Em temperaturas mais altas, a maioria dos processos químicos acelera e a eficiência da geração de energia aumenta. Mas o material pode suportar altas temperaturas? Na prática, as temperaturas mais altas em muitos processos são limitadas pela adequação do material. O níquel pode resolver o problema.
Ao selecionar materiais para aplicações de alta-temperatura, as 4 propriedades mais importantes são resistência, estabilidade sustentada, resposta ambiental limitada e conveniência de produção de equipamentos.
À medida que a temperatura aumenta, a resistência do metal diminui. Em temperaturas mais altas, muitos tipos de aço têm uma resistência superior ao aço inoxidável da série 300. O aço inoxidável tem um desempenho melhor do que a maioria deles a 540 C. No entanto, as ligas contendo níquel- funcionam bem em temperaturas acima de 650 C. No entanto, a resistência à fluência ou a resistência à fratura por fluência se torna a propriedade mais importante em temperaturas acima de 540 C.
As propriedades metalúrgicas mudam com o tempo em altas temperaturas. O mais interessante é quando o metal forma uma fase dura e quebradiça quando o material fica tão frágil quanto o vidro. O níquel retarda a formação dessas fases, enquanto as ligas de níquel-cromo-ferro contendo pelo menos 33% de Ni não são afetadas.
Os metais reagem com o ambiente a temperaturas muito altas. Oxida no ar. Ligas com cromo e alumínio proporcionam proteção adicional. A redução de ambientes contendo monóxido de carbono, Ni e silício ajudam a reduzir a carbonização. Novas ligas adaptadas aos ambientes mais exigentes estão sendo desenvolvidas e testadas quando ocorre a carbonização rápida (chamada de pó metálico), e todas essas ligas possuem alto nível de Ni. Finalmente, os equipamentos relacionados precisam ser fabricados, envolvendo modelagem e soldagem de metais, onde o níquel-contendo aço inoxidável e liga de Ni têm um desempenho excelente.
O tubo conversor é feito de liga de níquel fundido, pode ser usado por centenas de milhares de horas em um ambiente carbonizado a 800-1000 graus C. Eles podem ser usados com vapor e hidrocarbonetos para gerar hidrogênio.
O tubo de radiação aquece o forno indiretamente. Várias ligas de níquel têm sido usadas com temperaturas tão altas quanto 1150 C, enquanto os metais podem tolerar temperaturas tão altas quanto 1200 C.
A cesta de tratamento térmico fixa as peças no forno de tratamento térmico. A liga contendo níquel- selecionada depende se a atmosfera é oxidativa ou redutora. Eles geralmente operam de forma mais estável.
