Ligas de níquel – visão comparativa
Guia de seleção das 13 ligas de níquel do portfólio Dustre
As ligas de níquel se dividem por função. Níquel puro e Ni-Cu (200, 400, K500) servem para álcalis, HF e água do mar. Ni-Cr-Fe e Fe-Ni-Cr (600, 601, 800HT) servem para oxidação e fluência em alta temperatura. Ni-Cr-Mo e Ni-Mo (825, 625, C4, C22, C276, B2) servem para corrosão aquosa por ácidos e cloretos. A superliga 718 é escolhida por resistência mecânica. As tabelas abaixo resumem a composição base e os mínimos de norma de cada liga; os valores completos estão na ficha de cada material.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| UNS | N02200, N04400, N05500, N06600, N06601, N06625, N07718, N08811, N08825, N06455, N06022, N10276, N10665 |
| W.Nr./EN | 2.4066, 2.4360, 2.4375, 2.4816, 2.4851, 2.4856, 2.4668, 1.4959, 2.4858, 2.4610, 2.4602, 2.4819, 2.4617 |
| Comercial | Inconel, Incoloy e Monel (Special Metals); Hastelloy (Haynes); Nicrofer/Nimofer/Nicorros (VDM) |
| Outras | Nomes comerciais são marcas registradas; compre pela UNS e pela norma ASTM |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra | ASTM B160 (200), B164 (400), B865 (K500), B166 (600/601), B446 (625), B637 (718), B408 (800HT), B425 (825), B574 (C4/C22/C276), B335 (B2) |
| Forjado | ASTM B564 (200, 400, 600, 625, 800HT, 825, C22, C276, B2); 718: B637/AMS 5663/API 6A718; K500: B865 |
| Chapa | ASTM B162, B127, B168, B443, B670, B409, B424, B575, B333 |
| Tubo | ASTM B161, B165, B167, B444, B407, B423, B622, B163 (trocador) |
Composição química (%)
Composição base resumida (elementos principais, % em massa; faixas completas na ficha de cada liga)
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| Níquel 200 | Ni ≥ 99,0 |
| Monel 400 | Ni ≥ 63 · Cu 28 – 34 |
| Monel K500 | Ni ≥ 63 · Cu 27 – 33 · Al 2,3 – 3,15 · Ti 0,35 – 0,85 |
| Inconel 600 | Ni ≥ 72 · Cr 14 – 17 · Fe 6 – 10 |
| Inconel 601 | Ni 58 – 63 · Cr 21 – 25 · Al 1,0 – 1,7 · Fe restante |
| Incoloy 800HT | Fe ≥ 39,5 · Ni 30 – 35 · Cr 19 – 23 · Al+Ti 0,85 – 1,20 |
| Incoloy 825 | Ni 38 – 46 · Fe ≥ 22 · Cr 19,5 – 23,5 · Mo 2,5 – 3,5 · Cu 1,5 – 3,0 |
| Inconel 625 | Ni ≥ 58 · Cr 20 – 23 · Mo 8 – 10 · Nb 3,15 – 4,15 |
| Inconel 718 | Ni 50 – 55 · Cr 17 – 21 · Fe restante · Nb 4,75 – 5,5 · Mo 2,8 – 3,3 |
| Hastelloy C-4 | Ni restante · Cr 14 – 18 · Mo 14 – 17 · Ti ≤ 0,7 |
| Hastelloy C-22 | Ni restante · Cr 20 – 22,5 · Mo 12,5 – 14,5 · W 2,5 – 3,5 |
| Hastelloy C-276 | Ni restante · Mo 15 – 17 · Cr 14,5 – 16,5 · W 3 – 4,5 · Fe 4 – 7 |
| Hastelloy B-2 | Ni restante · Mo 26 – 30 · Cr ≤ 1 |
Propriedades mecânicas
Mínimos de norma (LE 0,2% / LR / alongamento). Condição recozida ou solubilizada, exceto 718 e K500 (envelhecidos)
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Níquel 200 (B564) | ≥ 105 / ≥ 380 MPa / ≥ 40% |
| Monel 400 (B564) | ≥ 172 / ≥ 483 MPa / ≥ 35% |
| Monel K500 envelhecido (B865) | ≥ 690 / ≥ 965 MPa / ≥ 20% |
| Inconel 600 (B564) | ≥ 241 / ≥ 552 MPa / ≥ 30% |
| Inconel 601 (B166) | ≥ 205 / ≥ 550 MPa / ≥ 30% |
| Incoloy 800HT (B564) | ≥ 172 / ≥ 448 MPa / ≥ 30% |
| Incoloy 825 (B564) | ≥ 241 / ≥ 586 MPa / ≥ 30% |
| Inconel 625 Gr.1 ≤ 102 mm (B564) | ≥ 414 / ≥ 827 MPa / ≥ 30% |
| Inconel 718 envelhecido (AMS 5663) | ≥ 1.034 / ≥ 1.276 MPa / ≥ 12% |
| Hastelloy C-4 (B574) | ≥ 276 / ≥ 690 MPa / ≥ 40% |
| Hastelloy C-22 (B564) | ≥ 310 / ≥ 690 MPa / ≥ 45% |
| Hastelloy C-276 (B564) | ≥ 283 / ≥ 690 MPa / ≥ 40% |
| Hastelloy B-2 (B564) | ≥ 350 / ≥ 760 MPa / ≥ 40% |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 7,94 (800HT) a 9,22 g/cm³ (B-2) |
| Faixa de fusão | ≈ 1.260 (718) a 1.446 °C (Ni 200) |
| Módulo de elasticidade | ≈ 179 (Monel) a 217 GPa (B-2) |
| Condutividade térmica (20 °C) | ≈ 10 W/m·K (Ni-Cr-Mo) a 70 W/m·K (Ni 200) |
| Expansão térmica (20–100 °C) | ≈ 10,8 (C-4, B-2) a 14,4 µm/m·K (800HT) |
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | Alta temperatura: 601 (oxidação até ~1.200 °C), 600 (~1.100 °C), 800HT (fluência de 600 a 1.000 °C), 718 (resistência mecânica até ~650 °C). Corrosão aquosa: 825, 625, C4, C22, C276, B2, 400 e 200. O Ni 200 fica limitado a ~315 °C e a B2 deve evitar 540 – 870 °C. |
| Tratamento térmico | A maioria é fornecida recozida ou solubilizada e não endurece por tratamento térmico. Apenas 718 e K500 são endurecíveis por precipitação (envelhecimento após solubilização). O 800HT exige solubilização ≥ 1.149 °C para obter grão grosso. |
| Soldagem | Consumíveis AWS A5.14/A5.11 por liga: Ni 200 ERNi-1; 400/K500 ERNiCu-7; 600/601/800HT ERNiCr-3; 625/825 ERNiCrMo-3; 718 ERNiFeCr-2; C-4 ERNiCrMo-7; C-22 ERNiCrMo-10; C-276 ERNiCrMo-4; B-2 ERNiMo-7. |
| Usinagem | Todas encruam rapidamente e conduzem pouco calor: usar metal duro, baixa velocidade, avanço constante e refrigeração abundante. 718 e K500 envelhecidos são os mais difíceis. |
Aplicações típicas
- Álcalis e soda cáustica: Níquel 200
- Água do mar e ácido fluorídrico: Monel 400 e K500
- Fornos e tratamento térmico: 600, 601 e 800HT
- Poços de óleo e gás ácidos: 825, 625, C276 e 718
- Ácidos com cloretos, FGD, papel e celulose: C-276, C-22 e C-4
- Ácido clorídrico puro (redutor): Hastelloy B-2
- Turbinas e fixadores de alta resistência: 718
Alternativas: Para escolher a liga: identifique primeiro o meio (alcalino, água do mar, oxidante a quente, ácido redutor, ácido com cloretos), depois a temperatura e só então a resistência mecânica exigida. Em corrosão aquosa, inox superaustenítico (904L, 6Mo) e duplex/superduplex são alternativas de menor custo quando o PREN exigido for ≤ 45.
Perguntas frequentes
Qual a composição química do Ligas de níquel?
Pela Composição base resumida (elementos principais, % em massa; faixas completas na ficha de cada liga): Níquel 200 Ni ≥ 99,0; Monel 400 Ni ≥ 63 · Cu 28 – 34; Monel K500 Ni ≥ 63 · Cu 27 – 33 · Al 2,3 – 3,15 · Ti 0,35 – 0,85; Inconel 600 Ni ≥ 72 · Cr 14 – 17 · Fe 6 – 10; Inconel 601 Ni 58 – 63 · Cr 21 – 25 · Al 1,0 – 1,7 · Fe restante; Incoloy 800HT Fe ≥ 39,5 · Ni 30 – 35 · Cr 19 – 23 · Al+Ti 0,85 – 1,20.
Quais normas cobrem o Ligas de níquel?
Barra: ASTM B160 (200), B164 (400), B865 (K500), B166 (600/601), B446 (625), B637 (718), B408 (800HT), B425 (825), B574 (C4/C22/C276), B335 (B2). Forjado: ASTM B564 (200, 400, 600, 625, 800HT, 825, C22, C276, B2); 718: B637/AMS 5663/API 6A718; K500: B865. Chapa: ASTM B162, B127, B168, B443, B670, B409, B424, B575, B333. Tubo: ASTM B161, B165, B167, B444, B407, B423, B622, B163 (trocador).
Até que temperatura o Ligas de níquel pode ser usado?
Alta temperatura: 601 (oxidação até ~1.200 °C), 600 (~1.100 °C), 800HT (fluência de 600 a 1.000 °C), 718 (resistência mecânica até ~650 °C). Corrosão aquosa: 825, 625, C4, C22, C276, B2, 400 e 200. O Ni 200 fica limitado a ~315 °C e a B2 deve evitar 540 – 870 °C.
Quais materiais substituem o Ligas de níquel?
Para escolher a liga: identifique primeiro o meio (alcalino, água do mar, oxidante a quente, ácido redutor, ácido com cloretos), depois a temperatura e só então a resistência mecânica exigida. Em corrosão aquosa, inox superaustenítico (904L, 6Mo) e duplex/superduplex são alternativas de menor custo quando o PREN exigido for ≤ 45.