Il nichel e le sue leghe

Il nichel ha un reticolo cubico a facce centrate e non subisce trasformazioni di fase dalle temperature criogeniche fino alla fusione (1455 °C): resta duttile e tenace in tutto questo intervallo. Le sue leghe non si induriscono con trattamenti termici: la resistenza si regola con la composizione (soluzione solida) e con il grado di incrudimento dato dalla laminazione a freddo.

Nickel 201 (2.4061): nichel puro a basso carbonio

Contiene almeno il 99 % di nichel. Resiste in modo eccellente agli alcali caustici, anche concentrati e caldi (soda caustica), e alle atmosfere secche contenenti alogeni. Ha elevata conducibilità elettrica e termica, è ferromagnetico (temperatura di Curie circa 358 °C) e magnetostrittivo: per questo è impiegato nell’industria chimica, nell’elettronica e nei collegamenti delle batterie.

Rispetto al Nickel 200, il carbonio è limitato a 0,02 %. Nel Nickel 200, se il materiale resta a lungo sopra circa 315 °C, il carbonio in eccesso precipita come grafite ai bordi di grano e lo rende fragile (grafitizzazione). Il Nickel 201 è quindi la scelta per l’impiego a temperatura elevata.

Monel 400 (2.4361): lega nichel–rame

Contiene circa due terzi di nichel e un terzo di rame (Cu 28–34 %), con piccole quantità di ferro e manganese. Nichel e rame hanno lo stesso reticolo cubico a facce centrate, raggi atomici quasi uguali ed elettronegatività simili (regole di Hume-Rothery): sono miscibili in ogni proporzione e formano un’unica soluzione solida, come mostra il diagramma di stato.

Ne deriva una lega più resistente del nichel puro, molto duttile e saldabile, con una resistenza alla corrosione eccezionale in acqua di mare (anche in movimento ad alta velocità), acido fluoridrico, acidi riducenti diluiti e alcali. La sua temperatura di Curie è vicina a quella ambiente, per cui il Monel 400 è solo debolmente magnetico.