Comparação das propriedades do aço inoxidável Níquel 600 e AISI 316
O níquel 600 é uma liga de níquel com excelente-resistência a altas temperaturas e resistência à corrosão, destacando-se particularmente na resistência à oxidação e à corrosão sob tensão por cloreto; enquanto o AISI 316 é um aço inoxidável que oferece melhor relação custo-benefício e boa resistência geral à corrosão, tornando-o particularmente adequado para ambientes marinhos ou ácidos de baixa-temperatura. A principal compensação-entre os dois está no desempenho e no custo sob condições extremas.
Quais são os usos do Inconel 600?
A liga Inconel 600 é usada na indústria eletrônica para fabricar componentes como suportes de tubos de raios catódicos, grades de tiristores, suportes de tubos e molas. Esta liga também é um material estrutural padrão para reatores nucleares.
O que é Inconel 600?
Inconel 600 é uma liga exclusiva de níquel-cromo-ferro conhecida por sua excelente resistência à oxidação em altas temperaturas e resistência superior e resistência à corrosão em ambientes ácidos e alcalinos. Ele pode suportar temperaturas de até 2.000 graus F (1.093 graus), tornando-o ideal para aplicações como fornos, sistemas de exaustão e turbinas.
O que é aço inoxidável 316?
Por outro lado, o aço inoxidável 316 é uma liga composta principalmente de cromo, níquel e molibdênio. Devido à sua camada extremamente fina de óxido de cromo na superfície, apresenta resistência à corrosão superior em comparação com outros aços. Além disso, a sua resistência é reforçada pela adição de molibdénio. No entanto, a sua temperatura máxima de funcionamento é relativamente baixa, atingindo apenas 1500 graus F (816 graus).
Comparação de resistência a altas temperaturas: aço inoxidável AISI 316 vs níquel 600
| Propriedade | Aço inoxidável AISI 316 (UNS S31600) | Níquel 600 (UNS N06600) |
|---|---|---|
| Temperatura Máxima de Serviço Contínuo (Atmosfera Oxidante) | ≈ 870 graus (1600 graus F) | ≈ 1095 graus (2000 graus F) |
| Retenção de resistência a altas temperaturas (a 600 graus) | ≈ 40% da resistência à temperatura ambiente | ≈ 65% da resistência à temperatura ambiente |
| Resistência à fluência (a 700 graus) | Pobre; não recomendado para aplicações de suporte de carga-de longo prazo- | Bom; adequado para aplicações de carga sustentada |
| Resistência à oxidação (no ar) | Forma uma camada protetora de Cr₂O₃ de até ~870 graus; escala severa acima de 900 graus | Forma uma camada estável de Cr₂O₃/NiO até ~1095 graus; excelente resistência à incrustação |
| Resistência à carburação | Moderado; pode ser atacado em atmosferas de cementação acima de 650 graus | Bom; resistente à carburação até ~980 graus |
| Resistência à Sulfetação | Pobre em atmosferas contendo-enxofre acima de 500 graus | Bom; adequado para ambientes com enxofre moderado até ~870 graus |
| Resistência à fadiga térmica | Moderado; propenso a rachaduras sob ciclos térmicos severos | Excelente; boa resistência ao choque térmico e aquecimento/resfriamento cíclico |
| Ataque de cloreto em alta temperatura | Suscetível à corrosão sob tensão acima de 60 graus em ambientes de cloreto | Altamente resistente à corrosão sob tensão por cloretos, mesmo em altas temperaturas |
| Estabilidade Estrutural em Alta Temperatura | Pode sensibilizar (precipitação de carboneto de cromo) na faixa de 450–850 graus | Estável; versão de baixo carbono minimiza a sensibilização |
| Temperatura máxima recomendada para aplicações de rolamentos-de carga | ≈ 540 graus (1000 graus F) | ≈ 980 graus (1800 graus F) |
| Risco de fragilização em alta temperatura | Possível acima de 600 graus devido à formação da fase sigma (resfriamento lento) | Baixo risco; estrutura austenítica estável |
| Coeficiente de Expansão Térmica (20–100 graus) | 16,0 μm/m· grau | 13,3 μm/m·grau |
| Condutividade térmica (100 graus) | 16.3 W/m·K | 14.8 W/m·K |
| Temperatura de Amolecimento (Faixa de Recozimento) | 1010–1120 graus (1850–2050 graus F) | 1095–1205 graus (2000–2200 graus F) |
| Uso Contínuo na Redução de Atmosferas | Limitado acima de 400 graus | Bom desempenho até ~870 graus |
| Temperatura Máxima de Serviço Intermitente | Até 925 graus (1700 graus F) por curtos períodos | Até 1150 graus (2100 graus F) por curtos períodos |
Comparação de resistência à corrosão: aço inoxidável AISI 316 vs níquel 600
| Tipo de corrosão/ambiente | Aço inoxidável AISI 316 (UNS S31600) | Níquel 600 (UNS N06600) |
|---|---|---|
| Corrosão Atmosférica Geral | Excelente | Excelente |
| Água Doce / Aquosa Neutra | Excelente | Excelente |
| Água do mar/ambientes marinhos | Bom (mas pode formar buracos/fendas em água estagnada ou quente) | Excelente (altamente resistente à corrosão por pites e frestas) |
| Craqueamento por corrosão sob tensão de cloreto (SCC) | Suscetível acima de 60 graus (140 graus F) | Altamente resistente (uma das melhores ligas de níquel para SCC cloreto) |
| Número equivalente de resistência à corrosão (PREN) | ~25–27 | ~18–20 |
| Ácidos Oxidantes | Excelente em ácido nítrico (< 20% concentration) | Excelente em todas as concentrações de ácido nítrico |
| Reduzindo Ácidos | Pobre em ácidos clorídrico, sulfúrico e fosfórico | Bom em ácidos clorídrico, sulfúrico e fosfórico diluídos |
| Ácidos Orgânicos | Excelente (acético, cítrico, fórmico, etc.) | Excelente |
| Soluções Alcalinas | Bom (exceto em cáusticos concentrados a quente com risco de SCC) | Excelente (incluindo cáusticos concentrados a quente sem SCC) |
| Oxidação em-alta temperatura | Bom até 870 graus (1600 graus F) | Excelente até 1095 graus (2000 graus F) |
| Atmosferas de Carburização | Resistência moderada | Boa resistência |
| Atmosferas Sulfetantes | Fraco acima de 500 graus (930 graus F) | Bom até 870 graus (1600 graus F) |
| Ambientes de Amônia/Amina | Bom (mas risco de corrosão sob tensão em amônia concentrada a quente) | Excelente (resistente à corrosão sob tensão por amônia) |
| Cloro / Hipoclorito | Moderado (diluído, temperatura ambiente) | Excelente (incluindo cloro seco em alta temperatura) |
| Serviço ácido de sulfeto de hidrogênio (H₂S) | Limitado (propenso a fissuras por tensão por sulfeto em condições severas) | Bom (usado em serviço moderado azedo) |
| Corrosão Intergranular | Pode sensibilizar na faixa de 450–850 graus (estruturas soldadas) | Graus de baixo carbono disponíveis para evitar sensibilização |
| Corrosão Galvânica | Anódico para ligas de níquel; pode corroer quando acoplado | Catódico; pode acelerar a corrosão do aço inoxidável quando em contato |
| Erosão-Corrosão | Bom em fluxos moderados | Excelente em alta-velocidade e fluxos abrasivos |
| Meios Químicos Específicos | ||
| • Ácido Nítrico (65%, fervura) | Bom (mas pode corroer em concentrações mais altas) | Excelente |
| • Ácido clorídrico (10%, 25 graus) | Fraco (corrosão rápida) | Moderado (utilizável em soluções diluídas aeradas) |
| • Ácido Sulfúrico (10%, 25 graus) | Pobre | Bom (em condições arejadas) |
| • Ácido Fosfórico (85%, 25 graus) | Bom | Excelente |
| • Ácido acético (glacial, fervente) | Excelente | Excelente |
| • Hidróxido de sódio (50%, fervura) | Regular (risco de SCC) | Excelente |
Comparação de propriedades mecânicas: aço inoxidável AISI 316 vs níquel 600
| Propriedade | Aço inoxidável AISI 316 (UNS S31600) | Níquel 600 (UNS N06600) |
|---|---|---|
| Resistência à tração (temperatura ambiente) | 515 – 620 MPa | 550 – 690 MPa |
| Resistência ao rendimento (compensação de 0,2%, temperatura ambiente) | 205 – 310 MPa | 240 – 350 MPa |
| Alongamento | Maior ou igual a 40% | Maior ou igual a 30% |
| Redução de Área | Maior ou igual a 50% | Maior ou igual a 45% |
| Dureza (Recozido) | 150 – 200 HB | 65 – 90 HRB |
| Módulo de Elasticidade | 193 GPa | 207 GPa |
| Resistência à fadiga (feixe giratório) | 240 – 280 MPa | 270 – 310 MPa |
| Resistência ao cisalhamento | ≈400MPa | ≈520MPa |
| Resistência ao impacto (Entalhe Charpy V-, temperatura ambiente) | > 100 J | > 100 J |
| Resistência à tração-em alta temperatura (600 graus) | ≈ 200MPa | ≈350 MPa |
| Resistência ao escoamento em alta-temperatura (600 graus) | ≈ 120MPa | ≈ 180MPa |
| Força de ruptura por fluência (700 graus, 1000h) | ≈ 25 MPa | ≈60MPa |
| Temperatura máxima de serviço contínuo | ≈ 870 graus | ≈ 1095 graus |
| Temperatura Mínima de Serviço | ≈ -250 graus | ≈ -250 graus |
| Coeficiente de Expansão Térmica (20–100 graus) | 16,0 μm/m· grau | 13,3 μm/m·grau |
| Condutividade térmica (100 graus) | 16.3 W/m·K | 14.8 W/m·K |
| Capacidade de calor específica (20 graus) | 500 J/kg·K | 460 J/kg·K |
| Densidade | 8,00g/cm³ | 8,47g/cm³ |
| Razão de Poisson | 0.29 | 0.29 |
| Taxa de endurecimento de trabalho | Moderado | Alto (endurecimento rápido) |
| Usinabilidade (comparada ao aço de corte-livre) | 60% | 40% |
Comparação de aplicações: aço inoxidável AISI 316 vs níquel 600
| Campo de Aplicação | Aço inoxidável AISI 316 (UNS S31600) | Níquel 600 (UNS N06600) |
|---|---|---|
| Processamento Químico | Tanques, tubulações, válvulas para ácidos suaves e cloretos | Reatores, trocadores de calor, colunas para ácidos agressivos, álcalis e cloretos |
| Farmacêutica e Biotecnologia | Fermentadores, sistemas de purificação, equipamentos para salas limpas | Autoclaves de esterilização-de alta temperatura, recipientes de reação |
| Alimentos e Bebidas | Tanques de fabricação de cerveja, equipamentos para laticínios, linhas de processamento de alimentos | Uso limitado; equipamento para cozinhar/fritar em alta-temperatura |
| Marítimo e Offshore | Acessórios para barcos, ferragens de convés, componentes de dessalinização | Trocadores de calor de água do mar, tubos condensadores, peças críticas de plataformas offshore |
| Arquitetura e Construção | Fachadas, grades, estruturas costeiras | Revestimento especializado em atmosferas industriais altamente corrosivas |
| Dispositivos Médicos | Implantes, ferramentas cirúrgicas, equipamentos de diagnóstico | Esterilizadores médicos-de alta temperatura e peças de equipamentos de radiação |
| Automotivo | Sistemas de escapamento, acabamentos, linhas de combustível | Coletores de escape de alto-desempenho e componentes do turboalimentador |
| Aeroespacial | Painéis interiores, fixadores, tanques de combustível | Suportes de motor, dutos de exaustão, componentes de turbina |
| Indústria Nuclear | Tubulação geral, suportes, recipientes de resíduos | Tubulação do gerador de vapor, componentes internos do reator, acionamentos da haste de controle |
| Equipamento de tratamento térmico | – | Muflas de forno, retortas, tubos radiantes, tampas de recozimento |
| Petróleo e Gás | Tubulação de superfície, tanques de armazenamento, estruturas offshore | Componentes de cabeça de poço, ferramentas de fundo de poço, equipamentos para serviço ácido |
| Geração de energia | Sistemas de refrigeração, tubulações de água de alimentação de caldeiras | Tubos de caldeira, superaquecedores, diafragmas de turbina |
| Celulose e Papel | Equipamento de branqueamento, digestores, peças de máquinas de papel | Tubos de caldeira de recuperação, evaporadores de licor negro |
| Indústria têxtil | Tanques de tingimento, rolos, câmaras de vapor | Rolos de calandras-de alta temperatura, estruturas de ajuste térmico |
| Semicondutor | Portadores de wafer, bancos molhados, painéis de gás | Tubos de forno-de alta temperatura, câmaras de difusão |
| Tratamento de Água | Filtros, tubulações, bombas para águas potáveis e residuais | Tubos evaporadores de dessalinização de água do mar, aquecedores de salmoura |
| Criogenia | Tanques de GNL, tubulações criogênicas, navios de armazenamento | Eixos de bombas de GNL, hastes de válvulas criogênicas, linhas de transferência |
| Soldagem e Revestimento | Metal de adição comum para soldagem de aço inoxidável | Revestimento de revestimento para proteção contra corrosão em aço carbono |
| Controle de Poluição | Dutos de exaustão, purificadores para gases suaves | Sistemas FGD, revestimentos de incineradores, dutos de gases de combustão agressivos |
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