Monel 400 – UNS N04400
Aleación de níquel y cobre endurecida por solución sólida
Aleación Ni-Cu monofásica (~65/30), con excelente resistencia al agua de mar en movimiento, salmueras, álcalis y ácido fluorhídrico en todas las concentraciones. Resistencia mecánica moderada, que solo aumenta por trabajo en frío. Es ligeramente magnética a temperatura ambiente.
Designaciones y equivalentes
| Sistema | Designación |
|---|---|
| UNS | N04400 |
| W.Nr./EN | 2.4360 – NiCu30Fe |
| DIN | NiCu30Fe |
| JIS | NW4400 (JIS H 4551 NCuP) |
| Denominación comercial | Monel 400 (Special Metals), Nicorros (VDM), Alloy 400 |
| Otras | GB NiCu28-2.5-1.5; QQ-N-281; AMS 4544 (chapa), AMS 4675 (barra) |
Normas por forma de producto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra | ASTM B164 |
| Forjado | ASTM B564 |
| Chapa | ASTM B127 |
| Tubo | ASTM B165 (sin costura), B163 (intercambiadores) |
Tolerancias y códigos HS
- Barras forjadas (redondas y cuadradas): sobremedida de mecanizado desde 2 mm (Ø 6–16 mm) hasta 24 mm (Ø 400–500 mm) en el diámetro. Ej.: Ø 100–125 mm terminado: +7 mm, tolerancia +6 / −0 (longitud hasta 3.500 mm).
- Discos forjados: sobremedida de 4 a 9 mm en el diámetro y de 3 a 11 mm en la altura, tolerancia solo positiva.
- Corte y mecanizado: sierra de cinta −0 / +5 a +15 mm en la longitud; chorro de agua +10 % del espesor en el diámetro (mín. 2 mm); piezas mecanizadas −0 / +2 a +5 mm en el diámetro. Vea las tablas completas (INF 002 e INF 003, iguales para todas las aleaciones).
| Forma | NCM (Brasil, 8 dígitos) | HS (internacional, 6 dígitos) | HTS (EE. UU., 10 dígitos)* | CN (Unión Europea, 8 dígitos)* |
|---|---|---|---|---|
| Barra forjada | 7505.12.10 | 7505.12 | 7505.12.3000 | 7505 12 00 |
| Barra laminada en caliente | 7505.12.10 | 7505.12 | 7505.12.3000 | 7505 12 00 |
| Chapa (> 10 mm, ancho ≥ 600 mm) | 7506.20.00 | 7506.20 | 7506.20.3000 | 7506 20 00 |
| Tubo sin costura | 7507.12.00 | 7507.12 | 7507.12.0000 | 7507 12 00 |
| Tubo con costura | 7507.12.00 | 7507.12 | 7507.12.0000 | 7507 12 00 |
| Brida y conexión | 7507.20.00 | 7507.20 | 7507.20.0000 | 7507 20 00 |
Clase arancelaria: aleación de níquel (por composición química, según las Notas del Capítulo 72 y la Nota 5 de la Sección XV).
*: códigos de EE. UU. y de la UE a modo de referencia. NCM según la legislación vigente (Reglas Generales de Interpretación, Notas de los Capítulos 72, 74 y 75 y Nota 5 de la Sección XV). Confirme el código definitivo con su agente de aduanas según el tamaño y el acabado del ítem. HS = primeros 6 dígitos de la NCM.
Composición química (%)
ASTM B164 / B564 (UNS N04400)
| Elemento | Rango (%) |
|---|---|
| Ni (+Co) | ≥ 63,0 |
| Cu | 28,0 – 34,0 |
| Fe | ≤ 2,5 |
| Mn | ≤ 2,0 |
| C | ≤ 0,3 |
| Si | ≤ 0,5 |
| S | ≤ 0,024 |
Propiedades mecánicas
recocido (ASTM B564 / B164)
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Límite elástico (0,2%) | ≥ 172 MPa |
| Resistencia a la tracción | ≥ 483 MPa |
| Alargamiento | ≥ 35% |
| Dureza (típica, recocido) | ≈ 110 – 150 HB |
Propiedades físicas típicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 8,80 g/cm³ |
| Rango de fusión | 1.300 – 1.350 °C |
| Módulo de elasticidad | 179 GPa |
| Conductividad térmica (20 °C) | 21,8 W/m·K |
| Dilatación térmica (20–100 °C) | 13,9 µm/m·K |
| Temperatura de Curie (típica) | ≈ 20 – 50 °C |
Tratamiento térmico, soldadura y mecanizado
| Ítem | Práctica habitual |
|---|---|
| Temperatura de servicio | Desde criogenia hasta ~480 °C en equipos a presión; en atmósferas oxidantes, hasta ~540 °C. Las atmósferas con azufre atacan la aleación a temperatura elevada. |
| Tratamiento térmico | Recocido a ≈ 870 – 980 °C durante unos minutos, con enfriamiento rápido. Alivio de tensiones a ≈ 540 – 565 °C durante 1 – 2 h, con enfriamiento lento. Igualación de tensiones a ≈ 300 °C durante 3 h. No es endurecible por envejecimiento. |
| Soldadura | Buena soldabilidad. Consumibles: AWS A5.14 ERNiCu-7 (tipo FM 60) y AWS A5.11 ENiCu-7 (tipo 190). |
| Mecanizado | Material "pastoso" en estado recocido; se mecaniza mejor estirado en frío. Usar herramienta afilada y de ángulo de desprendimiento positivo. |
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Metal de aporte para soldadura
La composición del alambre normalmente no es idéntica a la del material: cada página explica por qué.
Aplicaciones típicas
- Ejes de bombas y hélices, válvulas y elementos de fijación en agua de mar
- Unidades de alquilación con ácido fluorhídrico (HF)
- Intercambiadores y condensadores refrigerados con agua de mar
- Calentadores de agua de alimentación de calderas
- Cabezas de columnas de destilación de petróleo
- Tanques y tuberías de salmuera y soda cáustica
Alternativas: Monel K500 cuando se necesita de 2 a 3 veces más resistencia mecánica; Monel R-405 para mecanizado automático; cuproníquel 70/30 en agua de mar con menor costo; C276 en HF aireado o con oxidantes.
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Monel 400: guía completa
Qué es el Monel 400
El Monel 400 pertenece a la familia de las aleaciones de níquel, dentro del grupo níquel-cobre. El níquel y el cobre forman una solución sólida en cualquier proporción, por lo que la aleación tiene una sola fase, no se endurece por tratamiento térmico y gana resistencia solo por trabajo en frío. El hierro y el manganeso son elementos secundarios; el titanio y el aluminio no forman parte del Monel 400 sino del Monel K-500, que por eso es endurecible por precipitación.
Soldadura y mecanizado
Soldable por TIG, MIG y electrodo revestido con consumibles ERNiCu-7, sin precalentamiento ni tratamiento posterior a la soldadura, siempre que las superficies estén libres de azufre, plomo y aceites. El mecanizado produce viruta pegajosa y exige herramientas afiladas, avance positivo y abundante refrigerante.
Corrosión y límites de uso
El Monel 400 resiste agua de mar en movimiento, salmueras, vapor y soluciones salinas, ácido fluorhídrico en todas las concentraciones hasta la ebullición, flúor y ácidos sulfúrico y clorhídrico diluidos y desaireados, además de medios alcalinos. Sufre picaduras y corrosión en frestas en agua de mar estancada, es atacado por medios oxidantes como el ácido nítrico y el cloruro férrico, y puede sufrir corrosión bajo tensión en ácido fluorhídrico aireado. Para agua de mar con alta solicitación mecánica, el Inconel 625 y los grados superdúplex son las alternativas.
Aplicaciones
Ejes de bombas y hélices, vástagos y asientos de válvulas, intercambiadores de calor y condensadores de agua de mar, elementos de fijación y accesorios marinos, equipos de producción y alquilación con ácido fluorhídrico, tanques de agua dulce y combustible, unidades de destilación de petróleo, componentes eléctricos y resortes.
Monel 400 o K-500: cuál elegir
Las dos aleaciones tienen la misma base níquel-cobre y la misma resistencia a la corrosión. El K-500 recibe aluminio (2,30 – 3,15%) y titanio (0,35 – 0,85%) y se endurece por envejecimiento: límite elástico ≥ 690 MPa y tracción ≥ 965 MPa, frente a ≥ 172 MPa y ≥ 483 MPa del 400. Usar el 400 en intercambiadores, tanques, tuberías, bombas y válvulas, donde el criterio es la corrosión. Usar el K-500 en ejes, resortes, elementos de fijación y piezas sujetas a desgaste. El K-500 también es no magnético hasta ≈ −100 °C.
La familia Monel
Monel es una marca registrada de Special Metals para una familia de aleaciones níquel-cobre. Las más usadas son 400, K-500 y R-405, una versión con azufre para mecanizado automático. Además de los usos marinos, químicos, petroleros y de procesamiento de alimentos, el Monel aparece en pequeñas piezas expuestas a la corrosión, como los pistones de las trompetas.
Formas de suministro y servicios Dustre
Barras redondas y bloques forjados en matriz abierta, cortados a medida en sierra de cinta, con mecanizado de desbaste o acabado, solubilización o recocido en hornos propios y ensayos de dureza, tracción e impacto. Todo el material se entrega con certificado de inspección 3.1 y trazabilidad de colada.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la composición química de Monel 400?
Según 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.
¿Qué normas cubren Monel 400?
Barra: ASTM B164. Forjado: ASTM B564. Chapa: ASTM B127. Tubo: ASTM B165 (sin costura), B163 (intercambiadores).
¿Hasta qué temperatura se puede usar Monel 400?
Desde criogenia hasta ~480 °C en equipos a presión; en atmósferas oxidantes, hasta ~540 °C. Las atmósferas con azufre atacan la aleación a temperatura elevada.
¿Qué materiales pueden sustituir a Monel 400?
Monel K500 cuando se necesita de 2 a 3 veces más resistencia mecánica; Monel R-405 para mecanizado automático; cuproníquel 70/30 en agua de mar con menor costo; C276 en HF aireado o con oxidantes.
¿Cuál es la diferencia entre el Monel 400 y el Monel K-500?
El K-500 tiene aluminio y titanio y se endurece por envejecimiento: límite elástico ≥ 690 MPa frente a ≥ 172 MPa del 400. La resistencia a la corrosión es la misma. El 400 sirve donde manda la corrosión; el K-500, donde además se requiere resistencia mecánica o al desgaste.
¿Cuándo usar Monel en lugar de acero inoxidable?
En agua de mar en movimiento, salmueras, ácido fluorhídrico y álcalis, donde el inoxidable común sufre picaduras o corrosión bajo tensión. En agua de mar estancada y en medios oxidantes, como el ácido nítrico y el cloruro férrico, el Monel no está indicado.
¿Se puede usar el Monel 400 a baja temperatura?
Sí. Conserva su tenacidad desde criogenia hasta unos 480 °C en equipos a presión, sin transición dúctil-frágil.
¿Dónde comprar Monel 400 en Brasil?
Dustre suministra Monel 400 en forma de barra, chapa, tubo, bloque y piezas forjadas o mecanizadas, sujeto a disponibilidad, con certificado de calidad. Casa matriz en Osasco/SP, sucursales en Joinville/SC y Baixo Guandu/ES, con entrega en todo Brasil. Para cotizar, escriba a Helena, nuestra asistente en WhatsApp +55 11 98649-0075, o a [email protected].
