Monel 400 – UNS N04400
Mischkristallgehärtete Nickel-Kupfer-Legierung
Einphasige Ni-Cu-Legierung (~65/30) mit ausgezeichneter Beständigkeit gegen strömendes Meerwasser, Salzlösungen, Laugen und Flusssäure in allen Konzentrationen. Mäßige mechanische Festigkeit, die nur durch Kaltumformung zunimmt. Bei Raumtemperatur schwach magnetisch.
Bezeichnungen und Entsprechungen
| System | Bezeichnung |
|---|---|
| UNS | N04400 |
| W.Nr./EN | 2.4360 – NiCu30Fe |
| DIN | NiCu30Fe |
| JIS | NW4400 (JIS H 4551 NCuP) |
| Handelsnamen | Monel 400 (Special Metals), Nicorros (VDM), Alloy 400 |
| Weitere | GB NiCu28-2.5-1.5; QQ-N-281; AMS 4544 (Blech), AMS 4675 (Stab) |
Normen nach Lieferform
| Form | Norm |
|---|---|
| Stangen | ASTM B164 |
| Schmiedestücke | ASTM B564 |
| Platten | ASTM B127 |
| Rohre | ASTM B165 (nahtlos), B163 (Wärmeaustauscher) |
Toleranzen und Zolltarifnummern
- Geschmiedete Stäbe (rund und vierkant): Bearbeitungszugabe von 2 mm (Ø 6–16 mm) bis 24 mm (Ø 400–500 mm) auf den Durchmesser. Z. B. fertig Ø 100–125 mm: +7 mm, Toleranz +6 / −0 (Länge bis 3.500 mm).
- Geschmiedete Scheiben: Zugabe von 4 bis 9 mm auf den Durchmesser und 3 bis 11 mm auf die Höhe, nur positive Toleranz.
- Zuschnitt und Zerspanung: Bandsäge −0 / +5 bis +15 mm auf die Länge; Wasserstrahl +10 % der Dicke auf den Durchmesser (mind. 2 mm); zerspante Teile −0 / +2 bis +5 mm auf den Durchmesser. Vollständige Tabellen ansehen (INF 002 und INF 003, für alle Legierungen gleich).
| Form | NCM (Brasilien, 8 Stellen) | HS (international, 6 Stellen) | HTS (USA, 10 Stellen)* | KN (Europäische Union, 8 Stellen)* |
|---|---|---|---|---|
| Geschmiedeter Stab | 7505.12.10 | 7505.12 | 7505.12.3000 | 7505 12 00 |
| Warmgewalzter Stab | 7505.12.10 | 7505.12 | 7505.12.3000 | 7505 12 00 |
| Blech (> 10 mm, Breite ≥ 600 mm) | 7506.20.00 | 7506.20 | 7506.20.3000 | 7506 20 00 |
| Nahtloses Rohr | 7507.12.00 | 7507.12 | 7507.12.0000 | 7507 12 00 |
| Geschweißtes Rohr | 7507.12.00 | 7507.12 | 7507.12.0000 | 7507 12 00 |
| Flansch und Fitting | 7507.20.00 | 7507.20 | 7507.20.0000 | 7507 20 00 |
Zolltarifklasse: Nickellegierung (nach chemischer Zusammensetzung, gemäß den Anmerkungen zu Kapitel 72 und Anmerkung 5 zu Abschnitt XV).
*: US- und EU-Codes zur Orientierung. NCM nach geltendem Recht (Allgemeine Vorschriften für die Auslegung, Anmerkungen zu den Kapiteln 72, 74 und 75 sowie Anmerkung 5 zu Abschnitt XV). Bestätigen Sie den endgültigen Code mit Ihrem Zollagenten anhand von Größe und Ausführung des Artikels. HS = die ersten 6 Stellen der NCM.
Chemische Zusammensetzung (%)
ASTM B164 / B564 (UNS N04400)
| Element | Bereich (%) |
|---|---|
| Ni (+Co) | ≥ 63,0 |
| Cu | 28,0 – 34,0 |
| Fe | ≤ 2,5 |
| Mn | ≤ 2,0 |
| C | ≤ 0,3 |
| Si | ≤ 0,5 |
| S | ≤ 0,024 |
Mechanische Eigenschaften
geglüht (ASTM B564 / B164)
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Streckgrenze (0,2 %) | ≥ 172 MPa |
| Zugfestigkeit | ≥ 483 MPa |
| Bruchdehnung | ≥ 35 % |
| Härte (typisch, geglüht) | ≈ 110 – 150 HB |
Typische physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Dichte | 8,80 g/cm³ |
| Schmelzbereich | 1.300 – 1.350 °C |
| Elastizitätsmodul | 179 GPa |
| Wärmeleitfähigkeit (20 °C) | 21,8 W/m·K |
| Wärmeausdehnung (20–100 °C) | 13,9 µm/m·K |
| Curie-Temperatur (typisch) | ≈ 20 – 50 °C |
Wärmebehandlung, Schweißen und Zerspanung
| Punkt | Übliche Praxis |
|---|---|
| Einsatztemperatur | Von kryogenen Temperaturen bis ~480 °C bei Druckgeräten; in oxidierenden Atmosphären bis ~540 °C. Schwefelhaltige Atmosphären greifen die Legierung bei erhöhter Temperatur an. |
| Wärmebehandlung | Glühen bei ≈ 870 – 980 °C für einige Minuten, mit rascher Abkühlung. Spannungsarmglühen bei ≈ 540 – 565 °C für 1 – 2 h, mit langsamer Abkühlung. Spannungsausgleich bei ≈ 300 °C für 3 h. Nicht aushärtbar. |
| Schweißen | Gute Schweißeignung. Zusatzwerkstoffe: AWS A5.14 ERNiCu-7 (Typ FM 60) und AWS A5.11 ENiCu-7 (Typ 190). |
| Zerspanung | Im geglühten Zustand „schmieriger“ Werkstoff; kaltgezogen lässt er sich besser zerspanen. Scharfes Werkzeug mit positivem Spanwinkel verwenden. |
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Schweißzusatz zum Schweißen
Die Drahtzusammensetzung ist meist nicht mit dem Werkstoff identisch: Jede Seite erklärt, warum.
Typische Anwendungen
- Pumpen- und Propellerwellen, Armaturen und Befestigungselemente in Meerwasser
- Alkylierungsanlagen mit Flusssäure (HF)
- Wärmeaustauscher und Kondensatoren mit Meerwasserkühlung
- Kesselspeisewasservorwärmer
- Kopfbereiche von Erdöl-Destillationskolonnen
- Tanks und Rohrleitungen für Salzlösungen und Natronlauge
Alternativen: Monel K500, wenn das 2- bis 3-Fache an mechanischer Festigkeit benötigt wird; Monel R-405 für die Automatenbearbeitung; Kupfer-Nickel 70/30 in Meerwasser bei geringeren Kosten; C276 in belüfteter HF oder bei Oxidationsmitteln.
Legierungen nach korrosivem Medium, Konzentration und Temperatur vergleichen →
Monel 400: vollständiger Leitfaden
Was Monel 400 ist
Monel 400 gehört zur Familie der Nickellegierungen und zur Nickel-Kupfer-Gruppe. Nickel und Kupfer bilden in jedem Verhältnis einen Mischkristall, daher ist die Legierung einphasig, durch Wärmebehandlung nicht härtbar und gewinnt nur durch Kaltumformung an Festigkeit. Eisen und Mangan sind Nebenelemente; Titan und Aluminium sind nicht Bestandteil von Monel 400, sondern von Monel K-500, das deshalb ausscheidungshärtbar ist.
Schweißen und Zerspanen
Schweißbar durch WIG, MIG und Stabelektrode mit Zusatzwerkstoffen ERNiCu-7, ohne Vorwärmen oder Behandlung nach dem Schweißen, sofern die Oberflächen frei von Schwefel, Blei und Ölen sind. Die Zerspanung erzeugt klebrige Späne und erfordert scharfe Werkzeuge, positiven Vorschub und reichlich Kühlschmierstoff.
Korrosion und Einsatzgrenzen
Monel 400 ist beständig gegen strömendes Meerwasser, Salzlösungen, Dampf und salzhaltige Lösungen, Flusssäure in allen Konzentrationen bis zum Siedepunkt, Fluor sowie verdünnte, entlüftete Schwefel- und Salzsäure und alkalische Medien. In stehendem Meerwasser tritt Loch- und Spaltkorrosion auf, in oxidierenden Medien wie Salpetersäure und Eisen(III)-chlorid wird er angegriffen, und in belüfteter Flusssäure kann Spannungsrisskorrosion auftreten. Für Meerwasser bei hoher mechanischer Belastung sind Inconel 625 und die Super-Duplex-Güten die Alternativen.
Anwendungen
Pumpen- und Propellerwellen, Ventilspindeln und -sitze, Meerwasser-Wärmeaustauscher und -Kondensatoren, Befestigungselemente und Fittings für den Schiffbau, Anlagen zur Herstellung von Flusssäure und zur Alkylierung, Süßwasser- und Kraftstofftanks, Erdöl-Destillationsanlagen, elektrische Bauteile und Federn.
Monel 400 oder K-500: Was ist zu wählen
Beide Legierungen haben dieselbe Nickel-Kupfer-Basis und dieselbe Korrosionsbeständigkeit. K-500 enthält Aluminium (2,30 – 3,15 %) und Titan (0,35 – 0,85 %) und wird ausgelagert: Streckgrenze ≥ 690 MPa und Zugfestigkeit ≥ 965 MPa, gegenüber ≥ 172 MPa und ≥ 483 MPa bei 400. 400 wird in Wärmeaustauschern, Tanks, Rohrleitungen, Pumpen und Armaturen verwendet, wo die Korrosion das Kriterium ist. K-500 wird für Wellen, Federn, Befestigungselemente und verschleißbeanspruchte Teile verwendet. K-500 ist außerdem bis ≈ −100 °C unmagnetisch.
Die Monel-Familie
Monel ist eine Marke von Special Metals für eine Familie von Nickel-Kupfer-Legierungen. Am häufigsten verwendet werden 400, K-500 und R-405, eine schwefelhaltige Ausführung für die Automatenbearbeitung. Neben dem Einsatz im Schiffbau, in der Chemie, der Erdölindustrie und der Lebensmittelverarbeitung findet sich Monel in kleinen korrosionsbeanspruchten Teilen, etwa den Pumpenventilen von Trompeten.
Lieferformen und Dienstleistungen von Dustre
Rundstangen und im Gesenk offen geschmiedete Blöcke, zugeschnitten auf der Bandsäge, mit Schrupp- oder Schlicht-Bearbeitung, Lösungsglühen oder Glühen in eigenen Öfen sowie Härte-, Zug- und Kerbschlag-Prüfungen. Jedes Material wird mit einem Abnahmeprüfzeugnis 3.1 und Schmelzenrückverfolgbarkeit geliefert.
Häufig gestellte Fragen
Wie ist die chemische Zusammensetzung von Monel 400?
Nach ASTM B164 / B564 (UNS N04400): Ni (+Co) ≥ 63,0; Cu 28,0 – 34,0; Fe ≤ 2,5; Mn ≤ 2,0; C ≤ 0,3; Si ≤ 0,5.
Welche Normen gelten für Monel 400?
Stangen: ASTM B164. Schmiedestücke: ASTM B564. Platten: ASTM B127. Rohre: ASTM B165 (nahtlos), B163 (Wärmeaustauscher).
Bis zu welcher Temperatur kann Monel 400 eingesetzt werden?
Von kryogenen Temperaturen bis ~480 °C bei Druckgeräten; in oxidierenden Atmosphären bis ~540 °C. Schwefelhaltige Atmosphären greifen die Legierung bei erhöhter Temperatur an.
Welche Werkstoffe können Monel 400 ersetzen?
Monel K500, wenn das 2- bis 3-Fache an mechanischer Festigkeit benötigt wird; Monel R-405 für die Automatenbearbeitung; Kupfer-Nickel 70/30 in Meerwasser bei geringeren Kosten; C276 in belüfteter HF oder bei Oxidationsmitteln.
Was ist der Unterschied zwischen Monel 400 und Monel K-500?
K-500 enthält Aluminium und Titan und wird ausgelagert: Streckgrenze ≥ 690 MPa gegenüber ≥ 172 MPa bei 400. Die Korrosionsbeständigkeit ist gleich. 400 dient dort, wo die Korrosion entscheidet; K-500, wo zusätzlich mechanische Festigkeit oder Verschleißbeständigkeit gefordert ist.
Wann sollte Monel anstelle von Edelstahl verwendet werden?
In strömendem Meerwasser, Salzlösungen, Flusssäure und Laugen, wo gewöhnlicher Edelstahl Lochkorrosion oder Spannungsrisskorrosion erleidet. In stehendem Meerwasser und in oxidierenden Medien wie Salpetersäure und Eisen(III)-chlorid ist Monel nicht geeignet.
Kann Monel 400 bei niedriger Temperatur eingesetzt werden?
Ja. Er behält seine Zähigkeit von kryogenen Temperaturen bis etwa 480 °C bei Druckgeräten, ohne Zäh-spröde-Übergang.
Wo kann man Monel 400 in Brasilien kaufen?
Dustre liefert Monel 400 als Stab, Blech, Rohr, Block sowie als geschmiedete oder zerspante Teile, vorbehaltlich der Verfügbarkeit und mit Qualitätszeugnis. Hauptsitz in Osasco/SP, Niederlassungen in Joinville/SC und Baixo Guandu/ES, Lieferung in ganz Brasilien. Für ein Angebot schreiben Sie Helena, unserer Assistentin, per WhatsApp unter +55 11 98649-0075 oder an [email protected].
