Aleaciones de Níquel

Aleaciones de Níquel
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
CIENCIA DE LOS MATERIALES
MIGUEL EDUARDO CORREA GONZALEZ
ESTUDIANTE DE INGENIERIA INDUSTRIAL
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EL NÍQUEL: es un elemento metálico. Su numero
atómico es 28 y esta ubicado en el grupo 10 de la tabla
periódica en la cuarte serie.
El Níquel es un elemento versátil,
altamente resistente a la corrosión y a
altas temperaturas, se puede alear
con muchos metales. Tiene unas
propiedades térmicas, eléctricas, y
Magnetostrictivas muy buenas y su
resistencia es similar a la del hierro
Magnetostriccion;
http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetostricci%C3%B3n
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Algunas propiedades del
NIQUEL
Densidad
Punto de fusión y ebullición
1455ºc y 2730ºc
Color
Blanco plateado
Masa atómica
58,69 UMA
Estructura cristalina
(FCC)
Dureza brinell
90
Esfuerzo ultimo en tensión
45MPa
Modulo de elasticidad
207 GPa
% de elongación a corte
30,0%
Esfuerzo de fluencia en tención
59 Mpa
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Aleaciones de NIQUEL
•
•
•
•
Son aleaciones NO ferrosas, con matriz en NIQUEL.
Excepcional resistencia a la corrosión y las altas
temperaturas.
Propiedades magnéticas.
Mejora las propiedades mecánicas de los
elementos que lo constituyen. Ej. “MONEL”.
“Las aleaciones de níquel buscan mejorar propiedades
especificas. A continuación hay un enlace en el cual se
observa que propiedades puede ayudar a mejorar cada
elemento dentro de la aleación”.
http://www.obtesol.es/index.php?option=com_content&task=c
ategory&sectionid=4&id=36&Itemid=30
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Propiedades mecánicas de las aleaciones
de NIQUEL
Densidad
0,280 – 13,4 g/cc
Dureza brinell
95,0-476
Esfuerzo ultimo en tensión
45,0 - 2070 Mpa
Esfuerzo de fluencia en tención
59,0 - 4830MPa
% de elongación a corte
0,500 a 74,0%
Modulo de elasticidad
28,0 - 235 Gpa
Modulo de corte
10,8 - 83,4 Gpa
Resistencia al corte
380 - 899 Mpa
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Aleaciones de níquel
Níquel y cobre
En esta aleación hay bajo níquel (2 a 13%Ni),
cuproníqueles (de 10 a 30% Ni),
aleaciones para monedas (25% Ni),
aleaciones de resistencia eléctrica controlada (45%
Ni),
• aleaciones no magnéticas (hasta 60% Ni),
•
•
•
•
•
aleaciones de alto níquel (mas de 50%Ni). A estas
aleaciones se la denominan Monel, tiene elevada
resistencia mecánica, soldabilidad, excelente resistencia
a la corrosión, tenacidad, excelente rendimiento en la
exposición al agua de mar o salobre en condiciones de
alta velocidad.
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Níquel y hierro
• Aleaciones de aceros forjados (de 0.5 a
9%Ni),
• Aceros de aleación colados (de 0.5 a 9%Ni),
• Hierros colados de aleación ( de 1 a 6 y de
14 a 36% Ni),
• Aleaciones magnéticas ( de20 a 90% Ni),
• Aleaciones no magnéticas (10a 20% Ni),
Aceros revestidos de acero inoxidable ( de 5 a
49% Ni),
• Súper aleaciones en base de hierro (de 0.2 a 9%
Ni),
• Aleaciones de dilatación térmica controlada,
de bajo coeficiente (de 36 a 50% 3 Ni),
• De dilatación seleccionada (de 22 a 50% Ni).
•
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Hierro, níquel y cromo
• Son aleaciones resistentes al calor
(de 40 a85% Ni),
• Aleaciones de resistencia eléctrica
controlada (de 35 a 60% Ni),
• Súper aleaciones a base de hierro
(de 9 a 26% Ni),
Aceros inoxidables (de 2 a 25% Ni),
Supe aleaciones en base de hierro (de
0.2 a 9% Ni),
• Aceros martensítico de alto níquel (18%
Ni).
•
•
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Níquel, cromo, molibdeno y hierro
• Se utiliza para
aleaciones reforzadas por
solucione en base de
níquel (de 40 a 80%Ni),
• Para aleaciones
reforzadas por
precipitación en base de
níquel (de 40 a 90%Ni).
Estas aleaciones se crearon principalmente para el servicio
en ambientes altamente corrosivos, muchas de ellas
poseen buena resistencia a la oxidación, y algunas tienen
una resistencia mecánica útil hasta 1093 grados
centígrados.
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Aleaciones mas importantes
a) Aleaciones trabajadas en una fase:
ALEACION
MONEL 400
INCONEL 600
composicion
66%Ni, 32%Cu
78%Ni, 15%Cr, 7%Fe
condicion
recocido
trabajado en frio
recocido
trabajo en frio
72
120
100
150
35
110
50
125
Elongación porcentual
42
8
35
15
dureza
110 BHN
241 BHN
170 BHN
290 BHN
uso típico
piezas resistentes a la corrosión
piezas resistentes a la corrosión
Tabla 5.5 Materiales de ingeniería
y sus aplicaciones. Tercera
edición.
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Aleaciones mas importantes
2. Aleaciones trabajadas polifásicas
ALEACION
composición
condicion
DURANIQUEL 301
94%Ni, 4,5%Al, 0,5%Ti
recocido
trabajo en frio
105
Elongación porcentual
dureza
uso típico
200
42
180
40 BNH
8 BNH
90 RB
40 Rc
piezas resistentes a la corrocion,
y de alta resistencia
Recocido, trabajo en frio;
http://html.rincondelvago.com/tratam
iento-termico-de-recocido-deregeneracion.html
MONELK 500
65%Ni, 28%Al, 0,5% Ti, 30%Cu
reconocido
trabajo en frio
97
185
52
158
35BNH
7
85 Rb
34 Rc
piezas resistentes a la corrosión y
piezas de alta resistencia
Tabla 5.5 Materiales de ingeniería
y sus aplicaciones. Tercera
edición.
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Aleaciones mas importantes
3. Aleaciones fundidas de una fase
ALEACIÓN
NIQUEL 210
MONEL 411
ICONEL 610
COMPOSICION
95%Ni, 0,8C;
64%Ni; 32%Cu, 15%Cr, 1,5
Si
65%Ni, 15%Cr, 2%Nb, 10%Fe
CONDICION
fundido
fundido
fundido
52
77
82
ELONGACION
PORCENTUAL
25
38
38
22
35
20
DUREZA
100 BHN
35 BHN
190 BHN
USO TÍPICO
condensadores
equipo para laminar papel
equipos para productos lácteos.
Tabla 5.5 Materiales de ingeniería
y sus aplicaciones. Tercera
edición.
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Aleaciones mas importantes
4. Aleaciones fundidas polifásicas
ALEACION
MONEL 505
ICONEL 705
COMPOSICION
63%Ni, 29%Cu, 4%Si
68%Ni, 9%Fe, 6%Si, 15%Cr
CONDICION
envejecida
envejecida
127
110
97
95
3
3
340 BHN
asientos para valvula
340 BHN
múltiples de escape
ELONGACION
PORCENTUAL
DUREZA
USO TÍPICO
Tabla 5.5 Materiales de ingeniería
y sus aplicaciones. Tercera
edición.
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Aplicaciones Generales del
níquel y sus aleaciones
El níquel se utiliza principalmente en aleaciones:
65% del níquel empleado en fabricar acero
inoxidable austenítico 12% en superaleaciones de níquel.
23% en baterías recargables, catálisis, acuñación
de moneda, recubrimientos metálicos y fundición:
El níquel añadido a vidrio le confiere un color verde.
Fabricación de aceros inoxidables y otros materiales
resistentes a la corrosión.
En las plantas desalinizadoras de agua se usan tuberías
de aleaciones de níquel y cobre.
Se utiliza en la fabricación de moneda, como sustituto de
la plata.
En el cromado de hierro, primero se recubre el metal con
cobre, después con níquel y finalmente con cobre de
nuevo.
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Aleaciones duras y tenaces, aceros inoxidables; aleaciones que soportan el
desgaste y las altas temperaturas se emplean para los motores de los
aviones, válvulas, cableado (niquelado), monedas, procesado químico y
de alimentos, vasijas, acumuladores.
Los hidróxidos de níquel se emplean en las baterías de níquel cadmio.
Es un componente de aleación empleado como termoelementos y
material eléctrico.
Debido a su resistencia a la corrosión, es usado para mantener la pureza en
el procesamiento de comidas y fibra sintética. Es muy resistente a varias
reducciones químicas y a los álcalis cáusticos.
Usado en intercambiadores de calor debido a su relativamente
alta conductividad térmica.
Aleaciones para imanes
El MONEL es muy resistente a la corrosión utilizándose en motores marinos e
industria química.
La mayor parte de la producción del níquel
es destinado a la producción de acero
inoxidable, y estos a su vez pueden ser
empleados en la construcción de aviones.
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Bibliografía
• Materiales de ingeniería y sus aplicaciones. Tercera edición.
Richard A. Flinn y Paul K. Trojan. Ed. McGRAW-HILL, 1989.
• ASKELAND Donald, phulé pradeep. Ciencia e ingeniería de los
materiales. Cuarta edición. Thomson ed. México, 2004.
Net grafía
• http://www.matweb.com/search/CompositionSearch.aspx
• http://www.obtesol.es/index.php?option=com_content&task=
category&sectionid=4&id=36&Itemid=30
• http://www.buenastareas.com/ensayos/Aleaciones-DeN%C3%ADquel/797878.html
• http://www.taringa.net/posts/apuntes-ymonografias/11827080/Aleaciones-de-Niquel.html
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