​‌​​‌​

Nikel 200 / (2.4060) / UNS N02200

​‌​​‌​

Nikel 200 veya diğer adıyla Alloy 200 saf nikel olarak da adlandırılabilecek bir nikel alaşım malzemedir. En az yüzde 99’u nikel elementinden oluşmaktadır ve çoğu zaman bu oran yüzde 99.6 lara kadar çıkabilmektedir. UNS N02200 olarak da gösterilen bu malzeme DIN normunda 2.4060 ve 2.4066 olarak adlandırılmaktadır. İyi bir mekanik direnci vardır. Nikel elementi zaten birçok paslanmaz çelik malzemenin içerisinde paslanmazlık ve korozyon direncini arttırmak için kullanılmaktadır. Saf nikel sayılabilen Alloy 200 malzeme oldukça iyi bir korozyon direncine sahiptir. Bu sayede birçok korozif ortama dayanabilmektedir. Alloy 200 nikel alaşımının çok iyi mekanik özellikleri vardır, çok iyi korozyon direnci özellikleri vardır ve bu özelliklerin yanı sıra nickel 200 malzemenin manyetik özellikleri, yüksek ısı iletim özellikleri ve yüksek elektrik iletkenlik özellikleri sayesinde birçok özel amaçlı yerde kullanılmakta ve tercih edilmektedir.

Oldukça pahalı olan tüm nikel alaşım malzemeler gibi Nickel 200 (2.4060 – 2.4066) malzeme gerçekten ihtiyaç halinde tercih edilmelidir. Aksi halde maddi olarak masraf ciddi oranda artacaktır. Birçok gıda işleme makina parçalarında, gıda hatlarında, çeşitli fiber parçalarda ve korozyon direnci en üst noktada olması istenen yerlerde sıklıkla kullanılmaktadır. Malzemenin kullanılacağı ortamda birinci ve en önemli öncelik korozyon direnciyse tercih edilmelidir. Ayrıca birçok kimyasalla temas halinde olan parçalarda, kimyasal tankerlerde, çeşitli elektronik parçalarda, uzay ve havacılık sektörlerinde kullanılmaktadır.​‌​​‌​

​‌​​‌​

Nikel 200 Nedir — ve İlk Düzeltme

​‌​​‌​

Nikel 200 (UNS N02200 / W.Nr. 2.4066 / “Ni 99,2”), ticari saflıkta dövülebilir nikeldir: Ni (+Co) ≥%99,0. Bu sayfada iki şeyi özellikle dikkatle okuyun. Birincisi: karbon. Nikel 200 ile Nikel 201 arasındaki tek kimyasal fark karbondur (%0,15 azami’ye karşı %0,02 azami) ve bu tek fark, ASME Bölüm VIII Div. 1 altında 315 °C ile 677 °C arasındaki farkı yaratır. İkincisi: manyetiklik. Nikel 200 oda sıcaklığında ferromanyetiktir. “Nikel alaşımı manyetik değildir” diye satın alan herkes yanılıyor — Curie noktası 360 °C, doyma akı yoğunluğu 0,61 T‘dir.​‌​​‌​

ASTM N02200 ile W.Nr. 2.4066 aynı kimya DEĞİLDİR. Neredeyse bütün veri sayfaları ikisini tek satırda yazar; bu, bu malzemedeki en yaygın standart hatasıdır. 2.4066 daha dardır: C ≤%0,10 (ASTM %0,15), S ≤%0,005 (ASTM %0,010), Si ≤%0,15 (ASTM %0,35), ayrıca ASTM’de hiç bulunmayan Ti ≤%0,10 ve Mg ≤%0,15 limitleri. Sonuç: %0,13 C ve %0,008 S taşıyan bir döküm ASTM B162’ye tamamen uygundur ve 2.4066’da iki kalemden birden kalır. Müşterinizin resminde 2.4066 yazıyorsa — Alman, Türk ve çoğu AB kimya tesisi resminde yazar — salt ASTM sertifikası otomatik olarak kabul edilebilir değildir.

Karbon Çizgisi — Bu Sayfanın Merkezi

315 °C nedir, ne değildir​‌​​‌​

Yaygın olarak anılan sayı 600 °F / 315 °C‘dir ve doğrudur — ama kaynaklar bununla aynı şeyi kastetmiyor ve büyük bir Avrupa üreticisi farklı bir sayı veriyor. Amerikan üretici bülteni: Nikel 200 “normalde 600 °F (315 °C) altındaki servisle sınırlıdır“. Buna karşılık VDM Metals kendi anahtarlama çizgisini 300 °C (572 °F)‘ye koyar: “300 °C üzerindeki uygulama sıcaklıklarında Nikel 201, Nikel 200’e tercih edilir“. Aynı belge başka bir yerde 315 °C da der. Sonuç: ASTM/ASME çizgisi olarak 315 °C, AB resmine (2.4066/2.4068) göre çalışan bir tasarım için muhafazakâr çizgi olarak 300 °C yazın. 315 °C’yi evrensel diye sunmayın.

Bir de üçüncü, bambaşka bir gerekçe var: bir tel üreticisi aynı 315 °C’yi grafitleşme değil, dayanım gerekçesiyle veriyor — “çekme dayanımı ve uzama 315 °C üzerinde belirgin şekilde düşer”. Yani üç farklı kaynak aynı sayıyı üç farklı nedenle söylüyor; sayfanızda hangi nedenle söylediğinizi belirtin.​‌​​‌​

Mekanizma: hasar 315 °C’de olmuyor

Kırılma 315 °C’de gerçekleşen bir olay değildir. Karbonun tane sınırlarında — karbür olarak ve grafite ayrışan karbür olarak — daha sıcak bir pencerede uzun süreli maruziyetle çökelmesidir; parça sonradan soğutulup yüklendiğinde gevrek çıkar. Üretici penceresi açıkça veriyor: 425–650 °C (800–1200 °F)‘de uzun süreli maruziyet “özelliklerin ciddi biçimde bozulmasına yol açabilen grafitleşmeye” neden olur.​‌​​‌​

Sayfanızın söylemesi gereken üç pratik sonuç: (1) 315 °C risk bölgesinin girişidir, kırılma noktası değil. Hasar en hızlı 425–650 °C’de birikir; ömrünü 350 °C’de geçiren bir kap yavaş, 500 °C’de duran bir kap hızlı bozulur. (2) Zamana bağlıdır. “Uzun süreli maruziyet” — çektiğimiz kaynakların hiçbiri başlangıç için zaman–sıcaklık eğrisi vermiyor; uydurulmuş bir eğri yayımlamayın. (3) Kaynak metalinde sorun yoktur. ENi-1 ve ERNi-1 kaynakları grafit çökelmesine tabi değildir ve her iki kaliteyi de kaynaklamakta kullanılır; risk Nikel 200 ana metalinde ve ITAB’dadır.

İkinci gevrekleşme — ve düşük karbon bunu ÇÖZMEZ​‌​​‌​

Aynı eşik sıcaklığına sahip, bambaşka bir hasar modu: üretici, Nikel 201 hakkında yazarken bile “malzeme 600 °F (315 °C) üzerinde kükürt bileşikleri ile tane sınırı gevrekleşmesine tabidir” der. Düşük karbon buna karşı hiçbir şey kazandırmaz. Ni–S ötektiği 635 °C (1175 °F)‘de erir — her türlü sıcak işleme ve tavlama sıcaklığının çok altında — yani yakıttan, yağdan, işaretleme kaleminden veya kirli bir eldivenden bulaşan kükürt tane sınırlarını sıvılaştırır. Üreticinin sonucu nettir: kükürdün bulunduğu yüksek sıcaklık kostik uygulamalarında Nikel 201 yerine Inconel 600 kullanılır.

Isıtma yakıtı limitleri (tek kaynaklı): kükürtsüz gaz veya düşük kükürtlü yağ (%0,5 S altı); gaz için 100 ft³ başına 30 grain toplam kükürt (0,68 g/m³) azami, tercihen 15 grain (0,34 g/m³) altı. Ayrıca malzeme “kükürde ve kurşun, kalay, çinko, bizmut gibi düşük ergime noktalı metallere karşı tane sınırı atağına duyarlıdır”. VDM bağımsız olarak doğruluyor: “Kükürt, fosfor, kurşun ve diğer düşük ergime noktalı metaller ısıl işlem sırasında malzeme hasarına yol açabilir“.​‌​​‌​

Kimyasal Bileşim — ASTM / EN Ayrışması

Asgari Mekanik Değerler — Şartname Minimumu, Fabrika Tipiği Değil

​‌​​‌​

​‌​​‌​

Aşağıdakiler tasarımcının kullanabileceği sayılardır. Fabrikanın sevk edeceği her şeyden düşüktürler. Tedarikçi sayfalarının çoğu bu ayrımı bulanıklaştırır; tipik aralığı asgari sanıp tasarım yapmak gerçek bir hatadır.​‌​​‌​

Tipik (fabrika) değerleri — tasarım asgarisi DEĞİL​‌​​‌​

Nikel 200, oda sıcaklığı, tipik aralıklar (MPa): çubuk/bar sıcak işlenmiş 415–585 çekme / 105–310 akma · çubuk/bar soğuk çekilmiş 450–760 / 275–690 · çubuk/bar tavlı 380–520 / 105–210 · levha sıcak haddelenmiş 380–690 / 140–550 · levha sıcak haddelenmiş+tavlı 380–550 / 105–275 · sac tavlı 380–520 / 105–210 · sac sert 620–795 / 480–725 · şerit yay temperi 620–895 / 480–795 · tüp tavlı 380–520 / 85–210 · tüp gerilim giderilmiş 450–760 / 275–620 · tel tavlı 380–580 / 105–345 · tel yay temperi 860–1000 / 725–930. Avrupa üretici tipik tavlı değerleri: Rp0,2 100 MPa, Rp1,0 125 MPa, Rm 370 MPa, A %40, sertlik <130 HBW.

Dikkat — yayımlamayın: kaynak bülteninin çubuk/bar tipik sertlik satırları HRB olarak etiketlenmiş ama 100 HRB üzerinde sayılar içeriyor (ör. “HRB 140–230”). Bu neredeyse kesinlikle Brinell/Vickers değerlerinin yanlış sütuna düşmesidir. Bu sertlik değerlerini yeniden kontrol etmeden yayımlamayın.​‌​​‌​

Kriyojenik davranış — alaşımın sessiz üstünlüğü

Nikel 200 mutlak sıfıra kadar YMK (FCC) ostenitiktir ve sünek–gevrek geçiş sıcaklığı yoktur. −255 °C (−423 °F)’de uzama %60, kesit daralması %70; −185 °C (−300 °F)’de çekme 690 MPa (100 ksi), uzama %53. Charpy V-çentik: sıcak haddelenmiş 163 J · soğuk çekilmiş + gerilim giderilmiş 204 J · soğuk çekilmiş + tavlı 228 J.​‌​​‌​

Fiziksel Özellikler — ve Manyetiklik

Manyetiklik hakkında sayfanızda mutlaka olması gereken cümle: 360 °C altında manyetiktir, üstünde değildir. Curie noktasının (360 °C) 200→201 anahtarlama sıcaklığına (300–315 °C) ne kadar yakın olduğuna dikkat edin: sıcaklık limitinde çalışan bir Nikel 200 parçası aynı zamanda manyetik geçişinin yakınındadır ve hem manyetik hem ısıl özellikleri orada değişmektedir. Bu, MR, manyetometre ve bazı enstrümantasyon servislerinden malzemeyi diskalifiye eder.

Kaynak​‌​​‌​

Kaynak tuzakları — ısırma sıklığına göre​‌​​‌​

1. KÜKÜRT GEVREKLEŞMESİ — bir numaralı katil. Ni–S ötektiği 635 °C‘de erir; metal ısındığında yüzeyde bulunan her kükürt tane sınırlarını sıvılaştırır ve dikişi veya ITAB’ı çatlatır. Kaynakları: kesme yağı, gres, parmak izi, işaretleme kalemi ve boya, kükürtlü yakıt, kauçuk. Ayrıca kurşun, kalay, çinko, bizmut, fosfor ve bor. Çare: “paslanmaz tel fırça ile fırçalama, ardından uygun bir çözücüyle iyice yağ alma kaynaktan önce zorunludur” ve “azami temizlik gerekir; başka malzemelerde kullanılmış aletler nikel alaşımlarında ve paslanmazlarda kullanılamaz“. Ayrı fırça, ayrı taş, istisnasız.
2. Gözeneklilik — deoksidansız telden, kaybolan gaz korumasından veya nemden. Örtülü elektrotlar: “elektrotların nemli ortamda aşırı bekletilmesi nem kapmasına ve gözenek riskinin artmasına yol açar”.
3. Ağır akan, sığ nüfuz eden banyo — 60–70° ağız açısının nedeni budur.
4. Nikel 201’in karbonlanması — oksi-asetilen veya karbonlu atmosferle; 201’inizi grafitleşen bir şeye çevirir.
5. Kaynak metalinde grafitleşme risk DEĞİLDİR — tel zaten düşük karbonludur. Risk Nikel 200 ana metali ve ITAB’dır.

Isıl İşlem​‌​​‌​

​‌​​‌​

Hiçbir kalite ısıl işlemle sertleştirilemez. Tek güçlendirme mekanizması soğuk işlemedir. Yapı mutlak sıfırdan ergimeye kadar YMK ostenittir — sömürülecek bir dönüşüm ve yaşlandırılacak bir çökelti yoktur. “Isıl işlem görmüş / sertleştirilmiş Nikel 200 çubuk” diye satılan her şey soğuk çekilmiş veya soğuk çekilmiş + gerilim dengelenmiş malzemedir. Isıl işlem durumu değil, temper isteyin.

Talaşlı İmalat

Korozyon — Güçlü ve Zayıf Olduğu Yerler

Sık Sorulan Sorular​‌​​‌​

Nikel 200 mü, Nikel 201 mi? Cevap hangi sıcaklıkta değişiyor ve yanlış seçersem ne olur?

315 °C (600 °F) altındaki servis için Nikel 200, üstü için Nikel 201 sipariş edin. Bir Avrupa üreticisi kendi anahtarlama çizgisini 300 °C (572 °F)‘ye koyuyor; resminiz UNS yerine W.Nr. 2.4066/2.4068’e göreyse 300 °C‘yi tasarım çizgisi olarak alın. Tek kimyasal fark karbondur: 200’de %0,15 azami, 201’de %0,02 azami. %0,15’te Nikel 200 servis sıcaklığında karbonca aşırı doymuştur. Uzun süreli maruziyette — en hızlı 425–650 °C bandında — bu karbon tane sınırlarında karbür ve grafit olarak çökelir. Tane sınırları sürekli gevrek bir filme dönüşür. Parça kesit kaybetmez, sızdırmaz; tokluğunu kaybeder, sonra ısıl şok, cıvata sıkma veya bir basınç aşımı altında çatlar. Muayene bunu kırılmadan önce bulamaz, çünkü ortada korozyon yoktur. Ters yönde hata yapmak ise yalnızca pahalıdır: Nikel 201 daha yumuşaktır (ASTM B162 asgarileri 345 MPa çekme / 80 MPa akma, 200’de 380 / 100), dolayısıyla 200’ün emniyet gerilmeleriyle tasarlanıp 201’den imal edilen bir kap dayanım eksiğine düşer. Ticari sonuç ASME limitidir: Bölüm VIII Div. 1 altında Nikel 200 315 °C‘ye, Nikel 201 677 °C‘ye kabul edilir. Kod numarası basmadan önce Bölüm II Kısım D’den teyit edin — bu rakamı birincil belgeden okuyamadık.​‌​​‌​

Kostik servis için hangi ısıl işlemi ve gerilim gidermeyi şart koşmalıyım?

Bir değil, üç şey şart koşun.
Birincisi, kalite. 95 °C altında karbon çeliği veya 316L iş görür; 95 °C üzerinde standart malzeme nikeldir. Ekipman 315 °C üzerinde çalışıyorsa — çoğu son kademe evaporatör, konsantratör ve ergimiş kostik servisi öyledir — Nikel 200 değil, Nikel 201 olmalıdır; çünkü bunlar tam olarak Nikel 200’ün grafitleştiği sıcaklıklardır.
İkincisi, teslim durumu: tavlı. Nikel’in kostik direnci servis sırasında büyüyen siyah nikel oksit filmine dayanır. Belgelenmiş bir testte 420–445 °C’de hız film oluşurken 21 mpy‘den başlamış ve bir hafta içinde 2,8 mpy‘ye oturmuştur. O filmin üzerinde büyüyeceği temiz, düzgün, tam yeniden kristalleşmiş bir yüzey istersiniz.
Üçüncüsü, kaynak sonrası gerilim giderme — ve net olun, çünkü iki farklı işlem aynı adla anılıyor. Kostiğe özgü çatlama önleyici işlem 700–705 °C’de ½ saat (25 mm et başına), 90 °C/saat soğutma‘dır. Bu, 550–650 °C düşük gerilim tavıyla aynı şey değildir; o, soğuk işlenmiş malzemeden şekillendirme gerilmelerini almak için bilinçle yeniden kristalleşmenin altında kalır. Bir Avrupa üreticisinin duruşu, olağan servis için PWHT’nin normalde gerekmediğidir — yani siparişe “kostik servis” yazmazsanız o işlemi almazsınız. İki işlemin ortalamasını almayın ve kostik servis siparişine 550 °C işlem teslim edilmesine izin vermeyin.
Son olarak kostiğin kendisini kontrol edin: kloratlar Nikel 200’ü %73–96 NaOH’ta 1,5 mpy’den 260 mpy’ye, sodyum sülfür %75 NaOH’ta 0,6’dan 22,8 mpy’ye taşır.​‌​​‌​

“Nikel alaşımı manyetik değildir” diye aldık, mıknatıs yapışıyor — yanlış malzeme mi geldi?

Hayır. Nikel 200 ve 201 oda sıcaklığında ferromanyetiktir ve bu bir dipnot değil, bir malzeme özelliğidir: Curie sıcaklığı 360 °C / 680 °F, doyma akı yoğunluğu 0,61 T. Yanılgı, ostenitik paslanmaz ve Inconel deneyiminden “nikel alaşımı = manyetik değil” genellemesini yapmaktan geliyor; ticari saflıkta nikel için bu yanlıştır. Üç pratik sonucu var. (1) 360 °C altında manyetiktir, üstünde değildir — ve bu geçişin, 200→201 anahtarlama sıcaklığına (300–315 °C) ne kadar yakın olduğuna dikkat edin: sıcaklık limitinde çalışan bir Nikel 200 parçası aynı zamanda manyetik geçişinin eteğindedir; özgül ısı eğrisinin 358 °C’deki belirgin maksimumu ve ısı iletkenliği eğrisinin 300–400 °C bölgesindeki kırılması aynı olayın izleridir. (2) Manyetostriktiftir (30 × 10⁻⁶ ΔL/L) — bu bir kusur değil, gerçek bir uygulamadır: ultrasonik dönüştürücüler. (3) Isıl işlem bunu düzeltmez; malzeme mutlak sıfırdan ergimeye kadar YMK ostenittir, ferromanyetiklik elektroniktir, ikinci faz değildir. Ne yapmalı: manyetik olmama gereksinimi gerçekse Nikel 200/201 yanlış malzemedir — MR, manyetometre ve bazı enstrümantasyon servisleri için Monel K-500 (geçirgenlik ≈1,001–1,002) veya ostenitik bir kalite düşünün. Ve size N02200 için sayısal bir geçirgenlik değeri veren bir veri sayfasına güvenmeyin — dört bağımsız yayıncıda Curie noktası ve doyma akısı var, sayısal µr yok.​‌​​‌​

“ASTM B160 tel” ve “FDA onaylı” — bu iki ifade neden sorun?

İkisi de yanlıştır ve ikisi de her yerde yazıyor.
ASTM B160 bir tel şartnamesi değildir. Başlığı “Nickel Rod and Bar“dır ve kapsamı “yuvarlak, kare, altıgen veya dikdörtgen dolu kesitler“dir. N02200/N02201 için ASTM tel şartnamesi yoktur. Üretici bülteni bile teli yalnızca DIN 17753 / ISO 9724 karşısında listeler. Bir müşteri “ASTM sertifikalı nikel tel” isterse dürüst cevaplar şunlardır: DIN 17753, ISO 9724, veya B160’ın kimya tablosuna göre bir fabrika standardı kimya sertifikası — “B160 tel” değil.
FDA gıda teması onayı yoktur. FDA gıda teması envanteri “nikel”i 21 CFR 172.864, 176.180 ve 184.1537 altında listeler — ama bu hükümler nikeli bir hidrojenasyon katalizörü ve gıda katkısı (Raney nikeli dâhil) olarak ele alır, Nikel 200/201’i ekipman yapı malzemesi olarak değil. Dağıtımcıların “gıda işleme ekipmanında kullanılır” ifadesi bir uygulamadır, bir onay değildir. Sayfanıza “FDA onaylı” yazmayın; “gıda işleme ve sentetik elyaf (viskoz/rayon) tesislerinde yaygın olarak kullanılır” yazın — o kadarı üç bağımsız kaynakla doğrulanmıştır. Aynı mantıkla QQ-N-281‘i de Nikel 200 için yazmayın: o, nikel-BAKIR alaşımının (Monel 400, N04400) federal şartnamesidir ve ticari saflıkta nikelle ilgisi yoktur. N02200/N02201 için yürürlükte bir federal/askerî şartname bulamadık; müşteri isterse yerine başka bir numara koymak yerine bunu söyleyin.​‌​​‌​

​‌​​‌​

​‌​​‌​

​‌​​‌​