monografia ing. de materiales ii - niquel

7/21/2019 Monografia Ing. de Materiales II - Niquel

http://slidepdf.com/reader/full/monografia-ing-de-materiales-ii-niquel 1/29

INDICE

RESUMEN 2

INTRODUCCIÓN 3

1. RESEÑA HISTÓRICA 4

2. NIQUEL EN SU ESTADO ORIGINAL 5

2.1. PENTLANDITA O NICOPIRITA 5

2.2. PIRROTINA O PIRROTITA 6

2.3. NIQUELINA O NICOLITA 7

3. METALURGIA DEL NÍQUEL 8

3.1. PIROMETALURGIA DEL NÍQUEL 8

Extracción del mineral a cielo abierto 8

Almacenado y transporte 9Trituración y cribado 10

Secado 10

Trituración Terciaria 11

Concentración del mineral 11

Reducción – Fundición 12

Insuflación 12

Tostación 13

Refinado 133.2. HIDROMETALURGIA DEL NÍQUEL 14

4. ALEACIONES DEL NIQUEL 15

4.1. NÍQUEL Y COBRE 16

4.2. NÍQUEL Y HIERRO 17

4.3. NÍQUEL, HIERRO Y CROMO 17

4.4. NÍQUEL, CROMO, HIERRO Y MOLIBDENO 18

4.5. PRINCIPALES ALEACIONES 18

5. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL NÍQUEL 20

6. APLICACIONES DEL NIQUEL 20

6.1. EN LOS ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS (65%) 20

6.2. EN SUPERALEACIONES (12%) 22

6.3. EN ALEACIONES Y OTROS 24

CONCLUSIONES 27

ANEXOS 28

REFERENCIAS 29



2

INTRODUCCIÓN

El níquel es un elemento metálico de aspecto blanco-plateado, que se utiliza

principalmente en aleaciones. Es uno de los elementos de transición de la tabla

periódica y su número atómico es 28. Es un metal duro, maleable y dúctil, que puede

presentar un intenso brillo. El níquel metálico no es muy activo químicamente. Por estas

propiedades es que se usa principalmente en aleaciones para aportar dureza y como

revestimientos de otros metales; en especial de los que son susceptibles a la corrosión,

como el hierro y el acero.

Aparece en forma de metal en los meteoritos, también se encuentra en combinación con

otros elementos; por ejemplo, en minerales como la garnierita, milerita, niquelina,

pentlandita y pirrotina, siendo estos dos últimos las principales menas del níquel. Las

menas generalmente contienen impurezas, sobre todo de cobre. Las menas de sulfuros,

como las de pentlandita y pirrotina niquelífera se suelen fundir en altos hornos y

enviarse a las refinerías en forma de sulfuro de cobre y níquel, en donde se extrae

mediante diversos procesos que se detallarán posteriormente en el presente trabajo.

En este trabajo se detallará la clasificación de las aleaciones del níquel, así como sus

propiedades físicas, químicas y mecánicas. También se hablará sobre el proceso de

separación del níquel de las menas en la que se encuentra original mente.

El objetivo de este trabajo monográfico es dar a conocer las aplicaciones importantes

que tiene el níquel, así como la importancia de este metal tanto en el ámbito de las

ingenierías, como en la vida cotidiana.



3

RESUMEN

Los minerales de níquel están ampliamente difundidos en pequeñas concentraciones; los

yacimientos explotables deberían enriquecerse mediante procesos geoquímicos hasta un

mínimo de 0,5% de contenido de Ni. Los nódulos de manganeso que se extraen de las

profundidades marinas contienen grandes cantidades de níquel. Los minerales de Ni

más importantes son: la pirrotina o pirita magnética, la garnierita, la nicolita o niquelina,

el níquel arsenical, y el níquel antimónico.

Se obtiene mediante procesos muy diversos, según la naturaleza de la mena y los

futuros usos. En algunos casos, las aleaciones níquel-hierro que se obtienen como

producto intermedio, se incorporan directamente a la fabricación de aceros. Cuando se parte de minerales sulfurosos, se los transforma primero en mata que luego se machaca

y tritura; a partir de allí, mediante el proceso carbonílico, se obtiene primero el níquel

tetracarbonilo y luego el níquel en polvo de alta pureza. Cuando se parte de óxidos, el

metal se obtiene a través de procesos electrolíticos.

El método de preparación del níquel depende de la composición de los minerales. Todos

los métodos son complejos debido a la dificultad que entraña la separación de otros

elementos de propiedades muy parecidas como hierro, cobre y cobalto presentes en los

minerales. En el proceso electrolítico, el níquel se deposita en forma metálica pura

después de que el cobre ha sido previamente eliminado por deposición con un

electrolito y voltaje diferente. En el método Mond, el cobre es eliminado por disolución

en ácido sulfúrico diluido, y el residuo de níquel se reduce a níquel metálico impuro. Se

pasa monóxido de carbono sobre el níquel impuro, formándose níquel tetracarbonilo

(Ni(CO)4), un gas volátil que se descompone calentando a 200°C, depositándose níquel

metálico puro. Los minerales sulfurosos como la pentlandita y la pirrotita, se reducen

comúnmente en un horno y se envían en forma de un sulfuro aglomerado de cobre y

níquel a las refinerías, donde el níquel se separa por diversos procesos.

http://www.colegiolosrosales.com/sp/fe.htm

http://www.colegiolosrosales.com/sp/cu.htm

http://www.colegiolosrosales.com/sp/co.htm

http://www.colegiolosrosales.com/sp/co.htm

http://www.colegiolosrosales.com/sp/cu.htm

http://www.colegiolosrosales.com/sp/fe.htm



4

1. RESEÑA HISTÓRICA

El uso del níquel se remonta aproximadamente al siglo IV a.C., generalmente junto

con el cobre, el cual aparece con frecuencia en los minerales de este metal. Algunos

de estos usos son: en bronces originarios de la actual Siria cuyo contenido es superioral 2%; una serie de monedas del antiguo imperio persa arrojaron una composición

del 15,58% de cobre y 20,94% de níquel con algunas impurezas; algunos

manuscritos chinos sugieren que el “cobre blanco” se utilizaba en Oriente hacia 1700

al 1400 a.C.. Aunque la facilidad de confundir las menas de níquel con las de plata

induce a pensar que en realidad el uso del níquel fue posterior. Durante miles de años

el níquel se ha utilizado en la acuñación de monedas en aleaciones de níquel y cobre,

pero no fue reconocido como sustancia elemental hasta el año 1751, cuando el

químico sueco, Axil Frederic Cronstedt, consiguió aislar el metal de una mena de

niquelina.

Ya en el siglo XVII, los mineros alemanes de la baja Sajonia habían encontrado un

mineral de color rojizo que por su apariencia debía contener cobre, metal muy

importante para ellos. Sin embargo, todos los procedimientos empleados para su

extracción resultaron baldíos, malgastándose tiempo y dinero. Como existía la voz

nikker, en aquella zona para insultar, y calificar a algo de diabólico, asqueroso e

inmundo, a aquel “mineral de cobre” del cual no pudieron extraerlo lo llamaron

“cobre del viejo nick”, o todavía mejor el “diabólico cobre” o kupfernickel, nombre

que perdurará hasta la actualidad en alemán.



5

2. NIQUEL EN SU ESTADO ORIGINAL

El Níquel se puede encontrar en la naturaleza en distintos minerales, como por

ejemplo:

2.1. PENTLANDITA O NICOPIRITA

Es un mineral de la clase de los minerales sulfuros, fue descrita en 1856 por J. B.

Pentland en Noruega, recibiendo el mineral el nombre de su descubridor. Es un

sulfuro simple anhídrido de hierro y níquel y la proporción de estos elementos es de

32 y 31% respectivamente.

Aparece en rocas ígneas máficas(rocas obtenidas cuando el magma se enfría y

solidifica) y ultramáficas. Muy frecuentemente se le encuentra formando

intercrecimiento de sus cristales con los de pirrotina, de la cual se la distingue

fácilmente por su claro sistema cúbico y por su no magnetismo.

Fig. 1. Pentlandita

PENTLANDITA

Categoría Minerales Sulfuros

Fórmula química

Color Amarillo bronce, marrón

Transparencia Opaco

Sistema cristalino Isométrico, hexoctaédrico

Hábito cristalino Masivo a granular

Densidad 4.6 – 5 , media = 4.956 ⁄

Magnetismo No magnético



6

2.2. PIRROTINA O PIRROTITA

Es un mineral del grupo II (sulfuros), al igual que la plentandita se encuentra en

rocas ígneas, en filones y en rocas metamórficas. También se encuentra a menudo

junto a la pirita y magnetita o en los meteoritos llegados a la Tierra.

La pirrotina también es llamada pirita magnética porque su color es similar a la

pirita y es débilmente magnética.

Fig. 2. Pirrotina.

PIRROTINA

Categoría Minerales sulfurosos

Fórmula química

Color Bronce, marrón oscuro

Raya Gris oscura, negra

Transparecncia Opaco

Sistema cristalino Hexagonal, monoclínico

Hábito cristalino De masivo a granular

Densidad 4.58 – 4.65 , media = 4.61 ⁄

Magnetismo Débilmente magnético, fuertemente magnético al calentar

Radioactividad No radioactivo



7

2.3. NIQUELINA O NICOLITA

Es un mineral compuesto de arseniuro de níquel, NiAs, que contiene 43.9% de

níquel y el 56.1% de arsénico. Se encuentra en rocas ultramáficas y puede

formarse por la sustitución de sulfuros de cobre-níquel (sustituyendo la

pentlandita y en asociación con sulfuros de cobre arsénico).

Fig. 3. Niquelina.

NIQUELINA

Categoría Minerales de arsénico

Fórmula química NiAs

Color Rojo cobre

Raya Negro parduzco

Transparencia Opaco

Sistema cristalino Hexagonal, bipirámides hexagonales

Hábito cristalino Columnar masivo a reniforme

Densidad 7.8 ⁄

Otras

característicasOlor a ajo al calentar



8

3. METALURGIA DEL NÍQUEL

3.1. PIROMETALURGIA DEL NÍQUEL

Fig.4. Diagrama del proceso.

A continuación detallaremos cada uno de los procesos mostrados en la figura 4.

Extracción del mineral a cielo abierto

La mena se extrae por minería a cielo abierto, donde no se emplean explosivos

de ningún tipo para la extracción y remoción del material; mediante el uso de

palas excavadoras el mineral es extraído y cargado a camiones para ser

trasladado desde la mina hasta la planta de procesamiento. La explotación

empieza con la perforación de la roca. Esta se carga en camiones con grandes

palas eléctricas o hidráulicas, o con excavadoras de carga frontal, y se retira del

foso.



9

Fig.5. Extracción del níquel mediante palas excavadoras.

Almacenado y transporte

Su almacenamiento debe realizarse evitando el contacto con los ácidos fuertes

(sulfúrico, nítrico) pues pueden ocurrir reacciones violentas, el mineral extraído

se almacena a la intemperie en pilas, se usa cintas transportadoras para llevarlo a

las operaciones de reducción de tamaño y para alimentar el horno, el propósito

principal de las pilas es garantizar la homogenización (mezclar los tipos y

tenores de mineral sumamente variados) para la alimentación de la planta de

procesamiento.

Fig.6. Transporte del mineral.



10

Trituración y cribado

Después de ser extraído el mineral de la mena se realiza una trituración primaria

con una trituradora de mandíbulas, donde el mineral es reducido desde 1200 mm

de diámetro hasta 300 mm, luego se pasa por una criba vibratoria de 50 mm de

apertura, después se lleva el mineral que pasa la criba mediante cintas de

transporte a una trituradora de doble rodillo en donde el mineral es reducido

hasta obtener un tamaño de partícula máximo de 60 mm, esta trituración se

realiza húmeda debido a la humedad de la tierra.

Fig.7. Trituración del mineral.

Secado

Después de ser triturado y cribado la garnierita sufre un secado preliminar, ya

que este se encuentra hidratado pues se encuentra en la tierra y en temporada de

lluvia el mineral absorbe agua, lo que hace necesaria esta operación, en hornos

de tambor rotatorio de 10 m a 27 m de longitud, 2,5 m de anchura y

aproximadamente4 m de diámetro, en partidas de 600 kg; en las 24 horas se

tratan en el horno alrededor de 2400 kg del mineral. El material tostado contiene1% de azufre aproximadamente debido a que se tosta con material que contiene

azufre como calizas, piritas entre otras. El material tostado excento de cobre es

de color verde grisáceo y constituye ya un producto comercial, el mineral se seca

hasta obtener un 15% a 18% de humedad.



11

Fig. 8. Secado del mineral.

Trituración Terciaria

Después de secado, se tritura de nuevo y se hace pasar una criba fina,

sometiéndolo a continuación por partidas de 500 kg, hasta obtener un tamaño de

partículas de máximo 15 mm en una trituradora de rodillos.

Concentración del mineral

Para poder obtener níquel puro, se debe proceder a una concentraciónen mata, es

decir, se tiene que añadir, aunque no se desee, azufre no presente para volverlo a

eliminar más tarde completamente, siendo esta una desventaja que solo es

compensada por el hecho de que se puede eliminar la mayor parte de la ganga en

forma de escoria vendible.

El mineral finalmente molido se moldea en briquetas en una prensa de

aglomerados con yeso, cal y algo de espato flúor también con aglomerantes y

polvo de carbón.

Fig. 9. Mineral molido.



12

Reducción – Fundición

Esta operación se lleva a cabo en hornos de cuba, el yeso añadido se reduce

produciendo CaS que se transforma con los silicatos de los metales pesados y

sus óxidos, dando a su vez sulfuros y escorificándose la cal, la escoria funde con

dificultad por su elevado contenido de MgO; es por esto que se añade CaF2, para

que se haga más liquida y más pobre en níquel, para esto se emplean hornos de

camisa de agua de sección de 1,5 x 5 m, tienen para un mejor efecto reductor

una altura considerable y pasan hasta 150 toneladas de material en 24 horas, con

una adición de coque de cerca del 40%. Luego de esta operación, la mata

contiene cerca de 30% – 40% de Ni y 40% -50% de Fe, el resto es azufre; y la

escoria contiene un 0.4% de Ni. El Ni se encuentra como oxido de níquel.

Fig.10. Fundición del mineral.

Insuflación

El trabajo de concentración, usual antiguamente, por tostación y fusión ha sido

sustituido paulatinamente por la insuflación en convertidores con revestimiento

básico y adición acida de unas 2 ton de cabida. La mata fina obtenida por

insuflación con 76% a 79% de Ni, contiene aproximadamente 0,1% a 0,2% de

Fe; el resto es azufre; la escoria, rica en Ni vuelve a fundición del mineral.



13

Tostación

La mata fina es tostada por completo para eliminar completamente el azufre

(máximo 0.01%), en hornos de reverbero a una temperatura superior a la de

disociación del NiSO4, es decir, superior a 885°C, en esta etapa se obtiene níquel

bruto y escoria.

Fig. 11. Tostación de la mata.

Refinado

El níquel bruto contiene todavía impurezas que lo hacen inapropiado para su

elaboraciónposterior. Por refundición con entrada de aire es oxidada ya,

favoreciendo el NiO disuelto, una parte de estas impurezas como S , As, C. Si,

Pb, Zn y Fe y eliminada. Como desoxidante se añade Mg o Al. Para efectuar el

refinado se emplean hoy casi siempre hornos eléctricos con revestimiento básico

del tipo Heroult o Helbergr y en cubas de Hybinette se utilizan como cátodos,

finas chapas de níquel electrolítico depositadas en baños especiales sobre chapas

de Al. Al terminar la refinación electrolítica del níquel que contiene cerca del

95% de Ni y solo 1,5% hasta 2,5% de Cu. Los cátodos son cortados en placas

pequeñas o refundidas y presentados en forma de bloques pequeños o granalla.

Fig.12. Granalla del níquel.



14

3.2. HIDROMETALURGIA DEL NIQUEL

Las pruebas metalúrgicas se basan a partir del mineral, a través de una serie de

procesos unitarios llegan a obtener el metal base níquel como se puede apreciar en

la figura 13.

Fig.13. Diagrama de Ichikawa de los procesos unitarios involucrados.



15

4. ALEACIONES DEL NIQUEL

El níquel se utiliza industrialmente tanto en su denominación comercial de Níquel

puro como formando parte de un gran número de aleaciones a las que se les adiciona

distintos elementos que actúan sobre sus propiedades mecánicas.

Las aleaciones base níquel, especialmente las superaleaciones, tienen aplicaciones en

industrias tan estratégicas como el automóvil, aeronáutica, aeroespacial, química y

generación de energía. En la mayoría de los casos, estas aleaciones hacen valer su

excelente comportamiento mecánico a elevadas temperaturas, por encima del rango

de utilización de los aceros. Las superaleaciones base níquel, además, pueden

alcanzar elevadas propiedades mecánicas gracias a que son tratables térmicamente y

un excelente comportamiento a corrosión.

Sus buenas propiedades mecánicas, buena capacidad de deformación en frío, gran

tenacidad, alta resistencia al calor, resistencia a la oxidación a altas temperaturas, así

como una buena resistencia a la corrosión por muchos agentes químicos, han hecho

que el níquel y sus aleaciones encuentren aplicación creciente en todas las ramas de

la industria.

Las aleaciones de níquel han solucionado problemas de corrosión y buenos valores

de resistencia mecánica a alta temperatura en dónde para tales condiciones, los

aceros inoxidables resultan inadecuados.

El níquel y sus aleaciones se pueden soldar por todos los procesos de soldadura

conocidos en las condiciones apropiadas Sin embargo, debido a la gran afinidad de

este metal por los gases atmosféricos y aquellos provenientes de la descomposición

de residuos orgánicos, conviene limpiar la zona a unir; eliminar toda traza de grasa,

aceite, pintura y película de óxido y soldar las aleaciones de níquel en estado

recocido para evitar fisuras.



16

4.1. NÍQUEL Y COBRE

En esta aleación hay bajo níquel (2 a 13%Ni).

Cuproníqueles (de 10 a 30% Ni).

Aleaciones para monedas (25% Ni).

Aleaciones de resistencia eléctrica controlada (45% Ni).

Aleacionesno magnéticas (hasta 60% Ni).

Aleaciones de alto níquel (más de 50%Ni). A estas aleaciones se la denominan

Monel, tiene elevada resistencia mecánica, soldabilidad, excelente resistencia a

la corrosión, tenacidad, excelente rendimiento en la exposición al agua de mar o

salobre en condiciones de alta velocidad.

Fig.14. Tubos de aleación de metal monel.

Fig. 15. Alambre de aleación de constatan



17

4.2. NÍQUEL Y HIERRO

Aleaciones de aceros forjados (de 0.5 a 9%Ni).

Aceros de aleación colados (de 0.5 a 9%Ni).

Hierros colados de aleación (de 1 a 6 y de 14 a 36% Ni).

Aleaciones magnéticas (de 20 a 90% Ni).

Aleaciones no magnéticas (10a 20% Ni).

Aceros revestidos de acero inoxidable (de 5 a 49% Ni).

Súper aleaciones en base de hierro (de 0.2 a 9% Ni).

Aleaciones de dilatación térmica controlada, de bajo coeficiente (de 36 a 50% 3

Ni).

Aleaciones de dilatación seleccionada (de 22 a 50% Ni).

4.3. NÍQUEL, HIERRO Y CROMO

Son aleaciones resistentes al calor (de 40 a85% Ni).

Aleaciones de resistencia eléctrica controlada (de 35 a 60% Ni).

Súper aleaciones a base de hierro (de 9 a 26% Ni).

Fig.16. Lamina de aleación de permalloy.



18

Aceros inoxidables (de 2 a 25% Ni).

Supe aleaciones en base de hierro (de 0.2 a 9% Ni).

Aceros martensítico de alto níquel (18% Ni).

4.4. NÍQUEL, CROMO, HIERRO Y MOLIBDENO

Se utiliza para aleaciones reforzadas por solucione en base de níquel (de 40 a

80%Ni).

Para aleaciones reforzadas por precipitación en base de níquel (de 40 a 90%Ni).

Níquel, cromo, molibdeno y hierro.

Estas aleaciones se crearon principalmente para el servicio en ambientes

altamente corrosivas, muchas de ellas poseen buena resistencia a la oxidación, y

algunas tienen una resistencia mecánica útil hasta 1093 grados centígrados.

4.5. PRINCIPALES ALEACIONES

Las aleaciones del níquel al igual que por ejemplo las aleaciones del cobalto son

bastante complejas, es por eso que a continuación se presenta una tabla con las

aleacions principales del níquel.

Fig.17. Tubo de aleación

inconel.

Fig.18. Alambre de aleación de invar.



19

Aleación Composición Propiedades Aplicaciones

Metal monel Ni (65%) + Cu (28%)

+ Fe + Mg +Co

Resistente a la acción

corrosiva de muchas

sustancias químicas.

Industrias textil,

papelera, etc.

Constatan Ni (40%) + Cu (60%)

Elevada resistividad

eléctrica, poco variable

con la temperatura.

Como resistencia

eléctrica y en la

fabricación de

monedas.

Permalloy Ni (78%) + Fe (22%)Buenas características

magnéticas.

Bobinas de

inducción en

circuitos de

comunicación

eléctrica

Invar Ni (33%) + Fe (66%)

+ Cr (1%)

Gran resistividad

eléctrica, reducida

conductividad térmica y

pequeño coeficiente de

dilatación.

Instrumentos de

precisión,

termostatos, etc.

Platinita Ni (46%) + Fe (54%)

Coeficiente de

dilatación semejante al

vidrio.

Instrumentos mixtos

de metal y vidrio

(tubos electrónicos,etc.).



20

5. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL NÍQUEL

El níquel tiene unas grandes propiedades mecánicas lo que hace que se alee con

muchos materiales para mejorar sus propiedades tales como: dureza, resistencia al

desgaste, tenacidad, etc.

El níquel es un material dúctil, por lo que tiene una prolongada zona plástica.

Es capaz de absorber una buena cantidad de energía antes de fracturar, es decir

tiene buenas propiedades de tenacidad (Límite de Rotura: 47 kg/mm2).

Es un material conductor, del calor y de la electricidad.

Tiene capacidad para crear campos magnéticos.

Tiene resistencia a la oxidación y a la corrosión.

6. APLICACIONES DEL NIQUEL

El níquel es un metal que se utiliza en distintos campos de la mecánica, por ejemplo

el 65% en la fabricación de acero inoxidable autentico, el 12% en superaleación de

níquel y el 23% en aleaciones, baterías recargables, acuñación de monedas entre

otros.

6.1. EN LOS ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS (65%)

Los aceros inoxidables son aleaciones ferrosas que contienen cromo en una

proporción mínima del 11%. Además de hierro y cromo estas aleaciones contienen

carbono y otros elementos, principalmente, el níquel, el molibdeno, el manganeso,

el silicio, el titanio, etc. Entre ellos destaca el cromo porque forma una película en

la superficie del acero que lo protege de la corrosión.

Aceros inoxidables austeníticos al Cromo-Níquel:

Contienen cantidades de carbono comprendidas entre valores inferiores a 0,03, y

magnitudes máximas del orden de 0,25%, cromo en cantidades de entre 16 y el

26 %, y níquel de entre el 6 y el 22%, los demás elementos aditivos permiten

obtener determinadas características, como por ejemplo el molibdeno que se



21

añade en cantidades de entre 1,5 a 6% para mejorar la resistencia a la corrosión

por picaduras. En la clasificación AISI figuran como “serie 300”. Este tipo de

aceros se pueden aplicar en:

Industria química y nuclear (AISI 304, AISI 309, AISI 310, AISI 316, AISI

321, AISI 347)

Industria alimentaria (AISI 301, AISI 303, AISI 304, AISI 316, AISI 321)

Accesorios domésticos y electrodomésticos (AISI 304, AISI 316, AISI 321)

Transportes (AISI 301, AISI 302, AISI 304, AISI 305, AISI 316, AISI 321,

AISI 347)

Transportes marítimos (AISI 309, AISI 310)

Transportes aéreos (AISI 302, AISI 304, AISI 316, AISI 321, AISI 347)

Arquitectura y escultura (AISI 301, AISI 302, AISI 304, AISI 316)

Hospitalarias y quirúrgicas (AISI 304, AISI 316)

Aceros inoxidables austeníticos al cromo-manganeso-níquel:

Son aceros definidos según AISI como “serie 200”, parte del níquel

(aproximadamente el 4%) se sustituye por otros elementos austenitizantes,

como el manganeso (presente en proporción aproximada del 7%) y el nitrógeno

(contenido en proporción no superior al 0,25%). Este tipo de metales se pueden

aplicar en:

Industria alimentaria (AISI 201, AISI 202)

Transportes (AISI 201 AISI, 202)

Arquitectura (AISI 201, AISI 202)



22

6.2. EN SUPERALEACIONES (12%)

Superaleación de níquel-cobre:

Esta aleación está compuesta por cobre en 75% y níquel en un 25%.

Fig.19. Prensaestopas de 3.000kg en aleación de níquel-cobre.

HastelloyX:

Es una superaleación níquel-cromo-hierro-molibdeno, esta tiene gran fuerza a

altas temperaturas, resistente a la oxidación y es de fácil fabricación.

Fig.20. HastelloyX en tubos soldados de ASTM B619.

Inconel:

Es una marca de Special Metals Corporation que se refiere a una familia de

superaleaciones austeníticas de base níquel-cromo se utilizan normalmente en

https://es.wikipedia.org/wiki/Marca_(registro)

https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Special_Metals_Corporation&action=edit&redlink=1

https://es.wikipedia.org/wiki/Austen%C3%ADtica

https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADquel

https://es.wikipedia.org/wiki/Cromo

https://es.wikipedia.org/wiki/Cromo

https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADquel

https://es.wikipedia.org/wiki/Austen%C3%ADtica

https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Special_Metals_Corporation&action=edit&redlink=1

https://es.wikipedia.org/wiki/Marca_(registro)



23

aplicaciones a altas temperaturas.

Fig.21. Productos hechos de Inconel 60.

Níquel 200 / 201:

El níquel 200 y níquel 201 son soluciones sólidas reforzadas, comercialmente

puras con propiedades mecánicas buenas en un rango amplio de temperaturas y

excelente resistencia a muchos corrosivos, particularmente a hidróxidos. Se

pueden aplicar en:

Equipos de proceso de alimentos. Ingeniería marina y fuera de costa.

Producción de sal.

Manejo de equipos cáusticos.

Fabricación y manejo de hidróxido de sodio, particularmente a temperaturas

mayores de 300° F.

Recipientes y reactores en los que el flúor es generado y reacciona con

hidrocarbonos.

Las aplicaciones donde el níquel 200-201 puede ser usado incluyen procesos

y almacenajes químicos, producción de fibra sintética, y procesos donde se

usan el hidróxido de sodio y el flúor. Otras aplicaciones incluyen la industria

aeroespacial y de defensa al igual que en el procesamiento de alimentos. El

níquel 200/201 tiene una resistencia excepcional a álcalis cáustica a variastemperaturas y concentraciones



24

Fig.22. Tubos hechos de níquel 201.

6.3. EN ALEACIONES Y OTROS

Monedas de Níquel

La mayoría de las monedas en el mundo tiene cierto porcentaje de níquel en su

composición.

Fig.23. Monedas de níquel.

Baterías de níquel-cadmio(Ni-Cd)

Usa hidróxidos de níquel y cadmio metálico como electrodos



25

Fig.24. Baterías de Níquel-Cadmio.

En la industria Aeronáutica como recubrimiento

El recubrimiento de aleación níquel, cromo y hierro de alta pureza, para

aplicarse como material de enganche en aplicaciones alta temperatura 980º.

El recubrimiento de aleación de níquel, cromo y aluminio diseñado para la

eliminación selectiva de recubrimientos en bancos de ácido.

El recubrimiento tubular de molibdeno, níquel y aluminio para el autoenganche

con buena resistencia a la erosión por partículas, resistencia al impacto y buen

comportamiento frente a la fisuracion.

Fig.25. Hélice recubierta por aleación de níquel.



26

Recubrimiento de níquel-aluminio para la realización de capa de enganche con

alta resistencia a la oxidación y a altas temperatura, choque térmico. Aplicación

sobre pieza expuesta a la fricción severa.

Fig.26. Pieza recubierta por aleación de níquel.



27

CONCLUSIONES

El níquel es liberado al aire por las plantas de energía y las incineradoras de basuras.

Este se depositará en el suelo o caerá después de reaccionar con las gotas de lluvia.

Usualmente lleva un largo periodo de tiempo para que el níquel sea eliminado del

aire. El níquel puede también terminar en la superficie del agua cuando es parte de

las aguas residuales.

La mayor parte de todos los compuestos del níquel que son liberados al ambiente se

absorberán por los sedimentos o partículas del suelo y llegará a inmovilizarse. En

suelos ácidos, el níquel se une para llegar a ser más móvil y a menudo alcanza el

agua subterránea. No hay mucha más información disponible sobre los efectos del

níquel sobre los organismos y los humanos.

Sabemos que altas concentraciones de níquel en suelos arenosos puede claramente

dañar a las plantas y altas concentraciones de níquel en aguas superficiales puede

disminuir el rango de crecimiento de las algas. Microorganismos pueden también

sufrir una disminución del crecimiento debido a la presencia de níquel, pero ellos

usualmente desarrollan resistencia al níquel.

Para los animales el níquel, es un elemento esencial en pequeñas cantidades. Pero el

níquel no es sólo favorable como elemento esencial; puede ser también peligrosocuando se excede la máxima cantidad tolerable.

Esto puede causar varios tipos de cánceres en diferentes lugares de los cuerpos de los

animales, mayormente en aquellos que viven cerca de refinerías. No es conocido que

el níquel se acumule en plantas o animales. Como resultado el níquel no se

biomagnífica en la cadena alimentaria.



28

ANEXOS

En la siguiente tabla se muestra los efectos de algunos elementos de aleación con el

cobre:

Tabla 1

Elementos de aleación

CrConfiere buena resistencia a la corrosión en medios oxidantes. Mejora la

resistencia frente a la sulfidización. Incrementa la resistencia mecánica.

Mo Incrementa la resistencia mecánica. Mejora la resistencia frente a la

corrosión por picaduras o por cavidades.

Fe Incrementa la resistencia mecánica. Reduce el precio de las aleaciones.

AlPrincipal endurecedor de las aleaciones base Níquel. Incrementa la

resistencia frente a la oxidación.

CContribuye a la resistencia de la aleación. Puede afinar las partículas

presentes en las juntas, incrementando su resistencia.

Ti, Nb, W Incrementa la resistencia mecánica.

CoIncrementa la resistencia mecánica. Mejora la resistencia frente a la

sulfidización.

Cu

Mejora la resistencia a la corrosión en medios marinos Cantidades

superiores al 0,5% ocasionan la formación de fases indeseables de bajo

punto de fusión.

Fuente:(Aimen, 2010)



REFERENCIAS

1.

Hubert Lloyd Barnes (1997). Geochemistry of hydrothermal ore deposits. John

Wiley and Sons. pp. 382 – 390.

2.

Propiedades físicas y químicas del níquel. Obtenido de:

boj.pntic.mec.es/jpac0012/quimipatatas/niquiz

3.

webmineral.com. «Pentlandite Mineral Data» (en inglés).

4. Pirrotina. Obtenido de: uned.es/cristamine/fichas/pirrotina/pirrotina

5. http://www.allstudies.com

6.

http://www.inoxidable.com

monografia ing. de materiales ii - niquel

Documents