Ligas de níquel são ligas nas quais o níquel é o metal base, juntamente com outros elementos. Um exemplo de uma das primeiras ligas de níquel é Monel, uma liga com cobre que foi criada algum tempo depois de 1905. O níquel possui propriedades mecânicas, físicas e químicas notáveis. Os elementos de liga apropriados podem melhorar a oxidação, a corrosão e a resistência a altas-temperaturas. Eles também melhoram outras propriedades físicas. Tubos eletrônicos, ligas de precisão (ligas magnéticas, de resistência de precisão e de aquecimento elétrico), ligas de níquel para altas-temperaturas, ligas resistentes à corrosão-de níquel e ligas com memória de forma são alguns dos produtos que utilizam ligas de níquel em sua construção. O uso de ligas de níquel é extenso no desenvolvimento das indústrias de energia, química, eletrônica, navegação e aviação e aeroespacial.
Monel é uma liga resistente à corrosão de níquel-cobre-baseada em níquel (Ni) com cobre (Cu) e pequenas quantidades de outros elementos (como ferro, manganês e carbono). Possui excelente resistência à corrosão, propriedades mecânicas e processabilidade, tornando-o um material clássico de alto-desempenho projetado para ambientes industriais agressivos.
Principais recursos de desempenho
1. Excelente resistência à corrosão: ácido fluorídrico, ácidos orgânicos, água salgada e algumas misturas de sais neutros de ácidos orgânicos. Entre um punhado de ligas resistentes à corrosão do HF, um dos ácidos mais corrosivos é. Resiste aos efeitos corrosivos da corrosão sob tensão em um ambiente de cloreto, água do mar ou solução de cloreto. Substancialmente melhor que a maioria dos aços inoxidáveis, principalmente 304 e 316. Pode ser usado desprotegido por longos períodos em temperaturas acima de 400 graus Celsius. A oxidação úmida, o óxido úmido e os gases de exaustão de resíduos industriais não oxidam à vontade.
2. Excelentes propriedades mecânicas: Monel 400, superando o níquel puro e a maioria das ligas de cobre, tem uma resistência à tração de 480-690 MPa e um limite de escoamento de 170-480 MPa (que depende das condições de processamento). Além disso, o Monel 400, mesmo em temperaturas criogênicas (como o nitrogênio líquido), não apresenta fratura frágil, o que é uma vantagem adicional. Monel 400 possui uma dureza Brinell recozida (HB) de 100-150, que pode ser aumentada em 200 após trabalho a frio.
3. Boa processabilidade e soldabilidade: Pode passar por processamento a quente e a frio, como laminação a frio, laminação a quente, forjamento e estampagem. Após o trabalho a frio, o recozimento pode restaurar a plasticidade. Ele pode ser soldado usando soldagem a arco e soldagem a arco de argônio, com resistência de soldagem próxima à do metal original (é necessário fio de soldagem Monel especializado, como ERNiCu-7).
Principais marcas
Monel 400 é a classe base mais utilizada e com desempenho equilibrado abrangendo os mais utilizados. ASTM B164 (placa), ASTM B165 (tubo).
Mokel 400 Aumentado com alumínio (Al) e titânio (Ti) Monel K500. O envelhecimento melhora as capacidades do Monel 400 e atinge uma resistência à corrosão comparável à do Monel 400. ASTM B865.
Monel R405, com menos de 0,02 por cento de teor de carbono (extremamente baixo), melhora o Monel R405. Monel R405 pode ser utilizado para a fabricação de peças de precisão. Monel R405.
Aplicações Típicas
Nas indústrias química e farmacêutica, ácido fluorídrico, reatores de ácido orgânico, tubulações de tratamento de cloro e válvulas.
Para a Engenharia Naval, o foco é colocado em Equipamentos de Dessalinização, Condensadores de Navios e Dutos de Baixo-ventre (este último atendendo à corrosão da água do mar).
Na Indústria Petrolífera existem Válvulas e Bombas (também no mesmo ramo) com Produção de Petróleo e Gás, bem como resistência à água salgada e meios ácidos.
Na Indústria Nuclear, existem Equipamentos Reatores Auxiliares (resistência à água alta, pura, e também a substâncias radioativas).
Dentro da área de Instrumentos de Precisão, existem Válvulas com Molas, Foles e Selos (atingindo alta resistência e alta tenacidade).
Diferenças de outros materiais{0}resistentes à corrosão
Em comparação com o aço inoxidável, a resistência da liga Monel à corrosão em ácido fluorídrico, água do mar e outros meios excede em muito a do aço inoxidável, mas seu custo é maior (aproximadamente 4-6 vezes o do aço inoxidável 316L).
Em comparação com as ligas Hastelloy (como C276), a liga Monel é mais resistente ao ácido fluorídrico e aos meios redutores, enquanto a liga Hastelloy é mais resistente à corrosão em ácidos altamente oxidantes e altamente concentrados (como ácido sulfúrico e ácido nítrico).