NIQUELY SUS ALEACIONES

ALUMNO: TARAZONA ZAMORA JOEL ANTONY

PROPIEDADES FISICAS

Estructura cristalina FCC

Punto de fusión 1453ºC

Punto de ebullición 2910ºC

Coeficiente de dilatación

20 a 100ºC 13,3.10-6

20 a 900ºC 16,3.10-6

Conductividad térmica

20ºC 0,210cal/cm.s.ºC

500ºC 0,148cal/cm.s.ºC

Resistencia eléctrica

99,99% 6,8Ω.cm

99,8% 9,9Ω.cm

Elementos de aleación

CrConfiere buena resistencia a la corrosión en medios oxidantes. Mejora la resistencia frente a la sulfidización. Incrementa la resistencia mecánica.

MoIncrementa la resistencia mecánica. Mejora la resistencia frente a la corrosión por picaduras o por cavidades.

Fe Incrementa la resistencia mecánica. Reduce el precio de las aleaciones.

AlPrincipal endurecedor de las aleaciones base Níquel. Incrementa la resistencia frente a la oxidación.

CContribuye a la resistencia de la aleación. Puede afinar las partículas presentes en las juntas, incrementando su resistencia.

Ti, Nb, W Incrementan la resistencia mecánica.

CoIncrementa la resistencia mecánica. Mejora la resistencia frente a la sulfidización.

CuMejora la resistencia a la corrosión en medios marinos. Cantidades superiores al 0,5% ocasionan la formación de fases indeseables de bajo punto de fusión.

BMejora la resistencia mecánica, la resistencia frente a la fluencia y afina las juntas de grano.

Si Mejora la resistencia frente a la sulfidización.

Los efectos de algunos de estos elementos de aleación

Dada su gran resistencia a la corrosión, el Níquel se emplea como revestimiento electrolítico (niquelado) de aquellos metales que son susceptibles a la corrosión, como son el Hierro y el acero. El Níquel se usa principalmente en forma de aleaciones, en aquellas aplicaciones en las que interesa conferir propiedades mecánicas especiales, aumentar la resistencia a la corrosión, controlar la dilatación, disponer de cualidades magnéticas especiales o disminuir la conductividad eléctrica.

US

OS

Níquel comercialmente puro

Aleaciones Ni-Cu

Aleaciones Ni-Cr no tratables

térmicamente

Aleaciones Ni-Cr

tratables térmicamen

te

Clasificación del níquel y sus aleaciones, en función del mecanismo que le proporciona su resistencia

mínimo un 99% de Ni, se endurecen por trabajado en frío, resistencia a la corrosión es buena en medios oxidantes y es excelente en disoluciones alcalinas.

30% de Cu, aleaciones Monel, son tratables térmicamente y endurecibles por precipitación.

15-22% de Cr y hasta un 46% de Fe, pueden ser endurecidas por trabajado en frío, son comercialmente conocidas como Inconel, Incoloy y Hastelloy

se pueden fortalecer mediante precipitación si se añade Al, Ti y Si como aleantes secundarios, conocidas por sus nombres comerciales, como Nimonic, Udinet, Waspaloy, René, Astroloy

ALEACION Cu -Ni

CUPRONIQUEL

ALEACIONES Cu-Ni (Propiedades)

Contienen entre un 4 y un 50% en peso de níquel. Las aleaciones

cobre – níquel con aplicaciones tecnológicas contienen

habitualmente entre un 5 y un 30% en peso

A partir de aleaciones binarias de éste sistema se

producen sobretodo monedas.

La adición de Fe y Mn mejora la resistencia a la corrosión

y la erosión, y se incrementa la resistencia y la

temperatura de recristalización.

En aleaciones complejas, aprox. 9% en peso de Ni y un

2% en peso de Sn, demuestra mejoras en las

propiedades mecánicas y excelente resistencia a la

relajación de tensiones.

adiciones de elementos de aleación concretos en

concentraciones pequeñas se llegan a mejorar

características como la soldabilidad

DIAGRAMA DE FASES

VARIACION DE LA MICROESTRUCTURA

APLICACIONES

Debido a las propiedades de estas aleaciones como la ductilidad, tenacidad, dureza etc. de ahí el interés que despiertan estos materiales a las empresas, que pueden tener los componentes de forma aislada. Para ser utilizados en tuberías o como conductores (calor y electricidad), bujes, entre otras aplicaciones. Adicional a esto Las aleaciones de base cobre con níquel, ampliamente usadas en la operación de plantas y equipos en ambientes marinos, constituyen las aleaciones más adecuadas para la fabricación de piezas expuestas a la acción agresiva de los iones cloruros presentes en el agua de mar.

ALEACION DE Ni - Ti

NITINOL

CARACTERISTICAS

• están formadas por aproximadamente 55% de Níquel y 45% de Titanio.

• Presentan dos tipos de estructuras en frio y en caliente , las cuales son la martensita y la austenita

• Estas aleaciones se caracterizan por la superelasticidad y por el efecto de memoria de forma (shape memory).

SUPERELASTICIDAD y EFECTO MEMORIA DE FORMA (SHAPE MEMORY)

DIAGRAMA DE FASES

APLICACIONES

• Dispositivos de aplicación en medicina, como cilindros-mallas autoexpansibles para mantener permeabilidad de vasos sanguíneos (Stents), o dispositivos para oclusión de defectos cardiacos.

• También se emplean en elementos que deben recuperar su forma original después de una severa deformación, como monturas de gafas para niños o antenas de teléfonos móviles (ya en desuso) .

• La recuperación de la forma original puede emplearse para la generación de movimiento o para la fabricación de acoplamientos en conducciones espaciales (conducciones en la industria aeronaútica o conducciones submarinas).

• El proceso para generar uniones es simple y muy fiable. Consiste en fabricar un tubo con un diámetro interior un 3% menor que el diámetro del tubo al que se ha de unir. Una vez frio, en estado martensítico, se ensancha hasta un 8%. Una vez colocados los tubos se calienta la unión por encima de la temperatura de transformación, produciéndose la contracción para recuperar su forma original, con lo que se produce una unión de los tubos muy hermética y resistente sin necesidad de juntas ni acoplamientos mecánicos.

• En Odontología, tanto en Endodoncia los instrumentos permiten mayor control en conductos radiculares curvos, como en Ortodoncia los arcos que recuperan la forma de arcada al calentarse en la cavidad oral.

ALEACION Fe- Ni

INVAR

PROPIEDADES

• 36% de níquel y 64% de hierro.

• Grados comunes de invar tienen un coeficiente de dilatación térmica de aproximadamente 1,2 10-6 K-1. Grados Extra-puros pueden producir fácilmente valores tan bajos como 0,62 a 0,65 ppm/C.

• Invar se utiliza cuando se requiere una alta estabilidad dimensional, tales como instrumentos de precisión

• pequeño coeficiente de dilatación

variación del coeficiente de dilatación del invar en función del contenido de níque

DIAGRAMA FE-NI

A temperaturas superiores a 450 °C este diagrama está hoy generalmente aceptado, pero a temperaturas menores tiene muchos datos discutibles.

DIAGRAMA FE-NI

(Fe,Ni)

1455º

1538º

(Fe)

(Fe) Ni

1550

1500

1450

1400

900

800

700

600

500

400

300

Temp ºC

Fe 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Ni% en Peso de Ni

900

800

700

600

500

400

Temp ºC

+

0 10 20 30 40 50% en Peso de Ni

Figura (a) Diagrama de fases fierro-niquel; (b) Ampliación del lado rico en fierro.

. La solubilidad máxima del Ni en Fe() alcanza un máximo entre 450 y 550 °C, Figuras (a) y (b). Es importante destacar el hecho que el Ni extiende el campo de la fase austenítica, así por ejemplo a 30% Ni el campo de austenita va de 500 a 1450 °C.Cuando se enfría este acero desde el campo austenítico, la transformación es muy lenta, por lo tanto, se puede obtener austenita con un alto grado de sobreenfriamiento lo que proporciona la fuerza impulsora para la transformación martensítica.

La temperatura Ms baja fuertemente con el % de Ni:

%Ni Ms (ºC)20 20030 034 -220

APLICACIONES

• válvulas de motores y relojes antimagnético.

• En la topografía de la tierra, cuando de primer orden nivelación elevación se va a realizar, las varillas de nivelación utilizados son de invar, en lugar de madera, fibra de vidrio u otros metales.

• Hay variaciones del material original de invar que tienen ligeramente diferente coeficiente de expansión térmica tales como:

Inovco, que es Fe-33Ni-4.5Co y tiene una de 0,55 ppm/C.

FeNi42, que tiene un contenido de níquel de 42% y un 5,3 ppm/C, es ampliamente utilizado como material de bastidor de conductores para componentes electrónicos, circuitos integrados, etc

Fénico aleaciones-llamado Kovar o Dilver P-que tienen el mismo comportamiento de expansión como vidrio de borosilicato, y debido a que se utilizan para piezas ópticas en una amplia gama de temperaturas y aplicaciones, tales como satélites.