Ligas de niquel

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
PROGRAMA INTERDISCIPLINAR DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA-PIPE

GIOVANA DE FÁTIMA MENEGOTTO

LIGAS DE NÍQUEL

Trabalho apresentado a disciplina de Materiais
para Altas Temperaturas do Programa de
Interdisciplinar de Pós-graduação em
Engenharia – PIPE da Universidade Federal do
Paraná - UFPR.
Profa: PhD. Ana Sofia Clímaco M. D’Oliveira

CURITIBA, 2010 Níquel e suas ligas
O níquel puro possui densidade de 8,9 g/cm3, ponto de fusão 1453 ºC e estrutura cristalina
CFC. É um metal dúctil e tenaz sendo utilizado principalmente na melhoria de resistência mecânica a
altas temperaturas e resistência à corrosão, para uma ampla faixa de ligas ferrosas e não-ferrosas. As
ligas de Níquel também podem apresentar estabilidade dimensional, resistência àfragilidade pelo
enxofre, entre outras.
O níquel na condição recozida é suficientemente dúctil para poder ser trabalhado a frio, e na
condição encruada, resultado deste trabalho, apresenta dureza suficiente para garantir uma razoável
resistência ao desgaste [1].
Classificação, designação e principais características das ligas de Ni
As ligas de níquel, normalmente são divididas em: níquelcomercialmente puro, ligas binárias,
ligas ternárias, ligas complexas e superligas. Além dessa classificação, podem ser reunidos em dois
grupos: as ligas de Níquel endurecidas pela formação de solução sólida e as ligas de Níquel
endurecidas pelo tratamento térmico de solubilização e precipitação. Entretanto, o Níquel e suas ligas
podem ainda ser endurecidas por trabalho a frio.
As ligas à basede Níquel podem ser fundidas ou trabalhadas, porém o uso das ligas fundidas é
mais adequado porque as adições de Ti e Al, necessárias para aumentar a resistência mecânica, elevam
a temperatura de conformação a temperaturas, dificultando o processamento e a estrutura obtida
através da fundição resiste mais à fluência do que a estrutura trabalhada. Além disso, algumas ligas
com teores maiores deTi e Al (4-6%) só podem ser manipuladas por fundição [1].
A designação do Níquel e suas ligas, organizada pela Huntington Alloys Inc é composta de três
dígitos acompanhados de um nome ou marca comercial. Cada grupo de material classificado pela
composição, é designado pelos três números, sendo que o primeiro, se for par, refere-se as ligas
endurecidas por solução sólida e, se for ímpar, indicaque as ligas são endurecidas por tratamento
térmico de solubilização e precipitação [1].
Como exemplos do Níquel comercialmente puro podem ser citados o Níquel 200 e o Níquel
201, com menor teor de C, os quais apresentam boa resistência à corrosão. O Duraníquel 301 é um
Níquel ligado no qual foi adicionado Al e Ti. Essa liga é endurecida por precipitação, sendo que
partículas de Ni3AlTiprecipitam-se na matriz, durante tratamento térmico, aumentando sua resistência
mecânica [1].
As ligas binárias de Ni-Cu conhecidas como Monel apresentam grande resistência mecânica,
ductilidade e resistência à corrosão em meios atmosféricos e na água do mar. Nas ligas binárias de NiMo a principal finalidade do Mo é elevar a resistência mecânica e a oxidação, particularmente em
temperaturaselevadas. Por exemplo, a liga Hastelloy B-2 possui excelente resistência a ácidos
clorídricos e alta resistência mecânica em atmosferas de gases inertes em temperaturas elevadas. As
ligas Ni-Cr têm sua resistência à oxidação aumentada devido adição de Si e Al. Estas adições
aumentaram a temperatura de trabalho de 950oC para as ligas Brightray B para 1250oC para as ligas
Brightray H [2].
Dentre asligas ternárias Ni-Cr-Fe podem ser citadas a Inconel 600 e Incoloy 800. A Inconel
600 apresenta boa resistência tanto em meios oxidantes, quanto em meios redutores e pode trabalhar a
altas temperaturas, sendo muito utilizada em partes de fornos industriais e equipamentos para
tratamentos térmicos [2]. A Incolloy 800 possui boa resistência à oxidação a temperaturas elevadas [1].
O sistema...
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