi-1. O jakości złącza decyduje kwalifikowana technologia, przygotowanie powierzchni i kontrola zanieczyszczeń.
Co oznaczają 2.4066 i 2.4068?
To europejskie numery materiału: 2.4066 odnosi się do Nickel 200, a 2.4068 do niskowęglowego Nickel 201. W dokumentach można też spotkać inne odpowiadające numery materiałowe, które trzeba sprawdzić w konkretnej normie.
Czy Nickel 201 zawsze zastępuje Nickel 200?
Nie automatycznie. W wielu zastosowaniach korozja i właściwości materiałów są zbliżone, ale trzeba sprawdzić wymagany stan dostawy, przewodność, wytrzymałość, normę i dopuszczenia. Zamiana musi być zgodna z dokumentacją projektu.
Nickel 200 / Nickel 201 – zapytanie ofertowe Alfa-Tech
Potrzebujesz niklu 200 lub 201 w postaci pręta, blachy, rury, taśmy bądź odkuwki? Podaj gatunek, wymiary, ilość, normę i wymagany stan dostawy. W przypadku trudnych warunków eksploatacji opisz temperaturę, medium i cel zastosowania – pomoże to zweryfikować właściwy materiał przed przygotowaniem oferty.
