Cupronichel

I cupronichel sono le leghe di rame in cui il nichel è il principale elemento aggiunto.

Sono caratterizzate da un'ottima resistenza alla corrosione in ambienti marini (si usano in impianti di dissalazione e condensatori marini); notevole è la resistenza meccanica, in particolare all'erosione.

Si noti che basta un tenore del 20% per sbiancare completamente il rame ed ottenere un colore grigio metallico; per questi motivi sono usate nella monetazione: la parte "bianca" delle monete da 1 e 2 euro è costituita da un cupronichel 75-25. Il diagramma di fase rame-nichel è molto semplice: la fase solida presenta una struttura cristallina α in tutto il range di composizioni.

Spesso il nichel viene accompagnato da altri elementi, per migliorare alcune proprietà della lega: il ferro aumenta la resistenza alla corrosione e la resistenza meccanica; il manganese viene usato per disossidare e desolforare; inoltre migliora la lavorabilità; lo stagno aumenta l'elasticità; il cromo può sostituire parzialmente il ferro, aumentando ulteriormente le caratteristiche meccaniche; il niobio aumenta la durezza nei getti, di cui migliora anche la saldabilità.

Applicazioni

I cupronichel vengono usati soprattutto nei condensatori, raffreddatori e altri scambiatori di calore a contatto con l'acqua di mare, negli impianti di desalinizzazione, nel trasporto di acqua e di olio combustibile. Avendo eccellente resistenza alla corrosione marina e al biofouling, sono utilizzate anche per le chiglie delle navi; poiché molluschi o alghe non colonizzano la superficie della chiglia, vi sono meno resistenze al moto della nave e minori costi per lo "scrostamento" e manutenzione della stessa. Le leghe Cu-Ni sono impiegate anche nelle piattaforme off-shore (come, ad esempio, quelle petrolifere) nella splash-zone, dove la corrosione è particolarmente aggressiva. I montanti e le strutture di sostegno sono protetti con piastre. Nelle centrali di produzione di energia (di origine fossile o nucleare) c'è bisogno di molta acqua per il sistema di raffreddamento: pertanto si utilizza acqua di mare, di lago o di fiume, che ha spesso elementi estranei come particelle di sabbia. Per evitare la erosione dovuta al trasporto di queste, si impiegano preferibilmente leghe con alta percentuale di nichel (30%).

Ecco un breve elenco delle leghe più comuni:

lega CuNi25 possiede resistenza all'usura e colore argenteo: è utilizzata come materiale per placcatura e nella monetazione (parte bianca delle monete da 1 e 2 euro, monete Franco Svizzero superiori al 5cts).
CuNi9Sn2 è lavorabile a freddo e presenta ottima elasticità: si trova nei contatti a molla nei relè, negli interruttori e connettori.
CuNi10Fe1Mn è una delle principali leghe 'marine', con resistenza a corrosione, cavitazione ed erosione. Si applica per lamiere e tubi nello scambio di calore, caldaie a bassa pressione per l'acqua di alimentazione impianti, negli impianti per aria condizionata, tubi alettati e tubi per sistemi frenanti.
CuNi30Mn1Fe, grazie alla maggiore percentuale di nichel, ha migliori proprietà meccaniche e anti-corrosione rispetto alla CuNi10Fe1Mn; viene usata negli stessi settori della precedente e in più anche negli impianti di desalinizzazione.
CuNi30Fe2Mn2 ha le più alte caratteristiche meccaniche e viene usata nei tubi condensatori.

Il cupronichel è usato anche come lega per la forgiatura degli strumenti musicali a fiato in metallo, come ad esempio i sassofoni Lien Cheng.

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Collegamenti esterni

(EN) cupronickel, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
Istituto Italiano del Rame, su copperalliance.eu. URL consultato il 21 novembre 2013 (archiviato dall'url originale il 23 novembre 2013).
www.coppernickel.org, su coppernickel.org.
Copper-Nickel - Copper Development Association UK, su copperinfo.co.uk. URL consultato il 10 febbraio 2009 (archiviato dall'url originale il 30 dicembre 2008).
International Copper Association, su copperalliance.org.
European Copper Institute, su copperalliance.eu. URL consultato il 21 novembre 2013 (archiviato dall'url originale il 9 marzo 2014).
Cupronickel: un... mare di applicazioni (articolo), su copperalliance.eu. URL consultato il 21 novembre 2013 (archiviato dall'url originale il 22 agosto 2014).