Monel® Alloy 400 es una aleación de níquel-cobre célebre por su alta resistencia, tenacidad y extraordinaria resistencia a la corrosión, incluso en entornos extremos como el agua de mar y los ácidos. En MWalloysOfrecemos Monel 400 a medida en forma de placas, barras, varillas, bobinas, tubos y alambres, adaptados a aplicaciones marinas, químicas, aeroespaciales y de intercambiadores de calor.
¿Qué es el Monel 400?
El Monel 400 (UNS N04400) es una aleación de níquel-cobre de solución sólida compuesta por ~63-70 % de níquel y 28-34 % de cobre, con trazas de hierro, manganeso, carbono y silicio.. Su estructura FCC monofásica proporciona propiedades uniformes y mejora la resistencia a la corrosión, especialmente en entornos reductores.
Especificaciones y parámetros
Categoría | Propiedad | Valor / Especificación | Notas / Condiciones |
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Composición química | Níquel (Ni) | 63,0-70,0% | Componente primario |
Cobre (Cu) | 28,0-34,0% | Saldo | |
Hierro (Fe) | ≤2.5% | ||
Manganeso (Mn) | ≤2.0% | ||
Carbono (C) | ≤0.30% | ||
Silicio (Si) | ≤0.50% | ||
Azufre (S) | ≤0.024% | ||
Cobalto (Co) | ≤1.00% (rastreo opcional) | ||
Propiedades físicas | Densidad | 8,80-8,90 g/cm³ (0.319 lb/in³) | |
Intervalo de fusión | 1295-1350°C (2460-2470°F) | ||
Resistividad eléctrica (20°C) | 51,0 μΩ-cm | ||
Conductividad térmica (100°C) | 14,0 W/m-K (24,1 BTU-in/hr-ft²-°F) | ||
Coeficiente de dilatación térmica (0-100°C) | 13.9 × 10-⁶/°C (7.7 × 10-⁶/°F) | ||
Módulo elástico | 179 GPa (26 × 10⁶ psi) | ||
Permeabilidad magnética | Bajo (no magnético cuando está recocido) | ||
Propiedades mecánicas | Resistencia a la tracción (recocido, RT) | 480-760 MPa (70-110 ksi) | Mín. ASTM: ≥480 MPa; Aeroespacial (AMS): ≥760 MPa. |
Límite elástico (0.2% Offset, RT) | 170-370 MPa (25-54 ksi) | Mín. ASTM: ≥170 MPa; Aeroespacial: ≥370 MPa. | |
Alargamiento (A5, RT) | 30-45% | Mín. ASTM: ≥35%; Aeroespacial: ≥40% | |
Dureza (recocido) | ≤179 HB (≤68 HRB) | ||
Límites térmicos | Servicio continuo (aire) | ≤600°C (1112°F) | Resistencia a la oxidación |
Resistencia a la ruptura por tensión (600°C) | ~40 MPa (5,8 ksi) para 1.000h | Valor típico | |
Resistencia a la corrosión | Ácido fluorhídrico (HF) | Excelente (una de las pocas aleaciones resistentes al HF) | |
Agua de mar | Superior a las aleaciones de cobre (resiste a las picaduras y al agrietamiento por corrosión bajo tensión) | ||
Ácido sulfúrico (≤85%) | Resistente | ||
Soluciones alcalinas | Excelente (incluso en álcalis concentrados calientes) | ||
Amoníaco (anhidro, ≤585°C) | Resistente | ||
Tratamiento térmico | Recocido | 870-980°C (1600-1800°F), enfriamiento rápido | Optimiza la ductilidad/resistencia a la corrosión |
Normas internacionales | Bar/Rod | ASTM B164, AMS 7234 (aeroespacial) | |
Placa/Hoja | ASTM B127, AMS 4553 | ||
Tubos | ASTM B165, AMS 4676 | ||
Piezas forjadas | ASTM B564 | ||
Metal de aportación para soldadura | AWS A5.14 ERNiCu-7 | ||
Aplicaciones clave | Ingeniería naval | Ejes de bombas, palas de hélices, intercambiadores de calor de agua de mar, plantas desalinizadoras | |
Procesado químico | Equipos de ácido HF, bombas/válvulas de ácido clorhídrico, reactores de ácido sulfúrico | ||
Petróleo y gas | Herramientas de fondo de pozo, unidades de destilación de crudo, plataformas marinas | ||
Industria nuclear | Equipos de enriquecimiento de uranio, sistemas de separación de isótopos |
Notas sobre variabilidad y detalles críticos
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Gamas de propiedades mecánicas:
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Las resistencias mínimas a la tracción/rendimiento varían significativamente según la norma (por ejemplo, ASTM frente a AMS) y la forma del producto (barra frente a chapa). Los grados aeroespaciales requieren una mayor resistencia.
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El trabajo en frío aumenta la resistencia pero reduce la ductilidad.
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Comportamiento frente a la corrosión:
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Evitar oxidantes fuertes (por ejemplo, ácido nítrico, hipoclorito), que pueden provocar picaduras.
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Estabilidad térmica: La exposición prolongada por encima de 600°C puede causar fragilización; limitar a 550°C para aplicaciones críticas.
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Fabricación:
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Soldadura: Utilizar metal de aportación ERNiCu-7; se recomienda recocido posterior a la soldadura para servicios corrosivos.1.
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Mecanizado: El alto índice de endurecimiento por deformación requiere bajas velocidades/herramientas de carburo.
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Cumplimiento de las normas:
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Las aplicaciones nucleares/aeroespaciales requieren grados certificados (por ejemplo, AMS 4553 para aeroespacial).
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comparación global de precios
Formulario | China (Made-in-China / Alibaba) | Europa (REINO UNIDO/UE) | EE.UU. (Minoristas/Distribuidores) | India (Bombay/proveedores locales) |
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Placa/Hoja | $22,8-32,8 /kg (200 kg MOQ) $15-46,9 /kg (500 kg MOQ) |
3,49-4,07 euros/kg (~$3,90-4,55/kg) | $10-30/kg FOB | ₹2.000/kg (~$24/kg) |
Barra / Varilla | $8-25/kg (barra redonda) | N/A | $28-45/kg (precio de la barra rígida) | ₹2.000/kg (~$24/kg) |
Bobina / Tira | $20-30/kg | 3,02-3,49 euros/kg (~$4,00-4,60/kg) | Datos limitados | ₹2.600/kg (~$31/kg) |
Alambre / Alambre de soldadura | $15-35/kg alambre general $18-25/kg malla de alambre |
~$30-45/kg alambre para muelles/soldadura (al por menor) | ₹2.800/kg (~$35/kg) |
📌 Perspectivas clave de la fijación de precios:
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China: La chapa Monel 400 oscila entre $22,8 a $46,9/kgcable de $15-35/kg. MOQ varía.
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Europa: Los precios de las chapas y bobinas se indican en 3,02-4,07 euros/kg (sobre $3,90-4,60/kg).
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EE.UU.: La placa es aproximadamente $10-30/kg F.O.B, bares sobre $28-45/kg.
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India: La placa y la barra están alrededor ₹2.000/kg (~$24/kg), bobina más cercana a ₹2.600/kg (~$31/kg).
📝 Observaciones:
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China ofrece los precios más competitivos en todas las modalidades.
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Europa y Estados Unidos Los precios son más altos, sobre todo para los pedidos con valor añadido y certificados.
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India Los precios se sitúan en la gama media, con chapas y barras similares a las chinas, y bobinas y alambres ligeramente superiores debido a los costes de transformación.
Aplicaciones
El Monel 400 se utiliza en todos los sectores industriales:
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Marinaejes de bombas, válvulas, hélices, tuberías de agua de mar.
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Química / Petroquímicacomponentes de tratamiento de ácidos, intercambiadores de calor.
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Aeroespacial: piezas del sistema de combustible, tornillería, instrumentación.
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Petróleo y gas: unidades de alquilación con ácido HF.
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Criogénicoconserva la tenacidad a -253 °C (-423 °F), sin transición dúctil-frágil.
¿Por qué elegir Monel 400?
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Resistencia a la corrosión: Excelente en agua de mar que fluye rápidamente y ácidos reductores; resistente a la SCC.
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Robustez mecánica: Resistencia comparable a la del acero estructural, y se mantiene resistente a temperaturas extremas bajo cero.
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Fabricabilidad: Trabajable en frío y en caliente; soldable con cargas estándar de Ni-Cu sin tratamiento postsoldadura.
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Versatilidad: Funciona entre -253 °C y ~480 °C sin pérdida de propiedades.
Fabricación
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Trabajo en frío: Mejora la resistencia; recocido a ~926 °C (~1.700 °F) para recuperar la ductilidad.
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Trabajo en caliente: Recomendado entre 650-1.180 °C (1.200-2.150 °F).
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Soldadura: GTAW, GMAW, SMAW adecuados; limpieza crítica post-soldadura.
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Mecanizado: El trabajo se endurece rápidamente: utilice velocidades lentas, avances intensos y herramientas rígidas.
Comparación con aleaciones similares
Propiedad | Monel 400 | Inconel 600 | Acero inoxidable 316 |
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Corrosión | Excelente en agua de mar | Excelente en oxidación | Bien |
Resistencia (RT UTS) | ~550 MPa | ~700 MPa | ~620 MPa |
Límite de alta temperatura | ~480°C | ~982 °C | ~800 °C |
Endurecimiento por trabajo | Alta | Moderado | Bajo |
Trabajabilidad | Mecanizado difícil | Buena soldabilidad | Excelente maquinabilidad |
Directrices de soldadura
Utilizar aporte de Ni-Cu como Monel® K-500, limpiar las zonas de soldadura para evitar la fragilización y evitar el tratamiento térmico posterior a la soldadura. Esto garantiza la resistencia a la corrosión y la integridad mecánica.
Preguntas frecuentes
1. ¿Para qué entornos es más adecuado el Monel 400?
El Monel 400 presenta una excelente resistencia a la corrosión en agua de mar, vapor, ácidos y soluciones alcalinasjunto con una excelente resistencia a sulfúrico y ácidos fluorhídricos en condiciones reductoras. También es ideal para intercambiadores de calor, tuberías marinas y plantas de alquilación de ácidos donde los fluidos agresivos son habituales.
2. ¿Se puede soldar fácilmente el Monel 400?
Sí. Monel 400 es fácilmente soldable utilizando técnicas estándar como GTAW, GMAW y SMAWcon electrodos Monel 60, ERNiCu-7 o Monel 400. Mejores prácticas: mantener las juntas muy limpias, utilizar blindaje inerte y controlar la entrada de calor para evitar el agrietamiento..
3. ¿Cómo se comporta el Monel 400 a bajas y altas temperaturas?
Restos de Monel 400 resistente hasta temperaturas criogénicas (sin transición dúctil-frágil) y conserva su resistencia hasta ~538 °C (1.000 °F). Esta versatilidad lo hace adecuado tanto para aplicaciones a temperaturas bajo cero como intensivas en calor.
4. ¿Es difícil mecanizar Monel 400?
Sí-Monel 400 se endurece rápidamentelo que dificulta el mecanizado. Utilice velocidades lentas, bajas velocidades de avanceHerramientas rígidas y refrigeración suficiente para controlar el calor y evitar el desgaste de las herramientas..
5. ¿En qué se diferencia el Monel 400 del Monel K-500?
Monel K-500 incluye aluminio y titanio para mayor resistencia mediante endurecimiento por precipitación, conservando una resistencia a la corrosión similar a la del Monel 400.. Elija K-500 para aplicaciones que requieran una mayor resistencia; en caso contrario, 400 ofrece unas prestaciones anticorrosivas casi idénticas a un coste inferior.