Hvordan vælger man mellem Twin Pure Nickel-kvaliteter? En omfattende sammenligning af Ni02200 og Ni02201 - blog

Blandt kvaliteterne af kommercielt rent nikkel er Ni02200 (Nikkel 200, UNS N02200) og Ni02201 (Nikkel 201, UNS N02201) et par "tvillinger", som er nemmest at forveksle. Begge er nomineltkommercielt rent nikkelmed et nikkelindhold på mere end eller lig med 99 %; deres kemiske sammensætningsspecifikationer virker næsten identiske, og deres mekaniske egenskabsdata overlapper stort set.

Men i driftsmiljøer med høje temperaturer kan valg af den forkerte kvalitet føre til, at udstyret bliver skørt og revner inden for få måneder. Denne artikel giver en omfattende opdeling af disse to kvaliteter - der dækker deres kemiske sammensætning, mekaniske egenskaber, fysiske egenskaber og anvendelsesområder - og giver praktisk, praktisk vejledning til materialevalg.

01 Kemisk sammensætning:

Den eneste vigtige forskel er kulstof. Hvis man sammenligner sammensætningsstandarderne for de to kvaliteter side om side, vil man opdage, at med undtagelse af kulstofindhold er de øvre grænser for alle andre elementer næsten identiske.

Typisk kemisk sammensætning (vægt%) for Ni02200 (UNS N02200): Ni + Co: Større end eller lig med 99,0 % (nogle standarder kræver større end eller lig med 99,2 %); C: Mindre end eller lig med 0,15%; Mn: Mindre end eller lig med 0,35%; Fe: Mindre end eller lig med 0,40%; Si: mindre end eller lig med 0,35%; Cu: Mindre end eller lig med 0,25 %.
Typisk kemisk sammensætning (vægt%) for Ni02201 (UNS N02201): Ni + Co: Større end eller lig med 99,0%; C: Mindre end eller lig med 0,02 % (ca. 7 gange strengere end for N02200); Mn: Mindre end eller lig med 0,35%; Fe: Mindre end eller lig med 0,40%; Si: mindre end eller lig med 0,35%; Cu: Mindre end eller lig med 0,25 %.
Med andre ord ligger den væsentlige forskel mellem de to kvaliteter i den øvre grænse for kulstofindhold: N02200 tillader op til 0,15 %, mens N02201 er begrænset til under 0,02 %. Ni02201 er ikke "nikkel med højere renhed", men snarere en "lav-carbon version af ren nikkel."

Nickel 201 tubes and bars

02 Mekaniske egenskaber:
Næsten identisk ved stuetemperatur; forskelle opstår kun ved høje temperaturer. I en udglødet tilstand ved stuetemperatur falder de typiske mekaniske egenskaber for begge kvaliteter inden for det samme område:
Ultimativ trækstyrke (UTS): 380–550 MPa (ca. . 55–80 ksi)
Udbyttestyrke (0,2 % offset): 105–275 MPa (ca. . 15–40 ksi)
Forlængelse efter brud (50 mm / 2 in): 40 %-60 %
Hårdhed: ca. HB 90–140 eller HRB 45–73
Ved stuetemperatur kan de to generelt bruges i flæng uden problemer - hvilket er grunden til, at mange indkøbspersonale og feltingeniører opfatter "ingen forskel" mellem dem.

03 Fysiske egenskaber:
De to er næsten identiske. Da begge består af over 99% nikkel, og forskelle i kulstofindhold har en ubetydelig indvirkning på makroskopiske fysiske egenskaber, kan et enkelt sæt typiske værdier bruges til de fysiske parametre for begge kvaliteter:
Massefylde: 8,89 g/cm³ (20 grader)

Smeltepunktsområde: 1435-1446 grader
Termisk ledningsevne: ~70 W/(m·K) ved 100 grader (ca. 4 gange den for 316L rustfrit stål)
Elektrisk resistivitet: ~9,5–9,6 μΩ·cm ved 20 grader
Elektrisk ledningsevne: ~14%-15% IACS (ca. 1/5 til 1/6 af rent kobber)
Specifik varmekapacitet: ~456 J/(kg·K)
Gennemsnitlig lineær termisk udvidelseskoefficient: ~13,3×10⁻⁶/K (20-100 grader) - svarende til borosilikatglas, hvilket gør det velegnet til glas-til-metal-forsegling
Curie temperatur: ~360 grader -materialet er ferromagnetisk under denne temperatur og bliver paramagnetisk over det. Med andre ord, hvis dine primære bekymringer er vægt, termisk ledningsevne, elektrisk ledningsevne, termisk ekspansionstilpasning og den magnetiske overgangstemperatur, kan de to kvaliteter betragtes som det samme materiale.

04 Anvendelsesområder: Vælg baseret på temperatur, ikke kun "Renhedsniveau"
Når du vælger materialer, skal du undgå at stole på vage intuitioner - såsom at antage "N02201 er simpelthen bedre" - og i stedet bruge langsigtet servicetemperatur som det endelige kriterium.
Ni02200 (N02200) - Den primære kvalitet af rent nikkel til brug fra omgivelsestemperatur op til 315 grader
Kaustisk soda/sodaaskeindustri: Lagertanke, rør, pumper, ventiler og neutraliseringsbeholdere til alkaliske opløsninger ved omgivende til moderate temperaturer.
Fødevareforarbejdning og organiske syrer: Udstyr til håndtering af fedtsyrer, syntetiske fibre og fortyndede organiske syrer; opfylder korrosionsbestandighedskrav til fødevarekontaktapplikationer.
Kemisk industri og miljøbeskyttelse: Varmevekslerkomponenter, der anvendes i ferskvand, havvand eller reducerende atmosfærer.
Elektronik og strøm: Anoder til vakuum elektroniske enheder, glas-til-metal forseglingsledninger og batteritapper/strips (til anvendelse i omgivelsestemperatur).
Typisk servicetemperatur: Anbefales til langvarig brug ved temperaturer op til 315 grader.
Ni02201 (N02201) - Ren nikkel specialiseret til højtemperaturapplikationer (over 315 grader)
Højtemperatur kaustisk koncentration: Kaustisk sodafordampere, beholdere til smeltede alkalier, åbne fordampningsspiraler og procesrør til koncentrerede alkalier ved høje temperaturer (typisk 300-500 grader).
Saltdestillation og smeltet saltmiljøer: Saldestillationsbeholdere og smeltede alkalitanke.
Højtemperaturreducerende atmosfærer: Komponenter, der kræver modstand mod grafitisering og brintskørhed.
Batterier og vakuumelektronik: Nikkel med lavt kulstofindhold foretrækkes til batteritapper og strukturelle komponenter i vakuum elektroniske enheder, der er følsomme over for kulstofindhold - selv når de bruges ved omgivende temperaturer.
Typisk servicetemperatur: Velegnet til langtidsbrug op til ca. 600 grader, med kapacitet til at modstå endnu højere temperaturer i korte varigheder.

Ni200 Ni201 Pure Nickel Seamless Tube manufacturers