Nickel 200 vs Nickel 201 : Une comparaison complète
Shaanxi Shangyou Stainless Steel Co., Ltd. fournit à la fois Nickel 200 (UNS N02200) et Nickel 201 (UNS N02201) en tôles, feuilles, bandes, barres rondes et tubes. Ces nuances de nickel commercialement pur (99,0 % de nickel minimum) sont parmi les matériaux en nickel pur les plus utilisés dans l'industrie, appréciés pour leur excellente résistance à la corrosion, en particulier aux alcalis caustiques, combinée à une conductivité thermique et électrique élevée.
Les deux nuances sont essentiellement identiques en composition, à l'exception de la teneur en carbone. Nickel 200 contient un maximum de 0,15 % de carbone et est la nuance standard pour un service inférieur à 315 °C (600 °F). Nickel 201 est la version à faible teneur en carbone avec un maximum de 0,02 % de carbone, développée spécifiquement pour éviter la fragilisation par précipitation de carbone intergranulaire à des températures supérieures à 315 °C. Les deux alliages sont disponibles avec MTC EN 10204 3.1, des tests PMI et une traçabilité complète.
Principales différences en un coup d'œil
| Propriété |
Nickel 200 (UNS N02200) |
Nickel 201 (UNS N02201) |
| Teneur en carbone |
0,15 % max |
0,02 % max |
| Teneur en nickel |
99,0 % min |
99,0 % min |
| Densité |
8,89 g/cm3 |
8,89 g/cm3 |
| Résistance à la traction, recuite |
380-520 MPa |
380-520 MPa |
| Limite d'élasticité (0,2 %), recuite |
105-210 MPa |
105-210 MPa |
| Allongement, recuit |
40-55 % |
40-55 % |
| Conductivité thermique |
70,2 W/m-K |
79,3 W/m-K |
| Température de service maximale |
≤ 315 °C (600 °F) |
Jusqu'à ~600 °C |
| Préoccupation principale |
Graphitisation au-dessus de 315 °C |
Aucune (faible teneur en carbone) |
| Métal d'apport recommandé |
NICKEL 61 |
NICKEL 61 |
| Coût |
Standard |
Légère prime |
Comparaison de la composition chimique
| Élément |
Nickel 200 (UNS N02200) |
Nickel 201 (UNS N02201) |
| Nickel (Ni) + Cobalt (Co) |
99,0 % min |
99,0 % min |
| Carbone (C) |
0,15 % max |
0,02 % max |
| Silicium (Si) |
0,35 % max |
0,15 % max |
| Manganèse (Mn) |
0,35 % max |
0,35 % max |
| Soufre (S) |
0,010 % max |
0,005 % max |
| Cuivre (Cu) |
0,25 % max |
0,15 % max |
| Fer (Fe) |
0,40 % max |
0,25 % max |
Composition selon les exigences ASTM B160 / B162. Le Nickel 201 présente des maximums plus bas pour le carbone, le silicium, le soufre, le cuivre et le fer.
La différence fondamentale : la teneur en carbone et pourquoi elle est importante
Le problème de la graphitisation
Le Nickel 200 et le 201 sont des nickels forgés commercialement purs avec une structure cubique à faces centrées de zéro absolu à la température de fusion. Ils ne sont pas durcissables par vieillissement et sont renforcés uniquement par écrouissage.
Le Nickel 200 (0,15 % C max) est la nuance standard. Cependant, une exposition prolongée dans la plage de 800 à 1 200 °F (427 à 649 °C) entraîne la précipitation d'une phase contenant du carbone (graphitisation) et une perte de ductilité. Cela rend le Nickel 200 impropre à un service supérieur à 315 °C (600 °F).
Le Nickel 201 (0,02 % C max) élimine ce problème. La teneur en carbone considérablement réduite empêche la formation de précipités de carbone intergranulaires, permettant à l'alliage de conserver sa ductilité et sa résistance à la corrosion à des températures élevées. Cette seule différence – la teneur en carbone – explique pourquoi le Nickel 201 est spécifié pour toutes les applications à plus haute température.
Propriétés mécaniques
Les deux alliages à l'état recuit présentent des propriétés mécaniques similaires :
- Résistance à la traction : 380-520 MPa (55-75 ksi)
- Limite d'élasticité (décalage de 0,2 %) : 105-210 MPa (15-30 ksi)
- Allongement : 40-55 %
- Densité : 8,89 g/cm3
La teneur plus faible en carbone du Nickel 201 réduit également la dureté, ce qui le rend particulièrement adapté aux opérations de filage et de formage à froid.
Résistance à la corrosion
Le Nickel 200 et le 201 offrent tous deux une excellente résistance à la corrosion dans de nombreux environnements, avec des caractéristiques de performance pratiquement identiques.
Environnements où ils excellent
- Alcalis caustiques : Résistance exceptionnelle au hydroxyde de sodium (NaOH) et à l'hydroxyde de potassium (KOH), même à fortes concentrations
- Solutions de sels neutres et alcalins : Excellentes performances
- Eau distillée, eaux naturelles, eau de mer : Très résistants
- Industrie agroalimentaire : Maintient la pureté du produit ; utilisé dans la production de fibres synthétiques
- Chlore sec, fluor, chlorure d'hydrogène : Bonne résistance à des températures élevées (Nickel 201 préféré)
Environnements à éviter
- Acides fortement oxydants : Les deux nuances ont une résistance limitée
- Charges mécaniques élevées : Pas conçu comme un alliage à haute résistance
Performance extérieure et atmosphérique
Les taux de corrosion en extérieur varient en fonction des conditions atmosphériques mais sont généralement faibles. Les atmosphères sulfureuses sont les plus corrosives ; les atmosphères marines sont peu, voire pas du tout, plus corrosives que les atmosphères suburbaines ou rurales.
Directives de service en température
| Nuance |
Limite de service |
Raison |
| Nickel 200 |
≤ 315 °C (600 °F) |
La graphitisation au-dessus de cette température provoque une fragilisation |
| Nickel 201 |
Jusqu'à ~600 °C |
Le faible taux de carbone empêche la graphitisation |
Note de conception importante : Pour le Nickel 201, lorsque les températures de service proposées approchent 800 °F (427 °C), la résistance au fluage doit être considérée comme un critère de conception.
Propriétés physiques
| Propriété |
Nickel 200 |
Nickel 201 |
| Conductivité thermique |
70,2 W/m-K |
79,3 W/m-K |
| Résistivité électrique |
57,0 µΩ·cm (recuit) |
59,6 µΩ·cm (recuit) |
| Température de Curie |
~360 °C |
~360 °C |
| Ferromagnétique |
Oui |
Oui |
Les deux nuances sont ferromagnétiques et présentent l'un des plus grands effets magnétostrictifs des matériaux disponibles sur le marché. Leur conductivité thermique et électrique est considérablement plus élevée que celle des aciers inoxydables ou des alliages à base de nickel.
Guide des applications
Choisissez le Nickel 200 lorsque :
| Domaine d'application |
Cas d'utilisation spécifiques |
| Traitement chimique |
Évaporateurs caustiques, réservoirs, cuves pour la manipulation de NaOH et KOH |
| Industrie agroalimentaire |
Équipements de manipulation alimentaire, production de fibres synthétiques |
| Électronique |
Connexions et bornes de batteries, fils de connexion |
| Aérospatiale |
Composants de missiles, pièces d'avions |
| Industriel général |
Fûts d'expédition de produits chimiques, tuyauteries de processus |
| Température de service |
Applications constamment inférieures à 315 °C |
Choisissez le Nickel 201 lorsque :
| Domaine d'application |
Cas d'utilisation spécifiques |
| Service à haute température |
Toute application supérieure à 315 °C nécessitant du nickel pur |
| Traitement chimique |
Équipements de soude caustique à des températures supérieures à 300 °C |
| Aérospatiale |
Composants à haute température |
| Électronique |
Applications de haute pureté nécessitant une contamination réduite par le carbone |
| Cyclage thermique |
Applications avec exposition intermittente supérieure à 315 °C |
Considérations de soudage et de fabrication
| Aspect |
Nickel 200 |
Nickel 201 |
| Soudabilité |
Très bonne |
Très bonne |
| Métal d'apport recommandé |
NICKEL 61 |
NICKEL 61 |
| Électrodes de soudage |
NICKEL 141 |
NICKEL 141 |
| Température de recuit |
705-925 °C |
705-925 °C |
| Détente |
550-650 °C (maintient les propriétés écrouies) |
|
Les deux alliages sont facilement fabriqués selon les pratiques de fabrication standard et sont couverts par une variété de spécifications. Ils peuvent être recuits dans une large plage de températures inférieure à la température de recristallisation. Pour des taux d'écrouissage élevés, un recuit de détente entre 550 et 650 °C peut être effectué sans recristallisation, en maintenant des propriétés mécaniques élevées.
Normes de produit
| Forme du produit |
Nickel 200 |
Nickel 201 |
| Plaque, feuille, bande |
ASTM B162 / ASME SB-162 |
ASTM B162 / ASME SB-162 |
| Barre et fil |
ASTM B160 / ASME SB-160 |
ASTM B160 / ASME SB-160 |
| Tube sans soudure |
ASTM B161 / ASME SB-161 |
ASTM B161 / ASME SB-161 |
| Pièces forgées |
ASTM B564 / ASME SB-564 |
ASTM B564 / ASME SB-564 |
| DIN |
2.4060 / 2.4066 |
2.4061 / 2.4068 |
Résumé de sélection : Quel alliage choisir ?
Choisissez le Nickel 200 lorsque :
- La température de service est constamment égale ou inférieure à 315 °C (600 °F)
- Une résistance maximale à la corrosion des alcalis caustiques est requise
- La sensibilité au coût est un facteur (nuance standard, pas de prime)
- L'application a un historique éprouvé avec le Nickel 200
Choisissez le Nickel 201 lorsque :
- La température de service dépasse 315 °C (600 °F)
- Un cyclage thermique peut se produire au-dessus de 315 °C
- La stabilité à long terme à température élevée est critique
- La prévention de la fragilisation par graphitisation est requise
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Pour un devis détaillé ou une assistance à la sélection des matériaux, veuillez fournir :
Nuance d'alliage envisagée · Norme requise · Forme du produit · Dimensions · Quantité · Conditions de service (Température, Milieu, Pression) · Application · Port de destination
Pour un service à température élevée, veuillez également fournir :
Température de fonctionnement · Durée d'exposition · Conditions de cyclage
Actions d'achat
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Questions fréquemment posées
1. Quelle est la principale différence entre le Nickel 200 et le Nickel 201 ?
La seule différence significative est la teneur en carbone. Le Nickel 200 a un maximum de 0,15 % de carbone ; le Nickel 201 a un maximum de 0,02 % de carbone. Cela rend le Nickel 201 adapté au service à température élevée au-dessus de 315 °C, où le Nickel 200 souffrirait de fragilisation par graphitisation.
2. Quels sont les numéros UNS et Werkstoff pour ces alliages ?
Le Nickel 200 est UNS N02200 et Werkstoff 2.4060/2.4066. Le Nickel 201 est UNS N02201 et Werkstoff 2.4061/2.4068.
3. Quelle norme s'applique à la plaque de Nickel 200/201 ?
ASTM B162 / ASME SB-162 s'applique aux plaques, feuilles et bandes pour les deux nuances.
4. Quelle norme s'applique à la barre de Nickel 200/201 ?
ASTM B160 / ASME SB-160 s'applique aux barres, tiges et fils pour les deux nuances.
5. Ces alliages nécessitent-ils un traitement thermique ?
Non. Ni le Nickel 200 ni le Nickel 201 ne sont durcissables par vieillissement. Ils sont renforcés uniquement par écrouissage. Un recuit à 705-925 °C est effectué pour restaurer la ductilité.
6. Quelle est la température de service maximale pour chaque alliage ?
Le Nickel 200 est limité à 315 °C (600 °F). Le Nickel 201 peut être utilisé jusqu'à environ 600 °C, avec des considérations de fluage au-dessus de 427 °C.
7. Qu'est-ce que la graphitisation et pourquoi est-elle importante ?
La graphitisation est la précipitation de phases contenant du carbone lors d'une exposition prolongée dans la plage de 427 à 649 °C, ce qui provoque une fragilisation et une perte de ductilité. C'est pourquoi le Nickel 200 ne peut pas être utilisé au-dessus de 315 °C.
8. À quels environnements ces alliages résistent-ils ?
Les deux offrent une excellente résistance aux alcalis caustiques (NaOH, KOH), aux sels neutres, à l'eau distillée, à l'eau de mer et à de nombreux produits chimiques organiques. Ils sont également utilisés dans le service au gaz de chlore sec.
9. Ces alliages peuvent-ils être soudés ?
Oui. Les deux alliages offrent une très bonne soudabilité. Le métal d'apport recommandé est le NICKEL 61 et les électrodes de soudage le NICKEL 141.
10. Quelles informations sont nécessaires pour la sélection des matériaux ?
Veuillez fournir la température de fonctionnement, la durée d'exposition, l'environnement chimique (si corrosif) et si un cyclage thermique est impliqué. Notre équipe peut fournir des conseils d'experts basés sur vos conditions de service spécifiques.