Monel es un grupo de aleaciones de níquel (del 52 al 67%) y cobre, con pequeñas cantidades de hierro, manganeso, carbono y silicio. Monel no es una aleación de cuproníquel porque tiene menos del 60% de cobre.

Más fuertes que el níquel puro, las aleaciones de Monel son resistentes a la corrosión provocada por muchos agentes agresivos, incluido el agua de mar que fluye rápidamente. Se pueden fabricar fácilmente mediante trabajo en caliente y en frío, mecanizado y soldadura.

Monel fue creada en 1905 por la International Nickel Company (Inco).

Monel es una aleación binaria de solución sólida. Como el níquel y el cobre son mutuamente solubles en todas las proporciones, se trata de una aleación monofásica. En comparación con el acero, Monel es muy difícil de mecanizar ya que se endurece muy rápidamente. Debe girarse y trabajarse a velocidades lentas y velocidades de avance bajas. Es resistente a la corrosión y a los ácidos, y algunas aleaciones pueden resistir un incendio en oxígeno puro. Se utiliza comúnmente en aplicaciones con condiciones altamente corrosivas. Pequeñas adiciones de aluminio y titanio forman una aleación (K-500) con la misma resistencia a la corrosión pero con una fuerza mucho mayor debido a la formación de primos gamma con el envejecimiento. Monel suele ser mucho más caro que el acero inoxidable.

La aleación Monel 400 tiene una gravedad específica de 8,80, un rango de fusión de 1300–1350 °C, una conductividad eléctrica de aproximadamente 34 % IACS y (en estado recocido) una dureza de 65 Rockwell B. La aleación Monel 400 se destaca por su tenacidad, que se mantiene en un rango considerable de temperaturas.

Solicitud:

Aplicaciones aeroespaciales

En la década de 1960, el metal Monel encontró usos masivos en la construcción de aeronaves, especialmente en la fabricación de armazones y revestimientos de aviones cohete experimentales, como el North American X-15, para resistir el gran calor generado por la fricción aerodinámica durante el vuelo a velocidades extremadamente altas. El metal Monel conserva su resistencia a temperaturas muy altas, lo que le permite mantener su forma a velocidades de vuelo atmosféricas elevadas, a cambio del aumento de peso de las piezas debido a la alta densidad de Monel.

Monel se utiliza para el cableado de seguridad en el mantenimiento de aeronaves para garantizar que los sujetadores no se puedan soltar, generalmente en áreas de alta temperatura; El alambre inoxidable se usa en otras áreas por economía.

Producción y refinación de petróleo

Monel se utiliza en el apartado de unidades de alquilación en contacto directo con ácido fluorhídrico concentrado. Monel ofrece una resistencia excepcional al ácido fluorhídrico en todas las concentraciones hasta el punto de ebullición. Es quizás la más resistente de todas las aleaciones de ingeniería comúnmente utilizadas. La aleación también es resistente a muchas formas de ácidos sulfúrico y clorhídrico en condiciones reductoras.

aplicaciones marinas

La resistencia a la corrosión de Monel lo hace ideal en aplicaciones tales como sistemas de tuberías, ejes de bombas, válvulas de agua de mar, cables para pesca por curricán y cestas coladoras. Algunas aleaciones son completamente no magnéticas y se utilizan para cable de anclaje a bordo de dragaminas, carcasas para equipos de medición de campo magnético. En la navegación de recreo, Monel se utiliza como alambre para agarrar grilletes para cuerdas de anclaje, para tanques de agua y combustible, y para aplicaciones submarinas. También se utiliza para ejes de hélice y pernos de quilla. En los veleros populares de Hobiecat, los remaches Monel se usan donde se necesita resistencia pero no se puede usar acero inoxidable debido a la corrosión que resultaría del contacto del acero inoxidable con el mástil de aluminio, la botavara y el marco del barco en un ambiente de agua salada.

Debido al problema de la acción electrolítica en agua salada (también conocida como corrosión galvánica), en la construcción naval Monel debe aislarse cuidadosamente de otros metales como el acero. El New York Times el 12 de agosto de 1915 publicó un artículo sobre un yate de 215 pies,"el primer barco que se ha construido con un casco íntegramente Monel,"que"se hizo pedazos"en solo seis semanas y tuvo que ser desechado,"a causa de la desintegración de su trasero por acción eléctrica."El esqueleto de acero del yate se deterioró debido a la interacción electrolítica con el Monel.

En la investigación de aves marinas, y en particular en el anillado o anillado de aves, Monel se ha utilizado para fabricar anillados o anillos para aves para muchas especies, como los albatros, que viven en un entorno de agua de mar corrosivo.

Aleaciones

monel 400

Monel 400 muestra alta resistencia y excelente resistencia a la corrosión en una variedad de ambientes ácidos y alcalinos y es especialmente adecuado para condiciones reductoras. También tiene buena ductilidad y conductividad térmica. Monel 400 generalmente encuentra aplicación en ingeniería marina, procesamiento químico y de hidrocarburos, intercambiadores de calor, válvulas y bombas. Está amparado por las siguientes normas: BS 3075, 3076 NA 13, DTD 204B y ASTM B164.

Se hace un gran uso de Monel 400 en unidades de alquilación, concretamente en la sección de reacción en contacto con ácido fluorhídrico concentrado.

Monel 401

Esta aleación está diseñada para su uso en aplicaciones eléctricas y electrónicas especializadas. La aleación 401 se suelda fácilmente de forma autógena mediante el proceso de arco de tungsteno con gas. La soldadura por resistencia es un método muy satisfactorio para unir el material. También exhibe buenas características de soldadura fuerte. Está amparado por la norma UNS N04401.

Monel 404

La aleación Monel 404 se utiliza principalmente en aplicaciones eléctricas y electrónicas especializadas. La composición de Monel 404 se ajusta cuidadosamente para proporcionar una temperatura de Curie muy baja, baja permeabilidad y buenas características de soldadura fuerte.

Monel 404 puede soldarse usando técnicas de soldadura comunes y forjarse, pero no puede trabajarse en caliente. El trabajo en frío se puede realizar con herramientas estándar y materiales blandos para un mejor acabado. Está amparado por las normas UNS N04404 y ASTM F96. Monel 404 se usa en cápsulas para transistores y sellos de cerámica a metal y otras cosas.

Monel 405

Monel 405 es el grado de mecanizado libre de la aleación 400. El porcentaje de níquel, carbono, manganeso, hierro, silicio y cobre sigue siendo el mismo que el de la aleación 400, pero el azufre cambia de 0,024 máx. a 0,025-0,060 %. La aleación 405 se usa principalmente para máquinas automáticas de tornillos y, por lo general, no se recomienda para otras aplicaciones. Los sulfuros de níquel-cobre resultantes del azufre en su composición actúan como rompevirutas, pero debido a estas inclusiones, el acabado superficial de la aleación no es tan suave como el de la aleación 400. Monel 405 se designa como UNS N04405 y está cubierto por ASME SB -164, ASTM B-164, Federal QQ-N-281, SAE AMS 4674 y 7234, Militar MIL-N-894 y NACE MR-01-75.

monel 450

Esta aleación exhibe buena resistencia a la fatiga y tiene una conductividad térmica relativamente alta. Se utiliza para condensadores de agua de mar, placas de condensadores, tubos de destiladores, tubos de evaporadores e intercambiadores de calor y tuberías de agua salada.

Monel K-500

Monel K-500 combina la excelente resistencia a la corrosión característica de la aleación 400 de Monel con las ventajas añadidas de una mayor resistencia y dureza. Las propiedades mejoradas se obtienen agregando aluminio y titanio a la base de níquel-cobre y calentando en condiciones controladas para que las partículas submicroscópicas de Ni3 (Ti, Al) se precipiten por toda la matriz.

La resistencia a la corrosión de la aleación K-500 de Monel es sustancialmente equivalente a la de la aleación 400 excepto que, cuando se encuentra en la condición de endurecimiento por envejecimiento, la aleación K-500 tiene una mayor tendencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión en algunos ambientes. Se ha encontrado que la aleación Monel K-500 es resistente a un ambiente de gas amargo. La combinación de índices de corrosión muy bajos en agua de mar a alta velocidad y alta resistencia hacen que la aleación K-500 sea particularmente adecuada para ejes de bombas centrífugas en servicio marítimo. En agua de mar estancada o de movimiento lento, pueden producirse incrustaciones seguidas de picaduras, pero estas picaduras se ralentizan después de un ataque inicial bastante rápido.

Las aplicaciones típicas de la aleación K-500 son ejes e impulsores de bombas, cuchillas doctoras y raspadores, y collares de perforación, instrumentos y componentes electrónicos de pozos de petróleo.

Monel R-405

Monel R-405 es la versión de libre maquinado de Monel 400. Es una aleación de níquel-cobre con una cantidad controlada de azufre agregado para proporcionar inclusiones de sulfuro que actúan como rompevirutas durante el maquinado. Al igual que Monel 400, la aleación R-405 es resistente al agua de mar y al vapor a altas temperaturas, así como a las soluciones salinas y cáusticas. Monel R-405 es una aleación de solución sólida que solo puede endurecerse mediante trabajo en frío. Esta aleación de níquel exhibe características como buena resistencia a la corrosión, buena soldabilidad y alta resistencia. Una baja tasa de corrosión en agua salada o de mar que fluye rápidamente, combinada con una excelente resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión en la mayoría de las aguas dulces, combinada con su resistencia a una variedad de condiciones corrosivas, justifica su amplio uso en aplicaciones marinas y otras soluciones de cloruro no oxidantes. Esta aleación de níquel-cobre es particularmente resistente a los ácidos clorhídrico y fluorhídrico cuando están desaireados. Como era de esperar por su alto contenido de cobre, la aleación R-405 es rápidamente atacada por los sistemas de ácido nítrico y amoníaco.

Monel 502

Monel 502 es una aleación de níquel-cobre y su número UNS es N05502. Este grado también tiene buena resistencia a la fluencia ya la oxidación. Monel 502 se puede formar en diferentes formas. Monel 502 se puede mecanizar de forma similar a los aceros inoxidables austeníticos.

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