Monel 400 es una aleación de níquel-cobre que es resistente a la corrosión en muchos entornos. Se compone de dos sólidos cristalinos que forman un solo sólido nuevo.
Monel fue una creación de Robert Crooks Stanley de la International Nickel Company. Patentado en 1906, fue nombrado por el presidente de la compañía, Ambrose Monell. La segunda "L" se eliminó del nombre del metal porque no era posible patentar el nombre de una persona en ese momento.
Visión general
Existen múltiples variaciones de las aleaciones Monel, comenzando con Monel 400, que contiene al menos 63% de níquel, entre 29% y 34% de cobre, entre 2% y 2.5% de hierro, y entre 1.5% y 2% de manganeso. Monel 405 agrega no más de 0.5% de silicio, y Monel K-500 agrega entre 2.3% y 3.15% de aluminio y entre 0.35% y 0.85% de titanio. Estas y otras variaciones son valoradas por su resistencia al ataque de ácidos y álcalis, así como por su alta resistencia mecánica y buena ductilidad.
Monel 400 contiene la misma cantidad de níquel y cobre que se encuentra en un mineral de níquel natural en Ontario, Canadá. Tiene alta resistencia y solo se puede endurecer
trabajo en frio. Debido a su resistencia al deterioro, Monel 400 se usa con mayor frecuencia en piezas que se encuentran en ambientes marinos y químicos.Si bien es un metal muy útil, tiene un costo prohibitivo en la mayoría de las aplicaciones. Monel 400 cuesta de cinco a 10 veces más que el níquel o cobre ordinario.
Como resultado, se usa raramente, y solo cuando ningún otro metal podría hacer el mismo trabajo. Como ejemplo, Monel 400 es una de las pocas aleaciones que mantiene su resistencia en temperaturas bajo cero, por lo que se utiliza en esas circunstancias.
Fabricación
De acuerdo a Azom.com, las técnicas de mecanizado utilizadas para las aleaciones de hierro se pueden utilizar para Monel 400, aunque es difícil porque se endurece durante el proceso.
Si el objetivo es endurecer Monel 400, la única opción es trabajar en frío, utilizando materiales de matriz blandos. A través del trabajo en frío, se utiliza tensión mecánica en lugar de calor para cambiar la forma del metal.
Azom.com recomienda soldadura por arco de gas, soldadura por arco de metal, soldadura por arco de metal y gas y soldadura por arco sumergido para Monel 400. Cuando se trabaja en caliente Monel 400, las temperaturas deben oscilar entre 648-1,176 grados Celsius (1,200-2,150 grados Fahrenheit). Se puede recocer a 926 grados centígrados (1.700 grados Fahrenheit).
Aplicaciones
Debido a su resistencia a los ácidos, álcalis, agua de mar y más, Monel 400 a menudo se usa en aplicaciones donde la corrosión podría ser un problema. Según Azom.com, esto incluye entornos marinos donde se necesitan accesorios, válvulas, bombas y sistemas de tuberías.
Otras aplicaciones a veces incluyen plantas químicas, incluidos entornos que usan ácido sulfúrico y ácido fluorhídrico.
Otra área donde Monel 400 es popular es la industria de las gafas. Es uno de los materiales más populares en uso para marcos, específicamente para componentes a lo largo de las sienes y sobre el puente de la nariz. De acuerdo a Negocio de cuidado de la vista, la combinación de resistencia y resistencia a la corrosión lo hace útil para cuadros.
Sin embargo, un inconveniente es que es difícil de moldear, lo que limita su utilidad para algunos cuadros.
Inconvenientes
Aunque valioso en muchas aplicaciones, Monel 400 no es perfecto. Si bien es resistente a la corrosión de muchas maneras, no puede soportar óxido nítrico, ácido nitroso, dióxido de azufre e hipocloritos. Por lo tanto, Monel 400 no debe usarse en entornos donde estaría expuesto a esos elementos.
Monel 400 también es susceptible a la corrosión galvánica. Esto significa que los sujetadores de aluminio, zinc o hierro pueden corroerse rápidamente si se usan con Monel 400.
Composición estándar de Monel 400
Principalmente níquel y cobre, la composición estándar de Monel 400 incluye:
- Níquel (más cobalto): 63% mínimo
- Carbono: 0.3% máximo
- Manganeso: 2.0% máximo
- Hierro: 2.5% máximo
- Azufre: 0.024% máximo
- Silicio: 0.5% máximo
- Cobre: 29-34%
Propiedades de la aleación de níquel-cobre Monel 400
La siguiente tabla describe las propiedades de Monel 400.
En relación con otros metales similares, es inusualmente fuerte y resistente a la corrosión.
| Propiedad | Valor (métrico) | Valor (imperial) |
|---|---|---|
| Densidad | 8.80*103 kg / m3 | 549 lb / pie3 |
| Módulo de elasticidad | 179 GPa | 26,000 ksi |
| Expansión Térmica (20ºC) | 13.9*10-6º C-1 | 7.7*10-6 en / (en * ºF) |
| Capacidad calorífica específica | 427 J / (kg * K) | 0.102 BTU / (lb * ºF) |
| Conductividad térmica | 21,8 W / (m * K) | 151 BTU * in / (hr * ft2* ºF) |
| Resistividad eléctrica | 54.7*10-8 Ohm * m | 54.7*10-6 Ohm * cm |
| Resistencia a la tracción (recocido) | 550 MPa | 79,800 psi |
| Fuerza de rendimiento (recocido) | 240 MPa | 34,800 psi |
| Alargamiento | 48% | 48% |
| Temperatura de líquido | 1.350º C | 2,460º F |
| Temperatura Solidus | 1.300º C | 2,370º F |
Fuentes: www.substech.com, www.specialmetals.com