1. 소개
니켈 201 (미국 N02201) 뛰어난 내식성으로 널리 알려진 상업적으로 순수한 니켈 합금입니다., 우수한 열 안정성, 그리고 뛰어난 성형성.
아래에 지정됨 ASTM B162 접시용, 시트, 그리고 스트립, 니켈 201 본질적으로 니켈의 저탄소 변형입니다. 200.
탄소 함량이 감소하면 입계 취성에 대한 저항성이 크게 향상되고 고온에서도 기계적 무결성이 유지됩니다..
순수함의 조합, 연성, 내식성이 뛰어나 화학 처리에 필수적인 소재입니다., 해양 환경, 항공 우주 응용, 고온 산업 운영.
2. ASTM B162 N02201 니켈 합금이란??
ASTM B162 N02201, 일반적으로 알려진 니켈 201, 다음과 같이 표준화된 상업적으로 순수한 니켈 합금입니다. 그릇, 시트, 및 스트립 제품.
그것은 본질적으로 저탄소 버전의 니켈 200, 탄소 함량을 최대로 줄인 0.02 wt% to enhance resistance to 곡물 간 부식 그리고 열취성 고온 서비스 중.
니켈 201 특징은:
- 고순도 니켈 함량 (≥99중량%), 중성에서 우수한 내식성을 보장, 알칼리, 그리고 약한 산화 환경.
- 저탄소 함량, 결정립계에서 니켈 탄화물의 형성을 방지합니다., 장기간 열 노출 동안 연성 및 인성 유지.
- 탁월한 형성성, 딥드로잉에 적합하게 만들기, 제사, 복잡한 제조 작업.
- Superior thermal stability, 기계적 특성의 심각한 손실 없이 높은 온도에서 지속적인 작동이 가능합니다..
3. 니켈의 화학 성분 201
니켈 201 (미국 N02201) a 상업적으로 순수한 니켈 합금 고온 성능과 내식성을 향상시키기 위해 불순물을 세심하게 제어하고 탄소 함량을 낮췄습니다..
화학 성분은 다음과 같이 표준화되어 있습니다. ASTM B162 산업 응용 분야의 일관된 특성을 보장하기 위해.
| 요소 | 일반적인 콘텐츠 (wt%) | 메모 |
| 니켈 (~ 안에) | ≥ 99.0 | 기본 요소, 내식성과 연성을 보장합니다. |
| 탄소 (기음) | ≤ 0.02 | 낮은 탄소 함량으로 탄화물 형성 감소, 입계 부식 방지 |
| 철 (Fe) | ≤ 0.40 | 잔여, 내식성에 미미한 영향 |
| 구리 (Cu) | ≤ 0.25 | 불순물 수준, 특정 환경에서 내식성을 약간 향상시킬 수 있습니다. |
| 망간 (MN) | ≤ 0.10 | 경미한 불순물, 기계적 성질에 미치는 영향 최소화 |
| 규소 (그리고) | ≤ 0.10 | 잔류 요소, 산화 저항에 최소한으로 기여합니다. |
| 황 (에스) | ≤ 0.01 | 취성을 방지하고 연성을 유지하도록 제어됩니다. |
| 인 (피) | ≤ 0.01 | 인이 적어 인성이 우수하고 용접성이 우수함 |
주요 통찰력:
- 니켈 지배력: 위에 99 중량% 니켈은 부식성 매질에서 탁월한 화학적 안정성을 보장합니다..
- 저탄소: 0.02wt% 이하의 탄소는 장기간 고온 서비스 중에 결정립 경계에 니켈 탄화물이 침전되는 것을 방지합니다., 이는 매우 중요합니다. 응력 내식성.
- 통제된 불순물: Elements like iron, 구리, 망간은 비용 균형을 맞추기 위해 최소한의 수준으로 유지됩니다., 부식 저항, 그리고 기계적 성능.
4. UNS N02201의 물리적 특성
| 재산 | 값 |
| 밀도 | 8.89 g/cm³ |
| 용융 범위 | 1435–1446 °C |
| 열전도율 | 90 w/m · k |
| 전기 저항력 | 7 μΩ · cm |
| 자기 투자율 | 아래는 약간 자기적임 354 ° C (퀴리점) |
| 열 팽창 계수 | 13.3 μM/m · ° C (20–100 ° C) |
5. 니켈의 기계적 성질 201
니켈 201 (미국 N02201) 의 조합을 보여준다 적당한 힘, 우수한 연성, 그리고 강인함, 까다로운 산업 응용 분야를 위한 다용도 재료로 만들기.
| 재산 | 전형적인 가치 | 테스트 조건 / 메모 |
| 인장 강도 (σᵤ) | 480–620 MPa (70-90ksi) | 어닐링 된 상태 |
| 항복 강도 (σ₀.₂) | 150–275 MPa (22–40 ksi) | 0.2% 오프셋 |
| 연장 (a₅₀) | 30–50 % | 측정 날짜 50 MM 게이지 길이 |
| 면적 감소 (라) | 55-65 % | 연성과 인성을 나타냅니다. |
| 경도 (HRB) | 70–100 | 로크웰 B 스케일, 어닐링 된 상태 |
| 전단 강도 | ~ 310 MPa | 가공 제품의 일반적인 값 |
| 탄성 계수 (이자형) | 200 GPA | Comparable to structural steels |
| 포아송의 비율 | 0.31 | 니켈 합금 표준 |
주요 기계적 특성:
- 연성: 니켈 201 파손되기 전에 상당한 소성 변형을 겪을 수 있음, 성형에 적합하게 만드는 것, 굽힘, 및 딥 드로잉 작업.
- 강인함: 넓은 온도 범위에서 우수한 파괴인성을 유지합니다., 극저온 조건에서 대략적으로 600 ° C.
- 일을 강화합니다: 냉간 가공을 통해 강화 가능, providing flexibility in design for mechanical components.
- 피로 저항: 높은 연성 및 낮은 불순물 수준은 반복 하중 환경에서 우수한 피로 성능에 기여합니다..
6. 부식 저항 & 온도 성능
니켈 201 (미국 N02201) 그로 인해 높은 평가를 받고 있습니다. 뛰어난 부식 저항 그리고 열 안정성, 특히 중성 및 환원성 화학물질이 포함된 환경에서.
그 성능은 많은 상업용 금속보다 우수합니다. 높은 니켈 순도 (≥ 99.5%) 그리고 저탄소 함량 (< 0.02%), 고온에서 민감화 및 탄화물 침전을 방지합니다..
부식 저항
니켈 201 광범위한 부식제에 대한 내성을 입증합니다., 그것을 선택의 재료로 만드는 것 화학적 처리, 선박, 및 고순도 용도.
| 환경 | 부식 행동 | 의견 |
| Caustic Alkalis (나오, 코) | 훌륭한 | 끓는 온도에서도 부식 최소화; 가성 증발기 및 열교환기에 사용. |
| 중립적 & 염분 줄이기 | 훌륭한 | 중성 염화물에서 안정함, 황산염, 질산염 환경. |
| 산 (염산, 황의) | 보통에서 좋다 | 희석 농도에 대한 내성; 산도와 온도가 높을수록 부식이 증가합니다.. |
| 산화 환경 (질산, 할로겐) | 가난한 | 강한 산화성 산이나 할로겐 가스에는 적합하지 않습니다.; 니켈 200/201 공격받기 쉽다. |
| 해수 & 소금물 | 좋은 | 정체 및 유동 조건에서는 잘 작동하지만 고속 해수에서는 구리-니켈 합금만큼 성능이 좋지 않습니다.. |
| 유기화합물 (초의, 포름산) | 훌륭한 | 대부분의 유기산 노출에서 안정적, 화학 산업의 공정 장비에 이상적입니다.. |
저항의 메커니즘:
니켈 201의 내식성은 얇은, 부착 된 산화물 필름 표면에, 금속을 부동태화하고 추가 공격을 억제합니다..
낮은 탄소 함량으로 인해 곡물 간 부식, 열 순환 또는 용접 환경에서 수명 보장.
온도 성능
니켈 201 넓은 온도 스펙트럼에 걸쳐 기계적 무결성과 화학적 안정성을 유지합니다., ~에서 극저온~중간 고온 정황.
| 온도 범위 | 행동 | 일반적인 응용 프로그램 |
| −200°C ~ 0 ° C | 뛰어난 인성과 연성 | 극저온 저장 용기, 액체 가스 처리 시스템 |
| 주변 300 ° C | 강도와 내식성을 유지합니다. | 화학 및 식품 가공 장비 |
| 300 ° C ~ 600 ° C | 흑연화에 대해 안정적 (니켈과 다르게 200) | 열교환 기, 퍼니스 구성 요소 |
| > 600 ° C | 강도가 점차 감소함; 산화 위험이 증가합니다 | 제한된 사용, 보호 코팅 권장 |
니켈에 비해 주요 장점 200:
니켈 201의 낮은 탄소 수준 (< 0.02%) 크게 향상 흑연화 저항, 까지 안전한 작동을 가능하게 합니다. 600 ° C without embrittlement—whereas Nickel 200 일반적으로 제한됩니다 315 ° C.
7. 제작, 형성, and Heat Treatment
니켈 201 (미국 N02201) 제조업계에서 높은 평가를 받고 있습니다. 탁월한 형성성, 용접 성, 열 안정성.
낮은 탄소 함량 (< 0.02 %) 가열하는 동안 탄화물 침전에 덜 취약해집니다., 이를 향상시키는 작업성 및 입계 부식에 대한 저항성 성형 및 용접 중에.
제조 및 가공성
니켈 201 할 수 있습니다 기존 방법으로 쉽게 제작 가능 오스테나이트계 스테인리스강 및 기타 고니켈 합금에 사용됨.
| 제작과정 | 형질 | 모범 사례 |
| 가공 | 적당한 공구 마모로 깨끗한 표면을 생성합니다.; 구리보다 약간 단단하지만 대부분의 강철보다 부드럽습니다.. | 사용 고속 스틸 (HSS) 또는 카바이드 팁 도구, 낮은 절단 속도 (15–25m/I), 그리고 넉넉한 윤활. |
| 형성 | 뜨겁거나 차가운 조건 모두에서 우수한 연성을 가짐; 균열 위험 최소화. | 공연하다 냉담한 일 정밀 성형을 위해 상온에서. 무거운 성형용, 사용 870~1230°C 사이의 열간 작업. |
| 전단 / 펀칭 | 적당한 경도로 절단 및 펀칭이 용이함 (~70-85HRB). | 가장자리가 찢어지지 않도록 날카로운 도구와 적절한 간격을 사용하십시오.. |
| 단조 | 열간 가공 시 균일한 입자 구조 유지. | 서서히 가열하여 1150–1230°C, 위에서 단조를 마친다 870 ° C, 빠른 냉각. |
가공성 지수:
니켈 201의 가공성은 다음과 같이 평가됩니다. 20–25 % 쾌삭강의 (AISI 1212), 날카로운 도구의 필요성을 반영, 제어된 속도, 작업 경화를 방지하기 위한 일관된 냉각.
Forming Characteristics
니켈 201 높은 연성과 적당한 강도 딥 드로잉에 이상적입니다., 제사, 및 굽힘 작업.
- 콜드 형성: 합금은 최소한의 스프링백 및 변형 경화를 나타냅니다.; post-forming annealing restores ductility.
- 뜨거운 형성: 사이에 유효 870–1230°C. 아래 작업은 하면 안 됩니다. 870 표면 균열 방지를 위한 °C.
- 어닐링 요구 사항: 심한 변형 또는 냉간 압하 후 (> 15 %), 내부 응력을 완화하기 위해 어닐링을 권장합니다..
일반적인 성형 애플리케이션:
- 열교환 기 튜브
- 가성 증발기 트레이
- 화학 공정 용기
용접
니켈 201 전시회 우수한 용접성 가장 전통적인 프로세스를 사용하여:
- 선호하는 방법: gtaw (싸움), 간이 (나), SMAW, 저항용접.
- 필러 금속: 천하게 니켈 201 (ERNi-1) 또는 니켈 200 필러로드가 사용됩니다..
- 지침:
-
- 예열은 필요하지 않습니다.
- 용접 후 열처리는 선택 과목 치수 제어에 필요한 경우가 아니면.
- 입자 성장과 산화를 방지하기 위해 과도한 열 입력을 피하십시오..
일반적인 용접 성능:
용접 조인트의 인장 강도는 그대로 유지됩니다. ≥ 90 % 비금속의, 적절한 차폐가 유지되면 내식성은 크게 영향을 받지 않습니다..
열처리
니켈의 열처리 201 주로 사용됩니다 연성 회복, 내부 스트레스 해소, 입자 구조를 개선하고 제작 후.
| 열처리 유형 | 온도 범위 | 냉각 방법 | 목적 |
| 가열 냉각 | 650–900 ° C | 공기 또는 물 냉각 | 냉간작업으로 인한 피로를 덜어줍니다., 연성 회복 |
| 스트레스 완화 | 480–650 ° C | 공기 냉각 | 기계 가공 또는 용접 후 잔류 응력 감소 |
| 솔루션 어닐링 | 760–870 ° C | 빠른 담금질 | 균일한 미세구조와 내식성을 보장합니다. |
주의:
위의 장기간 노출을 피하십시오 600 ° C 표면 산화 및 오염을 방지하기 위해 불순한 대기에서.
8. 장점 & 니켈의 한계 201 니켈 합금
니켈 201 (미국 N02201) a 상업적으로 순수한 단조 니켈 화학적으로 공격적인 고온 환경에서 탁월한 성능을 제공하도록 설계되었습니다..
니켈의 장점 201
니켈 201의 독특한 화학적 순도 혼합, 연성, 금속학적 안정성으로 인해 까다로운 산업 용도에 가장 신뢰할 수 있는 재료 중 하나가 되었습니다..
| 범주 | 이점 | 기술적인 설명 / 혜택 |
| 부식 저항 | 가성 알칼리에 대한 탁월한 내성, 중성염, 및 건조 가스. | 특히 수산화나트륨에 대한 내성, 수산화 칼륨, 및 무수 암모니아 - 산화니켈 필름 형성으로 내구성 있는 패시베이션 제공. |
| 열 안정성 | 최대 600°C까지 기계적 특성 유지. | 니켈과 달리 200, 위의 흑연화가 일어나는 315 ° C, 니켈 201의 탄소 감소 (< 0.02 %) 탄화물 석출 및 입계 취성을 방지합니다.. |
| 제작 및 성형성 | 뛰어난 추위- 및 열간 가공 특성. | 쉽게 그릴 수 있다, 자은, 깊게 형성된, 또는 균열 없이 단조; 스테인리스강에 비해 가공 경화가 최소화됨. |
| 용접 성 | 가스텅스텐 아크로 용접성이 우수함 (gtaw), 가스 금속 아크 (간이), 저항 방법. | 용접 조인트는 최대 90-95를 유지합니다. % 적절한 충진재 사용 시 모재강도 및 내식성 향상 (ERNi-1) 사용된다. |
전기 같은 & 열전도율 |
높은 전기 전도도 (~ 22 % IACS) 열전도도 (~61W/m·K). | 전기 부품에 이상적, 발열체, 전도성 화학 장비 및. |
| 자기 특성 | 어닐링 된 상태의 비자 성. | 민감한 자기 및 계측 환경에 적합. |
| 순수함과 청결함 | > 99.6 % Ni 함량은 고순도 공정에서 오염을 최소화합니다.. | 반도체에 사용, 음식, 금속 오염을 피해야 하는 제약 산업. |
| 환경 감소에 대한 저항 | 수소 및 CO2 분위기에서 안정함. | 환원 가스에 노출되는 동안에도 연성 및 기계적 무결성을 유지합니다.. |
니켈의 한계 201
뛰어난 특성에도 불구하고, 니켈 201 ~이다 만능합금이 아닌. 재료 선택 시 주의 깊게 평가해야 하는 기계적 및 환경적 요인으로 인해 사용이 제한됩니다..
| 범주 | 한정 | 설명 / 완화 |
| 기계적 강도 | 상대적으로 낮은 항복강도 (실온에서 ~60–90 MPa). | 무거운 구조용으로는 적합하지 않습니다.; 종종 외부 지지대나 클래딩으로 강화됨. |
| 산화 저항 | 위의 공기에서 보통의 저항 600 ° C. | 고온에 장기간 노출되면 표면 산화 및 스케일링이 발생합니다.; 보호 코팅 권장. |
| 비용 | 탄소강이나 스테인레스강보다 가격이 높음. | 부식성이 높거나 순도가 중요한 환경에서만 정당화됩니다.. |
황 & 할로겐화물 감도 |
황 함유 또는 할로겐 환경에서 공격에 취약함 (예를 들어, Cl2, HCL, 그래서). | 염소화 또는 황 함유 대기에서의 사용을 피하십시오.; 니켈 합금 선택 600 또는 합금 625 대신에. |
| 일을 강화합니다 | 냉간 성형 중 가공 경화됨. | 광범위한 변형을 위해서는 중간 어닐링이 필요합니다.. |
| 제한된 고온 강도 | 이상에서 인장강도가 급격히 감소 650 ° C. | 니켈 기반 초합금 사용 (예를 들어, Inconel 600, Hastelloy C-22) 높은 응력 또는 고온 응용 분야용. |
9. ASTM B162 N02201의 응용
니켈 201 내식성과 성형성이 요구되는 산업에 널리 사용됩니다.:
- 화학적 처리: 가성소다 증발기, 알칼리성 탱크
- 선박 응용 프로그램: 바닷물 장비, 해양 부품
- 열교환 기 & 응축기
- 항공 우주: 스피닝 및 드로잉 구성요소
- 압력 용기 & 보일러 저탄소를 요구하는, 부식 방지 재료
10. 유사한 니켈 합금과의 비교
니켈 201 (미국 N02201) 다음 가족의 일원입니다 상업적으로 순수한 니켈 합금 그것도 포함 니켈 200 (UNS N02200) 그리고 몇몇 니켈 기반 합금 ~와 같은 합금 400 (모넬 400), 합금 600 (Inconel 600), 그리고 합금 625 (Inconel 625).
비교표 - 니켈 201 대. 기타 니켈 합금
| 재산 / 특징 | 니켈 200 (UNS N02200) | 니켈 201 (미국 N02201) | 모넬 400 (미국 N04400) | Inconel 600 (미국 N06600) | Inconel 625 (미국 N06625) |
| 공칭 구성 (wt%) | ≥입니다 99.5, C ≤ 0.15 | ≥입니다 99.6, C ≤ 0.02 | ~에 66, cu ~ 31, 페 ~ 2 | ~에 72, 크르~ 15.5, 페 ~ 8 | ~에 61, 크르~ 21.5, 모~ 9, NB + 그녀는 ~ 3.6 |
| 용융 범위 (° C) | 1435-1446 | 1435-1446 | 1300–1350 | 1354–1413 | 1290–1350 |
| 최대 서비스 온도 (° C) | 최대 315 ° C | 최대 600 ° C | 최대 550 ° C | 최대 1100 ° C | 최대 982 ° C (크리프 저항성) |
| 밀도 (g/cm³) | 8.89 | 8.89 | 8.80 | 8.47 | 8.44 |
| 인장 강도 (MPA, 어닐링) | ~ 370 | ~ 380 | ~ 550 | ~ 655 | ~ 827 |
| 항복 강도 (MPA, 0.2% 오프셋) | ~ 105 | ~ 100 | ~ 240 | ~ 240 | ~ 414 |
| 연장 (%) | 45 | 45 | 35 | 40 | 30 |
| 부식 저항 | 알칼리에 탁월함; 적당한 산 | 알칼리에 탁월함; 높은 T에서 개선됨 | 바닷물에 탁월함, 불산 | 산화성이 우수함 & 미디어 줄이기 | 산화력이 뛰어남, 감소, 염화물 환경 |
| 용접 성 / 형성 가능성 | 훌륭한 | 훌륭한 | 좋은 | 좋은 | 보통의 (일을 강화합니다) |
| 주요 사용 사례 | 저온 가성 시스템, 식품 가공 | 고온 가성 서비스, 화학적 순도 시스템 | 선박, 펌프 샤프트, HF 산 서비스 | 열교환 기, 용광로 튜브, 원자로 | 항공 우주, 화학 공정, 해수 배관 |
11. 결론
니켈 201 (미국 N02201) ASTM B162에 따른 고순도, 내식성이 뛰어난 저탄소 니켈 합금, 열 안정성, 그리고 형성성.
특히 화학물질에 적합합니다., 선박, 항공우주, 입계 취성을 방지하기 위해 저탄소가 중요한 고온 응용 분야.
기계적 강도는 보통이지만, 내구성, 신뢰할 수 있음, 제조 다양성으로 인해 까다로운 산업 환경에서 선호되는 소재입니다..
FAQ
ASTM B162 N02201과 N02200의 차이점은 무엇입니까??
가장 큰 차이점은 탄소 함량입니다.: N02201의 최대 탄소는 0.02% (대. 0.15% N02201의 경우? 아니요—맞습니다: N02200은 0.15% 최대 C).
N02201의 낮은 C는 용접성 및 입계부식성을 향상시킵니다., 용접 조인트 및 극저온에 더 적합. N02200은 비용접 애플리케이션의 경우 비용이 저렴합니다..
N02201의 최대 서비스 온도는 얼마입니까??
N02201은 최대 600°C에서 지속적으로 작동 가능 (1112° F) 유지하면서 >40% 연장. 600 ° C 이상, 인장강도가 급격히 감소, 간헐적인 노출로 사용 제한.
N02201은 용접 가능합니까??
예 - N02201은 GTAW를 통해 쉽게 용접 가능 (싸움) 그리고 gmaw (나) N02201 필러 금속 사용 (ERNi-1/ENi-1).
탄소 함량이 낮기 때문에 대부분의 응용 분야에서는 용접 후 열처리가 필요하지 않습니다..
N02201은 바닷물에서 어떻게 작동합니까??
N02201은 우수한 해수 내식성을 나타냅니다., 부식 속도로 <0.02 mm/년—보다 우수 304 스테인레스 스틸 (0.1 mm/년). 해양 냉각 시스템에 이상적입니다..
N02201은 식품 접촉에 대해 어떤 인증을 보유하고 있습니까??
N02201은 FDA를 준수합니다. 21 CFR 부분 177.2600 (음식 접촉) 및 EU 규정 (EC) 아니요.
1935/2004, 식품 및 의약품 가공 장비에 안전함을 선사합니다..
N02201을 극저온 응용 분야에 사용할 수 있습니까??
예 - N02201은 높은 연성을 유지합니다. (연장 >40%) -253°C의 낮은 온도에서 (액체수소 끓는점), 극저온 연료 탱크 및 초전도 시스템에 적합합니다..
