Liga de Níquel 400

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Liga de Níquel 400

Descrição dos Produtos

A liga 400, também conhecida como UNS N04400 ou Monel 400, é uma liga dúctil de níquel-cobre que oferece excelente resistência a várias condições corrosivas. É comumente usado em ambientes que variam de levemente oxidante a neutro, bem como condições moderadamente redutoras. Uma das características notáveis da Liga 400 é sua resistência à corrosão por uma ampla gama de substâncias, incluindo água do mar, vapor, sal e soluções cáusticas. Isso o torna particularmente adequado para aplicações em ambientes marinhos e outras soluções de cloreto não oxidante. A liga exibe boas propriedades mecânicas em uma ampla faixa de temperatura e é frequentemente usada em aplicações como processamento químico, engenharia naval, processamento de hidrocarbonetos e petroquímicos, e equipamentos para a produção de gasolina, água doce e vapor. Vale a pena notar que a liga 400 tem uma taxa de corrosão relativamente baixa na água do mar corrente, mas pode ser suscetível à corrosão sob tensão em certas condições. Portanto, é essencial considerar as condições específicas de operação e consultar o fabricante da liga ou um engenheiro de materiais para obter orientação sobre sua adequação para uma determinada aplicação.

Aplicativos

Equipamentos de Processamento Químico – em flúor, ácido fluorídrico, fluoreto de hidrogênio, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, soluções salinas neutras e alcalinas, álcalis cáusticos, haletos não oxidantes e cloro seco.
Componentes Marítimos – construção naval, válvulas, bombas, eixos e em água marinha e salobra
Produção de Petróleo e Gás – splash-zones para estruturas offshore e aplicações de gás azedo
Processamento de minério – refino e separação de urânio na produção de combustíveis nucleares
Refino de Petróleo – unidades de alquilação, alambiques de petróleo bruto, tubulações e tanques de armazenamento
Geração de Energia – aquecedores de água de alimentação e geradores de vapor
Tratamento de Água – aquecedores e evaporadores de salmoura em plantas de dessalinização de água do mar

Padrões

ASTM.................. Pág. 127
ASME.................. SB 127
AMS................... 4544
Federal............... QQ-N-281

Propriedades Gerais

A liga 400 (UNS N04400) é uma liga de níquel-cobre com excelente resistência a uma ampla gama de ambientes corrosivos. É resistente à corrosão por tensão de cloretos e possui alta resistência e tenacidade em uma ampla faixa de temperaturas.
A liga é usada extensivamente em muitas aplicações corrosivas, especialmente nas indústrias marítima e de processamento químico. A liga 400 é facilmente fabricada por operações de processamento convencionais.
A liga 400AR é produzida na condição laminada para atender aos requisitos de maior resistência

Análise Química

Peso % (todos os valores são máximos, a menos que um intervalo seja indicado de outra forma)


Níquel (mais Cobalto)	63,0 min.-70,0 máx.	Ferro	2.50
Cobre	28.0 min.-34.0 máx.	Enxofre	0.024
Carbono	0.3	Silício	0.5
Manganésio	2.0

Propriedades Físicas

Densidade

0,318 lbs/pol3
8,80 g/cm3

Calor específico

68°F (0,102 BTU/lb-°F)
427 J/kg-°K (20°C)

Módulo de elasticidade

68°F (26,4 x 103 ksi)
182 GPa (20°C)

Condutividade térmica 100°C (200°F)

68°F (150 BTU/h/ft2/ft/°F)
22,0 W/m-°K (20°C)

Faixa de Derretimento

2370 – 2460°F
1300 – 1350°C

Resistividade Elétrica

307 Microhm-in a 70°C
0,511 Microhm-cm a 21°C

Expansão linear média

Temperatura		Expansão linear médiaa
°F	°C	in/in/°F x 10-6	um/m•°C
-320	-200	—	—
-300	-180	6.1	11.1
-200	-130	6.4	11.4
-100	-70	6.7	12.1
70	21	—	—
200	100	7.7	14.2
400	200	8.6	15.2
600	300	8.8	15.7
800	400	8.9	16.1
1000	500	9.1	16.3
1200	600	9.3	16.6
1400	700	9.6	17.0
1600	800	9.8	17.4
1800	900	10,0b	17.7
2000	1000	10.3b	18.1b

a) Material recozido, b) Extrapolado

Propriedades Mecânicas

Propriedades mecânicas nominais à temperatura ambiente das ligas 400 e 400AR

FORMA E CONDIÇÃO	Resistência ao Rendimento 0,2% de Compensação		Resistência à tração		Alongamento, %	Dureza
FORMA E CONDIÇÃO	Ksi	Mpa	Ksi	Mpa	Alongamento, %	Brinell (3000 kg)	Rockwell B
Prato
Laminado a quente, como laminado	40-75	276-517	75-95	517-655	45-30	125-215	70-96
Laminado a quente, recozido	28-50	193-345	70-85	482-586	50-35	110-140	60-76

Ensaios de corrosão em plantas no armazenamento de ácidos fluorídricos comerciais a 60-65%

MATERIAL	Taxa de corrosão, mpy (mm/a)
Liga 400	22 (0.56)
Níquel 200	>200 (>5.08)b
Liga 600	150 (3.81)
Aço Inox AISI 304	>210 (>5.33)b
Aço Inox AISI 316	>190 (>4.83)b
Aços Suaves	>170 (4,32)

(a) O ácido contém 1,5-2,5% de ácido fluossilícico, 0,3-1,25% de ácido sulfúrico e 0,01-0,03% de ferro. Corpos de prova imersos em solução em tanque de armazenamento. Temperatura, 60-80°F (15-27°C); duração do teste, 28 dias.
b) Amostra completamente destruída durante o ensaio.

Nickel Alloy 400/400AR

Resistência de Ligas de Níquel ao Ataque de Impacto pela Água do Mar a 150 pés/seg (45,7 m/s)

LIGA	Taxa de corrosão/erosão
	mpy	mm/a
Liga 625	Nada	Nada
Liga 825	0.3	0.008
Liga K-500	0.4	0.01
Liga 400	0.4	0.001
Liga 200	40	1.0

Dados de fabricação

A liga 400 é facilmente fabricada por operações de processamento convencionais.
Trabalho a quente
A liga 400 é um material relativamente macio que é receptivo à formação a quente em quase qualquer forma. A faixa de temperaturas de conformação a quente é de 1200 - 2150°F (649 - 1177°C). Para reduções pesadas, a faixa de temperatura recomendada é de 1700 – 2150°F (927 – 1177°C). Reduções de luz são possíveis com temperaturas tão baixas quanto 1200°F (649°C). Trabalhar em temperaturas mais baixas resultará em maiores propriedades mecânicas e menor tamanho de grão.

Trabalho a Frio

A liga 400 é facilmente trabalhada a frio por praticamente todos os métodos de fabricação a frio. O trabalho a frio deve ser realizado em material recozido. A liga tem uma taxa de endurecimento de trabalho um pouco maior do que o aço carbono, mas não tão alta quanto o aço inoxidável 304.

Usinagem

A liga 400 pode ser usinada a taxas padrão com máquinas-ferramentas convencionais. As velocidades de corte de superfície devem ser baixas em comparação com as usadas para aço carbono devido à alta taxa de endurecimento de trabalho da liga.

Soldagem

A liga 400 pode ser soldada a si mesma ou a metais diferentes utilizando processos de soldagem convencionais. Estes incluem GTAW convencional ou fio quente (TIG), arco de plasma, GMAW (MIG/MAG) e SMAW (MMA). A escolha do produto de soldagem depende dos materiais que estão sendo soldados e do ambiente em que ocorre.