Nickel 200 und Nickel 201 sind handelsübliche reine Nickelknetlegierungen, die in der chemischen Verarbeitung, der Elektronik, der Luft- und Raumfahrt und bei Hochtemperaturanwendungen weit verbreitet sind. Während diese beiden Sorten in ihrer Zusammensetzung und Korrosionsbeständigkeit sehr ähnlich sind, unterscheiden sie sich hauptsächlich im Kohlenstoffgehalt, der ihre Leistung bei erhöhten Temperaturen erheblich beeinflusst. Das Verständnis der Unterschiede zwischen Nickel 200 und Nickel 201 hilft Ingenieuren und Einkäufern bei der Auswahl des richtigen Werkstoffs für ihre Betriebsbedingungen.
Was ist Nickel 200?
Nickel 200 ist eine handelsübliche reine Nickellegierung mit einem Mindestgehalt von 99,0% Nickel. Es bietet eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in reduzierenden Umgebungen, und verfügt über gute mechanische Eigenschaften in einem breiten Temperaturbereich. Nickel 200 wird aufgrund seiner Reinheit und Stabilität häufig in der chemischen Verarbeitung, der Lebensmittelverarbeitung und der Elektronik eingesetzt.
Was ist Nickel 201?
Nickel 201 ist im Wesentlichen eine kohlenstoffarme Version von Nickel 200. Es enthält denselben hohen Nickelgehalt, jedoch mit einem wesentlich geringeren Kohlenstoffgehalt, der die Ausscheidung von Graphit bei erhöhten Temperaturen verhindert. Dadurch eignet sich Nickel 201 besser für Hochtemperaturanwendungen, bei denen eine Langzeitbelastung von über 315°C (600°F) erforderlich ist.
Vergleich der chemischen Zusammensetzung
| Element | Nickel 200 | Legierung 201 |
|---|---|---|
| Nickel (Ni) | 99,0 min | 99,0 min |
| Kohlenstoff (C) | ≤ 0.15 | ≤ 0.02 |
| Eisen (Fe) | ≤ 0.40 | ≤ 0.40 |
| Mangan (Mn) | ≤ 0.35 | ≤ 0.35 |
| Silicium (Si) | ≤ 0.35 | ≤ 0.35 |
| Kupfer (Cu) | ≤ 0.25 | ≤ 0.25 |
Vergleich der mechanischen Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften von Nickel 200 und Nickel 201 sind bei Raumtemperatur sehr ähnlich, aber bei höheren Temperaturen werden die Unterschiede deutlich.
| Eigentum | Nickel 200 | Legierung 201 |
|---|---|---|
| Zugfestigkeit | ≈ 70-85 ksi (480-585 MPa) | ≈ 70-85 ksi (480-585 MPa) |
| Streckgrenze | ≈ 20-35 ksi (140-240 MPa) | ≈ 20-35 ksi (140-240 MPa) |
| Dehnung | ≈ 30-45% | ≈ 30-45% |
| Maximal empfohlene Betriebstemperatur | Bis zu 315°C (600°F) | Bis zu 600°C (1110°F) |
Leistung bei hohen Temperaturen
Der Hauptunterschied zwischen Nickel 200 und Nickel 201 liegt im Hochtemperaturverhalten. Nickel 200 enthält einen höheren Kohlenstoffgehalt, der zu Graphitausscheidungen führen kann, wenn es über einen längeren Zeitraum Temperaturen über 315 °C ausgesetzt wird. Dies kann die Duktilität und mechanische Festigkeit verringern. Nickel 201 mit seinem extrem niedrigen Kohlenstoffgehalt schließt dieses Risiko aus und wird daher für Hochtemperaturanwendungen bevorzugt.
Korrosionsbeständigkeit
Sowohl Nickel 200 als auch Nickel 201 bieten eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit in einer Vielzahl von Umgebungen:
- Beständig gegen ätzende Laugen, organische Säuren und trockene Gase
- Hervorragende Leistung in reduzierenden Umgebungen
- Gute Beständigkeit gegen Meerwasser unter kontrollierten Bedingungen
Da ihre chemische Zusammensetzung mit Ausnahme des Kohlenstoffs nahezu identisch ist, ist auch ihre Korrosionsbeständigkeit im Wesentlichen dieselbe.
Fabrikation und Schweißbarkeit
Nickel 200 und Nickel 201 lassen sich mit den üblichen Umform-, Bearbeitungs- und Schweißverfahren leicht herstellen. Beide Legierungen können kaltverformt, warmverformt und mit herkömmlichen Schweißverfahren für Nickellegierungen geschweißt werden. Nickel 201 wird aufgrund seiner verbesserten strukturellen Stabilität häufig für geschweißte Komponenten in Hochtemperaturumgebungen bevorzugt.
Anwendungen im Vergleich
Typische Anwendungen hängen von der Betriebstemperatur ab:
Nickel 200: Chemische Verarbeitungsanlagen, Anlagen zur Handhabung von Lebensmitteln, Elektronikkomponenten, Batteriekomponenten, Wärmetauscher, die bei mäßigen Temperaturen arbeiten.
Nickel 201: Chemische Hochtemperatur-Verarbeitungsanlagen, Ofenkomponenten, Wärmebehandlungskörbe, Komponenten für die Luft- und Raumfahrt, die Reinheit und thermische Stabilität erfordern.
Wie wählt man zwischen Nickel 200 und Nickel 201?
Nickel 200 eignet sich für Anwendungen, bei denen die Betriebstemperaturen unter 315 °C bleiben und bei denen Korrosionsbeständigkeit und Reinheit die Hauptanforderungen sind. Nickel 201 sollte gewählt werden, wenn höhere Betriebstemperaturen auftreten oder wenn die langfristige thermische Stabilität entscheidend ist.
Verwandte Fragen
Was ist der Hauptunterschied zwischen Nickel 200 und Nickel 201?
Der Hauptunterschied ist der Kohlenstoffgehalt. Nickel 201 hat einen viel geringeren Kohlenstoffgehalt und ist daher für Hochtemperaturanwendungen geeignet.
Kann Nickel 200 bei hohen Temperaturen verwendet werden?
Nickel 200 wird wegen der Gefahr von Graphitausscheidungen nicht für einen Dauerbetrieb über 315°C empfohlen.
Ist Nickel 201 teurer als Nickel 200?
Nickel 201 ist aufgrund der strengeren Kohlenstoffkontrolle in der Regel etwas teurer, aber der Preisunterschied ist im Vergleich zu den Leistungsvorteilen normalerweise minimal.
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