Diferença entre barras de níquel 200 e 201

As barras de níquel 200 e de níquel 201 são ambas barras de níquel comercialmente puro com excelente resistência à corrosão, boa ductilidade, elevada condutividade térmica e boa condutividade eléctrica. A principal diferença entre as barras de Níquel 200 e Níquel 201 é o teor de carbono. O níquel 200, também conhecido como UNS N02200, tem um teor máximo de carbono mais elevado, enquanto o níquel 201, também conhecido como UNS N02201, é a versão com baixo teor de carbono do níquel 200. Devido a este teor de carbono mais baixo, o níquel 201 é normalmente preferido para aplicações acima de cerca de 315°C, onde a grafitização e a fragilização relacionada com o carbono podem tornar-se uma preocupação. Para compradores, engenheiros e fábricas de maquinagem, compreender a diferença entre as barras de Níquel 200 e 201 ajuda a selecionar o material certo para processamento químico, equipamento alcalino cáustico, componentes eléctricos, peças de baterias, equipamento de processamento alimentar, serviço a alta temperatura e peças maquinadas resistentes à corrosão.

Visão geral das barras de níquel 200 vs. níquel 201

As barras de níquel 200 e de níquel 201 pertencem à família do níquel comercialmente puro. Não são aços inoxidáveis, nem ligas Monel, nem ligas Inconel. O seu principal elemento de liga é o níquel, sendo o níquel mais o cobalto normalmente especificados com um mínimo de 99,0%. Este teor de níquel muito elevado confere a ambos os tipos uma forte resistência à corrosão em muitos ambientes redutores e alcalinos, especialmente no serviço alcalino cáustico.

A barra de níquel 200 é normalmente utilizada para aplicações a temperaturas normais e moderadas, onde é necessária resistência à corrosão, condutividade e ductilidade do níquel puro. A barra de níquel 201 é selecionada quando é necessário um desempenho semelhante, mas a temperatura de trabalho é mais elevada, especialmente quando a especificação do projeto exige um baixo teor de carbono.

Comparação de materiais básicos

Principal diferença entre as barras de níquel 200 e as barras de níquel 201

A principal diferença entre as barras de Níquel 200 e Níquel 201 é o limite de carbono. O níquel 200 permite um teor de carbono mais elevado, enquanto o níquel 201 tem um limite de carbono muito mais baixo. Este nível mais baixo de carbono torna o níquel 201 mais adequado para o serviço a temperaturas elevadas.

Para muitas aplicações à temperatura ambiente, o níquel 200 e o níquel 201 podem apresentar uma resistência à corrosão e um desempenho geral semelhantes. No entanto, quando a barra é exposta a temperaturas superiores a cerca de 315°C durante períodos prolongados, o níquel 201 é normalmente preferido porque o seu teor de carbono mais baixo reduz o risco de grafitização e a respectiva fragilização.

Regra de seleção simples

Comparação das designações UNS N02200 e UNS N02201

UNS N02200 refere-se ao níquel 200, enquanto UNS N02201 refere-se ao níquel 201. Estas designações UNS são importantes nas aquisições internacionais porque diferentes fornecedores, desenhos, normas e clientes podem utilizar nomes diferentes para a mesma família de materiais.

Ao adquirir barras de níquel, os compradores não devem confiar apenas nas palavras “barra de níquel puro”. A cotação, o certificado de teste do material, a etiqueta do produto e o pedido de compra devem indicar claramente se o material requerido é UNS N02200 ou UNS N02201. Isto é especialmente importante quando a aplicação final envolve temperaturas elevadas.

Porque é que a designação UNS é importante

Verificação de documentos

Para projectos industriais, o MTC deve indicar o número UNS correto, o número térmico, a composição química, as propriedades mecânicas, a norma e as condições de entrega. Se um desenho exigir o UNS N02201, o fornecimento do UNS N02200 sem aprovação pode causar rejeição porque o limite de carbono é diferente.

Diferença de composição química entre as barras de níquel 200 e 201

A composição química das barras de Níquel 200 e Níquel 201 é muito semelhante porque ambas são materiais de níquel comercialmente puro. A diferença mais importante é o teor de carbono. Outros elementos como o cobre, o ferro, o manganês, o silício e o enxofre são controlados dentro de intervalos limitados para manter a qualidade do material, a resistência à corrosão e o desempenho do processamento.

Comparação da composição química típica

Porque é que a composição é semelhante

O níquel 201 foi desenvolvido como uma versão com baixo teor de carbono do níquel 200. Isto significa que a maior parte dos elementos químicos permanecem próximos, mas o carbono é estritamente reduzido. Esta pequena alteração pode fazer uma grande diferença no serviço a temperaturas elevadas, razão pela qual o níquel 201 não é apenas um nome de marketing, mas uma classe útil para condições de trabalho específicas.

Diferença de teor de carbono e por que razão é importante

O teor de carbono é a diferença técnica mais importante entre as barras de níquel 200 e de níquel 201. O níquel 200 tem um limite máximo de carbono mais elevado, enquanto o níquel 201 tem um limite de carbono muito baixo. Para muitas aplicações a temperatura ambiente, esta diferença pode não afetar a utilização diária. Mas para o serviço a alta temperatura, o teor de carbono torna-se um fator de seleção importante.

Carbono em Níquel 200

O níquel 200 é amplamente utilizado para aplicações gerais de níquel comercialmente puro. O seu limite de carbono é aceitável para muitas utilizações químicas, eléctricas, de processamento de alimentos e industriais a temperaturas normais ou moderadas. Oferece excelente resistência à corrosão em álcalis cáusticos, boa ductilidade e resistência mecânica útil.

Carbono em níquel 201

O níquel 201 foi concebido para aplicações em que é importante um baixo teor de carbono. O limite inferior de carbono reduz o risco de grafitização e fragilização relacionada com o carbono durante a exposição prolongada a temperaturas elevadas. Isto faz do níquel 201 o tipo preferido para aplicações de níquel puro acima de cerca de 315°C.

Diferença de carbono nas aquisições

Ao comprar barras de Níquel 200 ou Níquel 201, o valor de carbono no MTC deve ser verificado cuidadosamente. Uma barra pode parecer níquel puro, mas só o certificado e a análise química podem confirmar se cumpre a norma UNS N02200 ou UNS N02201. Para projectos de alta temperatura, o controlo do carbono não é opcional.

Diferença de desempenho a alta temperatura

O desempenho a altas temperaturas é onde as barras de Níquel 200 e Níquel 201 diferem mais claramente. O níquel 200 é geralmente adequado para aplicações a temperaturas normais e moderadas. O níquel 201 é normalmente preferido para aplicações a temperaturas elevadas devido ao seu menor teor de carbono.

Níquel 200 a alta temperatura

O níquel 200 pode ser utilizado em muitas aplicações, mas a exposição prolongada acima de cerca de 315°C pode criar problemas relacionados com o carbono. Nestas condições, a grafitização pode reduzir a ductilidade e afetar o desempenho a longo prazo. Por conseguinte, o níquel 200 não é normalmente a primeira escolha quando a temperatura de trabalho é claramente superior a este intervalo.

Níquel 201 a alta temperatura

O níquel 201 foi desenvolvido para um melhor desempenho a temperaturas elevadas. O seu baixo teor de carbono melhora a resistência à grafitização e reduz a possibilidade de fragilização. Isto torna-o adequado para evaporadores cáusticos, equipamento de manuseamento de álcalis a alta temperatura, peças de fornos, componentes de processamento térmico e sistemas químicos que requerem níquel puro com baixo teor de carbono.

Resistência à grafitização de barras de níquel 201

A resistência à grafitização é uma das principais razões pelas quais os engenheiros escolhem barras de níquel 201 em vez de barras de níquel 200 para utilização a temperaturas elevadas. A grafitização está relacionada com o comportamento do carbono no níquel comercialmente puro durante a exposição a altas temperaturas. Se o teor de carbono for mais elevado, o material pode tornar-se mais vulnerável a alterações que reduzem a ductilidade e a tenacidade ao longo do tempo.

Porque é que a grafitização é importante

No equipamento industrial, uma barra pode ser maquinada em fixadores, hastes, suportes, veios, acessórios ou peças de processamento químico. Se estas peças funcionarem a temperaturas elevadas, a fragilização do material pode tornar-se um problema grave. Um componente pode não falhar imediatamente, mas a exposição a longo prazo pode reduzir a margem de segurança e a fiabilidade.

Como é que o níquel 201 ajuda

O níquel 201 ajuda a reduzir este risco graças ao seu baixo teor de carbono. É por esta razão que o níquel 201 é amplamente especificado para aplicações acima de cerca de 315°C. Não é porque o níquel 201 tenha uma resistência à corrosão completamente diferente da do níquel 200, mas porque o seu controlo do carbono lhe confere uma maior fiabilidade em condições de alta temperatura sensíveis ao carbono.

Conselhos práticos de compra

Se um comprador estiver a adquirir barras de níquel para utilização a temperaturas elevadas, a ordem de compra deve indicar claramente Níquel 201 / UNS N02201. O MTC deve indicar o valor real do carbono. Se o desenho do projeto exigir o níquel 201, a utilização do níquel 200 como substituto só deve ocorrer após aprovação escrita da engenharia.

Comparação de propriedades mecânicas

As barras de níquel 200 e de níquel 201 têm um comportamento mecânico geral semelhante, porque ambas são materiais de níquel comercialmente puro. As suas propriedades mecânicas efectivas dependem da forma do produto, do diâmetro, do método de produção, da condição de recozimento, do nível de trabalho a frio e dos requisitos normativos.

Comportamento mecânico geral

Tanto as barras de níquel 200 como as de níquel 201 têm boa ductilidade, boa tenacidade e boa conformabilidade. Não são ligas de níquel de alta resistência como o Monel K500 ou o Inconel 718. O seu valor reside na resistência à corrosão, pureza, condutividade e processabilidade e não na resistência máxima.

Barras estiradas a frio vs. barras recozidas

As barras de Níquel 200 ou Níquel 201 trefiladas a frio têm normalmente maior resistência e melhor precisão dimensional do que as barras recozidas. As barras recozidas proporcionam normalmente uma melhor ductilidade e um fabrico mais fácil. Para pinos de precisão, varetas e peças eléctricas, as barras trefiladas a frio ou retificadas podem ser úteis. Para moldagem, soldadura ou fabrico, o material recozido pode ser mais adequado.

Comparação da resistência à corrosão

As barras de Níquel 200 e Níquel 201 têm uma resistência à corrosão muito semelhante em muitos ambientes, porque o seu teor principal de níquel é essencialmente o mesmo. Ambos os tipos têm um bom desempenho em álcalis cáusticos, sais neutros, flúor seco e muitos ambientes redutores. A principal diferença na seleção não é normalmente a resistência à corrosão à temperatura ambiente, mas o controlo do carbono a temperaturas elevadas.

Resistência a álcalis cáusticos

Tanto as barras de níquel 200 como as de níquel 201 são amplamente utilizadas no serviço alcalino cáustico. Os materiais de níquel puro têm uma excelente resistência à soda cáustica e a ambientes alcalinos relacionados. Para o serviço de álcalis cáusticos a alta temperatura, o níquel 201 é normalmente preferido devido ao seu baixo teor de carbono.

Ambientes redutores e neutros

As barras de níquel 200 e níquel 201 podem ter um bom desempenho em muitos ambientes químicos redutores e neutros. São utilizadas para componentes de processamento químico, equipamento alcalino, peças de processamento alimentar, componentes eléctricos e hardware industrial resistente à corrosão.

Limitações em ambientes oxidantes

Nem o Níquel 200 nem o Níquel 201 foram concebidos como uma liga com elevado teor de crómio resistente à oxidação. Não têm o mesmo desempenho que o Inconel 600, o Inconel 625 ou o aço inoxidável em alguns ambientes oxidantes. Para ácidos oxidantes fortes, condições severas de corrosão por cloreto ou oxidação a alta temperatura, outra liga pode ser mais adequada.

Diferenças de fabrico, soldadura e maquinagem

As barras de Níquel 200 e Níquel 201 podem ser fabricadas, soldadas e maquinadas utilizando procedimentos adequados. O seu comportamento de processamento é geralmente semelhante, mas o desempenho final depende do estado do material, do teor de carbono, da qualidade da superfície, da seleção de ferramentas, da aplicação de calor e da limpeza.

Diferenças de fabrico

Ambos os tipos têm boa ductilidade e podem ser enformados ou fabricados. As barras recozidas são mais fáceis de enformar do que as barras estiradas a frio. Para operações de dobragem, achatamento ou moldagem, os compradores devem escolher cuidadosamente as condições de entrega. As barras trabalhadas a frio podem proporcionar maior resistência mas menor ductilidade em comparação com o material recozido.

Diferenças de soldadura

Tanto o níquel 200 como o níquel 201 podem ser soldados utilizando procedimentos de soldadura de níquel adequados. A limpeza é muito importante. Óleo, enxofre, chumbo, zinco, tinta ou outros contaminantes podem causar defeitos na soldadura. O Níquel 201 pode ser preferido quando os componentes soldados irão funcionar a temperaturas elevadas, devido ao seu baixo teor de carbono.

Diferenças de maquinagem

O níquel 200 e o níquel 201 são maquináveis, mas não são tão fáceis de maquinar como os aços de corte livre. Podem ser dúcteis e podem endurecer por trabalho se as ferramentas não estiverem afiadas ou se os parâmetros de corte forem incorrectos. Uma configuração rígida, ferramentas afiadas, líquido de refrigeração adequado e avanço estável são importantes para obter bons resultados de maquinação.

Aplicações da barra de níquel 200

A barra de níquel 200 é normalmente utilizada quando é necessária uma barra de níquel comercialmente puro para resistência à corrosão, condutividade, ductilidade e desempenho industrial geral. É especialmente útil para aplicações a temperaturas normais e moderadas em que não é necessário o requisito de baixo teor de carbono do níquel 201.

Componentes de processamento químico

As barras de níquel 200 são utilizadas para hastes de processamento químico, fixadores, acessórios, componentes de válvulas, espaçadores, suportes e peças maquinadas. A liga tem um bom desempenho em muitos ambientes redutores e alcalinos.

Peças eléctricas e baterias

Uma vez que o níquel 200 tem uma boa condutividade eléctrica em comparação com muitas ligas de níquel, é utilizado para contactos eléctricos, terminais, barras condutoras, componentes de baterias, conectores e peças industriais relacionadas.

Equipamento alimentar e industrial

O níquel 200 pode ser utilizado em sistemas industriais e de processamento de alimentos selecionados, onde são necessárias resistência à corrosão, limpeza e caraterísticas de níquel puro. O estado da superfície e a limpeza devem ser controlados de acordo com a utilização final.

Aplicações de barras de níquel 201

A barra de níquel 201 é utilizada em aplicações semelhantes às do níquel 200, mas é preferida quando é necessária uma temperatura elevada ou um baixo teor de carbono. A razão mais forte para a sua seleção é a melhor resistência à grafitização e à fragilização relacionada com o carbono a temperaturas mais elevadas.

Equipamento cáustico-alcalino de alta temperatura

A barra de níquel 201 é normalmente selecionada para sistemas alcalinos cáusticos que funcionam a temperaturas elevadas. Pode ser utilizada para peças de evaporadores, componentes de aquecedores, barras, acessórios, suportes e outras peças expostas a ambientes alcalinos quentes.

Processamento térmico e peças relacionadas com o forno

O níquel 201 pode ser utilizado para acessórios de fornos selecionados, componentes de processamento térmico e peças de níquel puro a alta temperatura. Não é o mesmo que uma liga resistente ao calor de níquel-crómio, mas o seu baixo teor de carbono torna-o mais adequado do que o níquel 200 para o serviço de níquel puro a temperaturas elevadas.

Equipamento químico que requer baixo teor de carbono

Algumas especificações de processamento químico exigem o níquel 201 porque o equipamento funciona a temperaturas elevadas ou porque o projeto exige níquel puro com baixo teor de carbono. Nestes casos, o níquel 201 deve ser fornecido de acordo com os requisitos da norma UNS N02201.

Diferença de preço entre barras de níquel 200 e barras de níquel 201

O diferença de preços entre as barras de níquel 200 e de níquel 201 não é normalmente tão grande como a diferença entre o níquel puro e os materiais de níquel de alta liga, tais como Inconel 625 ou Hastelloy C-276. O níquel 200 e o níquel 201 contêm ambos um teor de níquel muito elevado, pelo que os seus preços são principalmente afectados pelo custo da matéria-prima do níquel.

Porque é que o níquel 201 pode custar um pouco mais

O níquel 201 pode, por vezes, ser ligeiramente mais caro devido ao seu controlo mais rigoroso do baixo teor de carbono. A produção, a certificação e a disponibilidade de stock também podem influenciar o preço. Se o níquel 201 for menos comummente armazenado num determinado tamanho, o fornecedor pode necessitar de nova produção ou de processamento adicional, o que pode aumentar a cotação.

Porque é que o níquel 200 pode não ser sempre mais barato

Embora o níquel 200 seja frequentemente considerado a qualidade geral, nem sempre é mais barato em todas as cotações. Se o níquel 201 estiver disponível em stock e o níquel 200 exigir nova produção, o níquel 201 pode ser mais competitivo. O preço depende do stock real, do diâmetro, da quantidade encomendada, do estado da superfície, da tolerância e do prazo de entrega.

Principais factores de preço

Para a compra, deve selecionar-se em primeiro lugar o tipo certo e comparar o preço depois de confirmar a especificação correta. Se a aplicação exigir o níquel 201, a utilização do níquel 200 apenas para reduzir os custos pode criar riscos de serviço a alta temperatura.

Como escolher entre barras de níquel 200 e barras de níquel 201

A escolha entre barras de Níquel 200 e Níquel 201 deve começar pela temperatura de trabalho, especificação do projeto, ambiente de corrosão, processo de fabrico e função do componente final. Os dois tipos são próximos, mas nem sempre são intercambiáveis.

Escolha a barra de níquel 200 quando

O níquel 200 bar é normalmente adequado quando a aplicação é feita à temperatura ambiente ou a uma temperatura moderada, a especificação permite UNS N02200 e os principais requisitos são a resistência à corrosão, a ductilidade, a condutividade eléctrica, a condutividade térmica e o desempenho geral do níquel puro. É normalmente utilizado para peças químicas, componentes eléctricos, peças de baterias, fixadores, acessórios, barras e componentes industriais maquinados em geral.

Escolha a barra de níquel 201 quando

A barra de níquel 201 deve ser escolhida quando a aplicação envolve serviço acima de cerca de 315°C, álcalis cáusticos de alta temperatura, requisitos de níquel puro com baixo teor de carbono ou desenhos de projeto que especifiquem UNS N02201. É também uma escolha mais segura para peças soldadas ou fabricadas que irão funcionar a temperaturas elevadas durante longos períodos.

Lista de verificação do comprador antes de efetuar a encomenda

Como redigir um pedido de informação de compra claro

Um pedido de informação claro deve incluir a classe, o número UNS, a norma, a forma da barra, o tamanho, o comprimento, a quantidade, o estado da superfície, a tolerância, a condição de entrega, o requisito de ensaio, o requisito de certificado e o destino. Por exemplo, um comprador pode escrever: Barra redonda de níquel 201, UNS N02201, ASTM B160, diâmetro 25 mm, comprimento 3000 mm, quantidade 200 kg, superfície descascada, com MTC. Este tipo de pedido de informação ajuda o fornecedor a efetuar uma cotação exacta e reduz o risco de confusão de classes.

Perguntas relacionadas com as barras de níquel 200 vs níquel 201

O níquel 201 é melhor do que o níquel 200?

O níquel 201 é melhor do que o níquel 200 para serviço a temperaturas elevadas, especialmente acima de cerca de 315°C, porque o seu teor de carbono mais baixo ajuda a reduzir a grafitização e o risco de fragilização. No entanto, o níquel 200 pode ser totalmente adequado para muitas aplicações químicas, eléctricas e industriais a temperaturas normais. O melhor grau depende da temperatura, da especificação, do ambiente de corrosão e da utilização final do componente.

O níquel 200 pode substituir o níquel 201?

O níquel 200 não deve substituir o níquel 201 se o projeto exigir UNS N02201, baixo teor de carbono ou serviço a temperaturas elevadas. Para aplicações a temperaturas normais, em que a especificação permite um ou outro tipo, o níquel 200 pode ser aceitável. Para equipamento alcalino cáustico de alta temperatura ou peças expostas acima de cerca de 315°C, o níquel 201 é normalmente a escolha mais segura.

Para que é utilizado o níquel 201?

O níquel 201 é utilizado para aplicações de níquel puro a alta temperatura, equipamento de álcalis cáusticos, peças de evaporadores cáusticos, componentes de processamento térmico, peças de processamento químico, componentes soldados, varetas, fixadores e peças maquinadas que requerem um baixo teor de carbono. É selecionado quando a resistência à corrosão do níquel comercialmente puro é necessária, juntamente com um melhor controlo do carbono a altas temperaturas.