Aleaciones de Niquel

Hola Gente este es mi primer Post. Y queria conpartir con ustedes esta info. Ale. ------------------ INTRODUCCION Definición de Aleación. Por aleación se entiende la unión íntima y homogénea de dos o más elementos, siendo al menos uno de ellos un metal. Es muy raro encontrar aleaciones en la naturaleza, tradicionalmente se preparan mezclando las amalgamas Procesos de obtención. Procesos de fusión: Los componentes se calientan en un horno a una temperatura superior a las de fusión, se logra una mezcla homogénea y posteriormente se reduce la temperatura hasta que solidifican de nuevo. Electrólisis: Si el electrolito contiene en disolución cationes de los elementos que queremos alear, con el paso de una corriente eléctrica dichos iones se depositarán sobre el cátodo. Compresión: Mediante un proceso similar a la sinterización, se mezclan los materiales en forma de polvo o virutas, se aumenta la presión y se calienta la mezcla hasta temperaturas inferiores a la de fusión. Implantación de iones: el metal, colocado en una cámara de vacío, se disparan haces de iones de carbono, nitrógeno y otros elementos para producir una capa de aleación fina y resistente sobre la superficie del metal. Propiedades. Las aleaciones presentan brillo metálico y alta conductividad eléctrica y térmica, aunque usualmente menor que los metales puros. Las propiedades físicas y químicas son, en general, similares a la de los metales, sin embargo las propiedades mecánicas tales como dureza, ductilidad, tenacidad etc. pueden ser muy diferentes, de ahí el interés que despiertan estos materiales. Tipo de aleaciones. Aleaciones férreas Son aquéllas en las que el principal componente es el hierro. Gran interés como material para la construcción de diversos equipos y su producción es muy elevada, debido a: -Abundancia de hierro en la corteza terrestre. -Técnica de fabricación del acero económica. -Alta versatilidad. Aleaciones de Titanio El titanio proporciona excelente resistencia a la corrosión, alta relación resistencia-peso y propiedades favorables a temperaturas altas. Resistencia hasta de 200,000 psi. Proporcionan las excelentes propiedades mecánicas, mientras que una capa protectora adherente de TiO2 confiere una excelente resistencia a la corrosión y a la contaminación por debajo de 535ºC. A más de 535ºC, la capa de óxido se desintegra y átomos pequeños como los de carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno al difundirse hacia el sólido, fragilizan al titanio. En consecuencias, se debe tener especial cuidado durante la fundición, la soldadura o la forja, de evitar la contaminación por estos elementos. Aleaciones de cobre. El cobre tiene numerosas aleaciones, las más conocidas son el latón y el bronce. Las aleaciones de cobre son mas resistentes y duras que el cobre puro, y pueden mejorar sus propiedades mecánicas, tales que la resistencia a la corrosión de la mayoría de las aleaciones es superior a la del cobre comercial. En general estas aleaciones se mecanizan mucho más fácil. Latón: es la aleación de cobre y cinc. El latón es mas duro que el cobre, es dúctil y puede forjase en planchas finas. Su maleabilidad varía según la composición y la temperatura, y es distinta si se mezcla con otros metales, incluso en cantidades mínimas. Algunos tipos de latones son maleables únicamente en frió, otros son en caliente, y algunos no lo son en ninguna temperatura. Todos estos tipos de aleaciones se vuelven quebradizas cuando se calientan a una temperatura próxima al punto de fusión. Bronce: cualquiera de las distintas aleaciones compuestas sobre todo de cobre y estaño. Los componentes del bronce varían; así, cuando contiene al menos un 10% de estaño, la aleación es dura y tiene un punto de fusiona bajo. El bronce es más resistente y duro que cualquier otra aleación común, excepto el acero. Bronce fosforoso: el fósforo se añade al bronce que contiene desde 1,5% a 10% de estaño, durante la fusión y el colado para fines desoxidantes. El fósforo aumenta la fluidez del metal fundido, por lo tanto, aumenta la facilidad de colarlo en piezas finas y ayuda a obtener piezas coladas más sanas. Aumenta la dureza y resistencia al desgaste. Bronce al plomo: el plomo no se alea con el cobre, pero puede mezclarse con el por agitación o mezcla mecánica mientras se halla en el estado liquido y se cuela en moldes, dando como resultado que el plomo quede bien distribuido en toda la pieza en forma de partículas pequeñas. El plomo se añade al bronce con el fin de aumentarla facilidad de mecanizado, y actúa como un autolubricante en piezas que están sometidas a desgaste por deslizamiento. Las partículas de plomo reducen el coeficiente de rozamiento de la aleación. Bronce al manganeso: es latón de 60% de cobre, 40% de cinc y manganeso hasta 3.5%. Bronces al níquel: la adición de níquel al bronce y latón mejora sus propiedades mecánicas y se emplea para aumentar la dureza y resistencia al desgaste de los ronces. Bronce al silicio: contiene de 1 a 4% de silicio, el cual se añade para mejorar las características de endurecimiento por el trabajo en frió. Bronce al aluminio. Con estas aleaciones se consiguen materiales dúctiles y maleables (latones), buena conductividad eléctrica, resistencia a ciertas corrosiones, sonoridad (bronces de campana), color (monedas y objetos decorativos). Por estos motivos el cobre es tan utilizado. Desarrollo Níquel El níquel aparece en forma de metal en los meteoros. También se encuentra, en combinación con otros elementos, en minerales como la garnierita, milerita, niquelita, pentlandita y pirrotina, siendo estos dos últimos las principales menas del níquel. Ocupa el lugar 22 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. Las menas de níquel contienen generalmente impurezas, sobre todo de cobre. Las menas de sulfuros, como las de pentlandita y pirrotina niquelífera se suelen fundir en altos hornos y se envían en forma de matas de sulfuro de cobre y níquel a las refinerías, en donde se extrae el níquel mediante procesos diversos. En el proceso electrolítico, el níquel se deposita en forma de metal puro, una vez que el cobre ha sido extraído por deposición a un voltaje distinto y con un electrolito diferente. En el proceso de Mond, el cobre se extrae por disolución en ácido sulfúrico diluido, y el residuo de níquel se reduce a níquel metálico impuro. Al hacer pasar monóxido de carbono por el níquel impuro se forma carbonilo de níquel (Ni(CO)4), un gas volátil. Este gas calentado a 200 °C se descompone, depositándose el níquel metálico puro. Aplicaciones y producción El níquel se emplea como protector y como revestimiento ornamental de los metales; en especial de los que son susceptibles de corrosión como el hierro y el acero. La placa de níquel se deposita por electrólisis de una solución de níquel. Finamente dividido, el níquel absorbe 17 veces su propio volumen de hidrógeno y se utiliza como catalizador en un gran número de procesos, incluida la hidrogenación del petróleo. El níquel se usa principalmente en aleaciones, y aporta dureza y resistencia a la corrosión en el acero Propiedades: Las propiedades químicas seleccionadas del níquel comercial, su forma típica y la producción de las aleaciones de Níquel están descriptas en las siguientes tablas. Las aleaciones de base Níquel proporcionan excelentes propiedades mecánicas que van desde temperaturas de congelación hasta temperaturas que exceden los 1000ºC. El camino del desarrollo de la producción de las aleaciones de Níquel esta ejemplificado en la figura N-1. Las aleaciones de Níquel son fortalecidas por endurecimiento de soluciones sólidas, fortalecimiento de carburo y endurecimiento de precipitado. Composición química de las aleaciones de Níquel Aleación Ni Fe Cr Mo Mn Si C Al Ti Otros Níquel 200 99,50 0,10 0,25 0,05 0,06 0,05 Cu MONEL Aleación 400 65,50 1,30 1,00 0,25 0,15 31,5 Cu MONEL Aleación K-500 65,00 1,00 0,50 0,15 0,15 3,00 0,50 29,5 Cu NIMONIC Aleación 75 76,00 2,30 20,00 0,50 0,50 0,10 0,50 INCONEL Aleación 600 75,50 8,00 15,50 0,50 0,20 0,08 INCONEL Aleación 625 62,00 2,50 22,00 9,00 0,20 0,20 0,05 0,20 0,20 3,5 Nb INCOLOY Aleación 800 31.0 46.0 21.0 0.8 0.5 0.05 0.4 0.4 HASTELLOY Aleación B-2 65.5 2.0 1.0 28.0 1.0 0.1 0.02 2.5 Co HASTELLOY Aleación C-22 54.5 4.0 21.5 13.5 0.5 0.05 0.01 2.5Co, 3.0W , 0.3V HASTELLOY Aleación C-276 55.5 5.0 16.0 16.0 1.0 0.05 0.02 2.5Co, 4.0W HASTELLOY Aleación G-3 40.5 19.5 22.0 7.0 1.0 1.0 0.01 5.0Co, 0.5(Cb+Ta), 1.5W, 2.0Cu INCONEL Aleación 718 52.5 18.5 19.0 3.0 0.2 0.2 0.04 0.5 0.9 5.0Nb INCOLOY Aleación 909 38.0 42.0 0.4 0.01 0.1 1.5 13.0Co, 4.7Nb W-1900 64.5 8.0 6.0 0.1 6.0 1.0 10.0Co, 4.0Ta, 0.015B, 0.1Zr MAR-M247 59.5 8.5 0.5 0.15 5.5 1.0 10.0Co, 10.0W, 0.015B, 0.1Zr, 1.5Hf, 3Ta WASPALOY 58.0 19.5 4.5 0.08 1.3 3.0 13.5Co, 0.006B, 0.06Zr UDIMET 500 53.5 18.0 4.0 0.08 2.9 2.9 18.5Co, 0.006B, 0.05Zr UDIMET 700 53.0 15.0 5.0 0.08 4.5 3.5 18.5Co, 0.03B NIMONIC Aleación 80 A 76.0 19.5 0.2 0.2 0.05 1.5 2.5 0.003B, 0.06Zr NIMONIC Aleación 115 59.0 14.5 3.5 0.15 3.0 4.0 13.5Co, 0.16B, 0.04Zr INCONEL Aleación MA754 78.5 20.0 0.05 0.3 0.5 0.6Y2O3 Propiedades de las aleaciones de Níquel Aleación Rango de Fusión °C Fuerza de flexión MPa Fuerza de Ruptura MPa 20°C 538°C 760°C 982°C 649°C 812°C 982°C Niquel 200 1435-1446 103-931 139 MONEL Aleación 400 1299-1349 172-1173 179 MONEL Aleación K-500 1316-1349 241-1380 648 NIMONIC Aleación 75 1340-1380 273 210 172 70 255 39 10 INCONEL Aleación 600 1355-1415 283 220 180 41 160 55 19 INCONEL Aleación 625 1290-1350 490 415 415 140 440 125 32 INCOLOY Aleación 800 1355-1385 250 180 150 240 63 21 HASTELLOY Aleación B-2 1320-1350 412 HASTELLOY Aleación C-22 1357-1399 313-1391 234 214 HASTELLOY Aleación C-276 1323-1371 356 233 HASTELLOYS Aleación G-3 1260-1343 311 186 165 94 INCONEL Aleación 718 1260-1335 1125 1020 800 725 INCOLOY Aleación 909 1395-1430 975 850 440 510 B-1900 1275-1300 825 870 808 415 505 170 MAR-M247 1221-1357 958 875 841 380 572 193 WASPALOY 1330-1355 795 725 675 140 760 275 45 UDIMET 500 1300-1395 840 795 730 230 930 305 83 UDIMET 700 1205-1400 965 895 830 305 828 400 110 NIMONIC Aleación 80 A 1360-1390 620 530 505 62 595 195 14 NIMONIC Aleación 115 1260-1315 865 795 800 240 400 110 INCONEL Aleación MA754 1320-1390 662 504 262 166 131 NÍQUEL: El níquel como metal se encuentra en muchas formas de productos y es designado como Níquel 200 o Níquel 201. El Níquel 200 es el mas usado por ejemplo en aplicaciones de temperatura ambiente, en equipos de elaboración de comida, recipientes químicos, equipos de tratamientos corrosivos y tubería, componentes electromagnéticos, componentes aeroespaciales y de misiles. El Níquel 201 tiene un contenido mucho menor de trazas de carbono que el 200 y es por eso más apropiado para aplicaciones de elevadas temperaturas. El bajo contenido de carbono evita que la elevada temperatura, presión y la corrosión lo quiebre. El Níquel 205 tiene bajo contenido de carbono pero contiene una cierta cantidad de trazas de Magnesio; el Níquel 270 es una de las aleaciones mas puras, tiene una pureza del 99.98% en peso de Níquel. El DURANICKEL aleación 301 el cual contiene alrededor del 4.5% en peso de aluminio y 0.5% en peso de titanio, puede pasar con el tiempo a precipitar de la forma γ`-Ni3(Al, Ti). Este tipo de aleación combina gran soporte y dureza con excelente resistencia a la corrosión que es característico del Níquel 200. Diversos de estos Níquel también son usados como electrodos para soldaduras en la unión de aceros férricos o Austericos a aleaciones que contienen alto grado de Níquel y para soldar los aceros revestidos de Níquel. El Níquel tiene excelente propiedades resistentes a la corrosión. El Níquel y sus aleaciones son útiles en ambientes de reducción y bajo algunas condiciones de oxidación en la cual se forma una fina capa de un oxido inerte. En general, el Níquel es muy resistente a la corrosión en ambientes marinos e industriales, en destilados, aguas naturales, y en aguas marinas. El Níquel tiene excelente resistencia a la soda cáustica y otros alcaloides. En ácidos no oxidantes, el Níquel no desplaza fácilmente al hidrogeno. Por lo tanto el Níquel tiene una resistencia bastante buena al ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácidos orgánicos y otros ácidos.// El Níquel tiene excelente resistencia a soluciones neutras y de sales alcalinas. Las sales ácidas no oxidantes son moderadamente corrosivas, las sales ácidas oxidantes y las sales alcalinas oxidantes generalmente son corrosivas para el Níquel. El también es resistente a la corrosión del cloro, cloruro de hidrogeno, fluor y sales fundidas. El forjado y moldeado de ánodos de Níquel y alrededor sulfuro activo electro depositado son usados extensamente en la electro deposición de Níquel sobre muchos otros metales. También el Níquel puede enchaparse por un proceso no electrolítico. El Níquel enchapado provee resistencia a la corrosión de muchos artículos usados comúnmente, ejemplo, alfileres, clips, tijeras, llaves, etc. Así como materiales que se usan en procesos alimenticios, industrias del papel, industrias químicas, cada uno de los cuales son a menudo distinguidos por ambientes altamente corrosivos. El Níquel enchapado es usado conjuntamente con enchapados de Cromo para proporcionar terminaciones decorativas, y resistencia a la corrosión a numerosos artículos. La electro formación de Níquel, en la cual el Níquel es electro depositado sobre un molde que posteriormente es separado del deposito, es utilizado para formas complejas, ejemplo, impresión de platos, tuberías, toberas, pantallas, rejas, etc. Los electrodos porosos del níquel hechos del polvo de níquel son utilizados en baterías de almacenamiento y celdas de combustibles. Las baterías de Níquel-Cadmio tienen atractivas propiedades incluyendo vida duradera, índice alto de capacidad de descarga, capacidad en altas y bajas temperaturas. También el Níquel es un catalizador importante en la industria. El uso mas importante del Níquel como catalizador es en la industria de la comida en contacto con la hidrogenación o deshidrogenacion de compuestos orgánicos a productos comestibles grasos y aceites ALEACIONES DE NIQUEL El Níquel es aleado en aceros de baja aleación, aceros de aleación ferricas, y aceros inoxidables austeniticos a través de procesos usuales de aleación, ejemplo, chimenea abierta, conversión básica de oxigeno y los procesos de descarburizacion de argón-oxígeno (AOD- en ingles). El proceso AOD es usado para producir una cantidad substancial de los aceros inoxidables en el mundo. Este es un proceso altamente productivo ya que con baja producción rinde productos mas limpios y los costos de los materiales son comparados a la vieja practica convencional del horno de arco eléctrico (EAF-en ingles). El proceso de volver a fundir las soldaduras por retroceso (ESR- en ingles) también es utilizado para refinar aún más estas aleaciones de aceros y níquel. Las aleaciones de Níquel que tiene excesos de aleado con otros elementos incluyendo las de base Níquel y las súper aleaciones de base Hierro, también son producidas fundiendo por inducción al vació (VIM). En los procesos VIM, la fusión, el aleado, el tratamiento de fundición y la colada de lingotes se realiza bajo vacío. Los hornos industriales del VIM pueden procesar generalmente hasta 20-t batches. Para el refinamiento adicional de la aleación, el VIM usa el molde fundido como electrodo. Los bastidores de inversión de las aleaciones químicamente complejas de la base del níquel, especialmente ésos que contienen los elementos reactivos aluminio y titanio, también se realizan bajo vacío. Mas recientemente, las técnicas direccionales de solidificación, en el cual el calor es extraído direccionalmente a través de un controlado índice de solidificación y rango de temperatura, se utilizan para producir las superaleaciones monocristalinas de la base del níquel o las estructuras policristalinas. Las tecnologías de fusión que implican el haz electrónico y la fusión del plasma también se están utilizando para derretir las aleaciones de níquel. NIQUEL – COBRE: En el estado sólido, el Níquel y el Cobre forman una solución sólida continua. Las aleaciones ricas en Níquel y las de Níquel-Cobre son caracterizadas por un buen compromiso de la fuerza, ductibilidad y resistencia a la corrosión en especial en ambientes corrosivos, particularmente en agua, agua de mar, ácidos no oxidantes, sales neutras y alcalinas. Estas aleaciones son soldables y están caracterizadas por sus aplicaciones mecánicas a elevadas y altas temperaturas. El contenido de cobre en estas aleaciones también asegura la conductividad térmica mejorada para el intercambio de calor. El MONEL aleación 400 es una típica aleación rica en Níquel, es una aleación de Níquel Cobre en la cual el contenido de Níquel es del 66% en peso. El MONEL aleación k-500 es esencialmente aleación 400 con un pequeño agregado de Aluminio y Titanio. El envejecimiento de la aleación k-500 genera un muy fino precipitado γ` e incrementa la fuerza. Los usos típicos de las aleaciones de Níquel-Cobre son en la industria de la plomería, válvulas industriales, equipo de marina, equipos petroquímicos, etc. las aleaciones envejecidas con el tiempo se utilizan en los ejes e impulsores de bombas, válvulas, partes del taladro y sujetadores. Las aleaciones de Níquel-Cobre también son usadas como revestimientos de electrodos o relleno de aleaciones para propósitos de soldado. El sistema monetario es claramente una aleación de 75% en peso de Cu y 25% en peso de Ni. El Cobre y el Níquel pueden alearse con Zinc o Níquel plateado. El Níquel plateado es dúctil, trabajado fácilmente, tiene buena resistencia a la corrosión, puede ser trabajado para que tenga una gama de propiedades mecánicas y tener un atractivo color blanco. Estas aleaciones son usadas con propósitos decorativos, como el plateado sin recubrimiento de platos, vajillas, cubiertos; en la industria eléctrica como contactos, conexiones y fuentes; y muchas piezas formadas y trabajadas a maquina. NIQUEL-CROMO. El Níquel y el Cromo forman una solución sólida que contiene poco Cromo, por debajo del 30% en peso. El Cromo es agregado al Níquel para realzar su fuerza, resistencia a la corrosión, oxidación, resistencia a la corrosión caliente y resistividad eléctrica. La combinación de estas propiedades resulta en las aleaciones tipo Nicrom usadas como elementos de calefacción eléctricos. A si mismo estas aleaciones también proporcionan la base de otras aleaciones y bastidores que pueden soportar la corrosión caliente en azufre y en ambientes oxidativos, incluyendo aquellos que contienen pentoxido de vanadio que son subproductos de la combustión del petróleo en plantas de combustible fósil, motores de los aviones. Las aleaciones de Níquel-Cromo contienen un agregado de aproximadamente 4% en peso de Aluminio y un poco menos del 1% en peso de Itrio. Sin este agregado las aleaciones de tipo Nicrom no proporcionarían una resistencia a la corrosión caliente o a la oxidación caliente a través de la formación de una superficie de oxido. El aluminio proporciona la formación superficial de Al2O3 y el itrio u otras adiciones mejora la adherencia de la protección del óxido a los substratos del níquel-cromo-aluminio. NIQUEL-HIERRO Una gran cantidad de Níquel es usado en aleación, aceros inoxidables y moldes de hierros. El Níquel es agregado a las aleaciones de aceros férricos para incrementar la dureza, para modificar las características de la ferrita y mejorar así la fuerza, la dureza, y la ductilidad del acero. En aceros inoxidables austeníticos, el contenido de Níquel esta entre el 7-35% en peso. El rol primario es estabilizar la estructura dúctil de la Austerita y proporcionar en conjunto con el Cromo, buena resistencia a la corrosión. El níquel es agregado a los arrabios para mejorar su fuerza y dureza. Muchas aleaciones de Níquel-Hierro tienen características de uso magnético, y se usan en un rango muy amplio de aparatos electrónicos y en el campo de las telecomunicaciones. Algunas aleaciones de Níquel-Hierro tienen propiedades magnéticamente flexibles y tiene atractivas propiedades de alta permeabilidad inicial, alta magnetización máxima, baja magnetización residual y baja fuerza coactiva. Estas características son sensibles a la aleación y a la precipitación. La importancia de las aleaciones magnéticas dúctiles están basadas en la composición en peso de 78% de Níquel - 22% de Hierro, 65% de Níquel – 35% de Hierro, y 50% de Níquel – 50% de Hierro, los cuales incluyen un pequeño porcentaje en peso de Molibdeno, Cobre o Cromo. La mayoría de los magnetos permanentes son hechos de aleaciones magnéticas duras de Níquel e Hierro que son caracterizadas por elevados valores de la magnetización residual y de la fuerza coactiva. Algunas aleaciones de Níquel-Hierro tienen coeficientes de baja expansión térmica dentro de cierto rango de temperatura. Este comportamiento resulta del balance entre la expansión térmica normal y la contracción causada por la magnetostricción (La magnetostricción es una característica de los materiales ferromagnéticos que los hace cambiar su forma cuando están sujetos a un campo magnético). Estas aleaciones, ejemplo, aleaciones de Níquel-Hierro que contienen 36% en peso, 42% en peso o 50% en peso de Níquel, y una aleación de 29% de Níquel-17 % de Cobalto-54% de Hierro, son usadas para empalmar vidrio a metal, equipos meteorológicos, termostatos y termómetros, diseño de estructuras criogénicas y muchas otras aplicaciones eléctricas y de ingeniería. Las demandas para mejorar la eficiencia en las turbinas de gas de los aviones llevaron al uso de una familia de endurecimiento apto, controlando la expansión de las superaleaciones de los sellos y revestimientos de motores. Otras propiedades irregulares de algunas aleaciones de Níquel-Hierro, las cuales son llamadas aleaciones de modulo constantes, es un coeficiente termoelastico positivo que ocurre en aleaciones que contienen entre 27-43% en peso de Níquel. El modulo elástico en estas aleaciones aumenta con la temperatura. Usualmente, y con el agregado de Cromo, Molibdeno, Titanio o Aluminio, las aleaciones de modulo constante son usadas en balanzas de precisión, aparatos de medición y mecanismos oscilantes NIQUEL-MOLIBDENO: Molibdeno en solución sólida con Níquel fortalece este último metal y esto mejora la resistencia a la corrosión, ejemplo, en las aleaciones HOSTELLOY. En la aleación HASTELLOY aleación B-2 se observa la notable resistencia a la corrosión del ácido clorhídrico en todas sus concentraciones hasta su punto de ebullición; por otros ácidos no oxidantes, como sulfúrico, fosforito y por el gas caliente del cloruro de hidrogeno. Otras aleaciones de Níquel-Molibdeno contienen Cromo, la cual mejora la resistencia a la corrosión y especialmente la oxidación. La aleación HASTELLOY aleación C-22 de Níquel-Cromo-Molibdeno, que también contiene Cobalto y Tungsteno, es resistente a una alta gama de ambientes de procesos químicos, incluyendo ácidos altamente oxidantes, medios orgánicos e inorgánicos, cloro y salmuera. La aleación HASTELLOY aleación C-276 también tiene excelente resistencia a la corrosión en ambientes oxidantes, ácidos oxidantes, soluciones de cloruros, y otros ácidos y sales. Otro conjunto de aleaciones las cuales tienen un alto contenido de Cromo, un moderado contenido de Molibdeno y algo de Cobre, son las aleaciones ILLIUM. Estas formas de aleaciones son resistentes al desgaste y la erosión de los ácidos y álcalis, y altamente resistente bajo condiciones de reducción y oxidación. NIQUEL-HIERRO-CROMO Un largo número de materiales industrialmente importantes se derivan de las aleaciones de Níquel-Hierro-Cromo. Estas aleaciones están dentro del campo austenitico, en la amplia gama de fases del diagrama ternario de fases Níquel-Hierro-Cromo se observa la buena resistencia a la corrosión y oxidación y buena resistencia a altas temperaturas. . Los ejemplos son las aleaciones de INCONEL, la cual es a base de la composición de INCONEL aleación 600. La aleación 600 es una aleación de la solución sólida con buena fuerza y dureza desde temperaturas de congelación a elevadas temperaturas y buena resistencia a la corrosión y oxidación en muchos medios. Además, la aleación se fabrica y se ensambla fácilmente. Muchas modificaciones de la aleación 600 tienden a producir otras aleaciones con diferentes características. Por ejemplo, INCONEL aleación 601 que contiene Aluminio para mejorar la resistencia a la oxidación en altas temperaturas, INCONEL aleación 625 contiene Molibdeno y Nobidio en solución sólida para mejorar la fuerza, e INCONEL aleación 690 con un agregado mayor de Cromo será desarrollado para usar en la industria nuclear y es particularmente notable por su resistencia a la corrosión por agua bastante pura. Otras aleaciones tienen su desarrollo para uso en ambientes particularmente corrosivos a elevadas temperaturas. Varias de estas aleaciones son de vida durable las cuales contienen un agregado de Aluminio y Titanio. Por ejemplo, INCONEL aleación 718 y X-750 tienen una fuerza mas alta, mejor arrastramiento y mejor tensión de ruptura que la aleación 600 y mantiene la misma bueno resistencia a la corrosión y oxidación. La aleación 718 exhibe propiedades excelentes de tensión de ruptura por encima de los 705ºC así como buena resistencia a la oxidación por encima de los 980ºC y es ampliamente usado en turbinas de gas y otras aplicaciones aeroespacial, para bombas y partes de reactores nucleares. Las aleaciones INCOLOY ilustran otra clase de aleaciones de Níquel-Hierro-Cromo. Las aleaciones INCOLOY aleación 800 son resistentes a la corrosión en caliente, oxidación, carburizacion y tienen buena resistencia a elevadas temperaturas. Las modificaciones de la aleación 800 imparten diversas características de la resistencia a la fuerza o a la corrosión. Por ejemplo, la aleación INCOLOY aleación 801 contiene mas Titanio, que, con tratamientos térmicos apropiados, la aleación puede endurecerse con el tiempo y proporcionar una resistencia creciente a la corrosión ínter granular; la aleación INCOLOY aleación 802 contiene mas carbono el cual provee mayor fuerza a altas temperaturas con la consolidación del carburo. La aleación INCOLOY aleación 825 y la aleación HASTELLOY aleación G-3 contienen Molibdeno, Cobre y otros agregados, y son excepcionalmente resistentes al ataque en ambientes agresivamente corrosivos. Las aleaciones resistentes a la corrosión y a las temperaturas pueden ser, por ejemplo, las aleaciones 600 y 800, que son extensamente usadas en equipos que tratan el calor generado por equipos de vapor, nuclear y de combustión, el revestimiento del elemento calentador, tubos termoeléctricos y en equipos de productos químicos y de productos alimenticios. Las aleaciones 625 y 825 son usadas en tratamientos químicos, control de la contaminación, equipos marinos, turbinas de aviones e inversores de empuje, y manejo de residuos de sistemas de radiación. Las aleaciones INCONEL e INCOLOY endurecidas por el tiempo son usadas en turbinas de gas, resortes y pernos a altas temperaturas, los reactores nucleares, los motores de cohetes, naves espaciales, y las herramientas de formación en caliente. Por ende estas aleaciones de Níquel-Hierro-Cromo son usadas como electrodos para soldaduras y relleno de metales. SUPERALEACIONES DE BASE NIQUEL Las superaleaciones, que son críticas a los motores de turbina de gas debido a su fuerza de alta temperatura y arrastramiento superior y resistencia de la tensión de ruptura son básicamente Níquel-Cromo aleado con otros elementos. El aleado de los elementos ligantes incluyen el tungsteno, el molibdeno o el niobio de los metales del material refractario para la solución sólida adicional que consolida, especialmente en temperaturas más altas y aluminio en las cantidades apropiadas para la precipitación del γ` para la consolidación coherente de la partícula. El Titanio es agregado para proporcionar mas fuerza al γ`, y el Niobio reacciona con el Niquel en el estado solido para precipitar la γ``; γ`` es el precipitado principal de la consolidación de la aleación 718. El Cobalto, generalmente presente en muchas superaleaciones en una cantidad mayor al 10% en peso, realza la fuerza, oxidación y la resitencia a la corrosión en caliente, la cual también proviene del Cromo en la aleación. Un pequeñas exceso de carbón esta generalmente presente en las superaleaciones por la precipitación intencional de carburo en los límites del grano, la cual como partículas discretas y equiaxiales, pueden proporcionar barreras para el desplazamiento y el movimiento del límite de grano, así suprimiendo arrastramiento en la temperatura alta. Una pequeña cantidad o trazas de un elemento, ejemplo Zirconio, Boro, y Hafnio, pueden estar presentes y realzar la fuerza del límite de grano y mejoran la ductilidad. La fuerza y las características a elevadas de la temperatura de las superaleaciones dependen de la fracción de volumen de los precipitados de γ`, que pueden aumentar a aproximadamente en un 60 % en peso, dependiendo de la cantidad de Aluminio y Titanio que tenga. Además del control de la precipitación en los limites del grano, la mejora de la resistencia puede resultar de la eliminación del limite de grano o la alineación a los limites de gano perpendicular a la dirección aplicada de la tensión. Debido a la alta complejidad química de las superaleaciones de base Niquel, se deben controlar de las fases nocivas del TCP y de los carburos extraños después de la exposición a largo plazo a altas temperaturas. ALEACIONES FORTALECIDAS CON LA DISPERSIÓN DE OXIDO. Con la aleación mecánica y otras técnicas metalúrgicas, la oxidación en caliente y las matrices de Niquel-Cromo resistentes a la corrosión, son fortalecidas por una dispersión muy fina de las partículas de oxido, para producir aleaciones tales como INCONEL aleación MA754. Esta dispersión de oxido reemplaza al γ`como el agente de consolidación principal y proporciona ventajas de fuerza cerca de la temperatura de fusión. La primera precipitación de la gamma comienza generalmente a disminuir sobre 800ºC. La fortalizacion con la dispersión de oxido de las aleaciones de base Niquel, base Hierro y base Cobalto se utilizan principalmente en barras y en hojas de las paletas de las turbinas a gas, en cámaras de combustión y en accesorios de extractores de elevadas temperaturas. COMPUESTOS METALICOS DEL ALUMINIURO DE NIQUEL. Las formas de los Aluminuros trabajados del níquel se están desarrollando para usos a alta temperatura. Usando un agregado de 0.1% en peso de Zirconio a β-NiAl, y de aleaciones que contienen un porcentaje menor al 40% en peso de Aluminio, se forma un oxido adherente protector que mejora el funcionamiento del ciclo de la oxidación. El agregado de Boro, Cromo y Titanio diborico (TiB2), supuestamente realza la ductibilidad y la fuerza de los Aluminuros de Niquel. Se han producido barras, cables y tiras continuas fundidas que tienen excelentes resistencia a la fuerza y a la oxidación. COMPUESTOS DE LA MATRIZ DEL NIQUEL El Niquel y la composición Niquel-Titanio son usadas como bandejas de polvo para las herramientas de corte del carburo. Los ingenieros de motores de turbina de gas han comenzado el desarrollo de las estructuras de panal llenadas de cerámica usando las aleaciones consolidadas por dispersión del óxido del níquel-base. Los estudios están en curso para desarrollar superaleaciones de base Niquel agregando Tungsteno, Molibdeno, Carburo de Silicio y fibras de Zafiro.