Monel K-500 – UNS N05500
Aleación níquel-cobre endurecible por precipitación
Aleación Ni-Cu con aluminio y titanio, endurecida por precipitación de γ′ Ni₃(Al,Ti). Mantiene la resistencia a la corrosión del Monel 400 en agua de mar, con un límite elástico unas 3 veces mayor. Es amagnética hasta unos −100 °C, por lo que se usa en herramientas de perforación direccional.
Designaciones y equivalentes
| Sistema | Designación |
|---|---|
| UNS | N05500 |
| W.Nr./EN | 2.4375 – NiCu30Al |
| DIN | NiCu30Al |
| Denominación comercial | Monel K-500 (Special Metals), Nicorros Al (VDM), Alloy K-500 |
| Otras | QQ-N-286; AMS 4676 |
Normas por forma de producto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra | ASTM B865; AMS 4676 |
| Forjado | ASTM B865; AMS 4676 |
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 |
| 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 B865 (UNS N05500)
| Elemento | Rango (%) |
|---|---|
| Ni (+Co) | ≥ 63,0 |
| Cu | 27,0 – 33,0 |
| Al | 2,30 – 3,15 |
| Ti | 0,35 – 0,85 |
| Fe | ≤ 2,0 |
| Mn | ≤ 1,5 |
| C | ≤ 0,18 (ASTM B865) |
| Si | ≤ 0,5 |
| S | ≤ 0,01 |
Propiedades mecánicas
laminado en caliente + envejecido (ASTM B865)
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Límite elástico (0,2%) | ≥ 690 MPa |
| Resistencia a la tracción | ≥ 965 MPa |
| Alargamiento | ≥ 20% |
| Dureza | ≥ 27 HRC (≈ 265 HB) |
| Dureza máx. (NACE MR0175/ISO 15156) | ≤ 35 HRC |
Propiedades físicas típicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 8,44 g/cm³ |
| Intervalo de fusión | 1.315 – 1.350 °C |
| Módulo de elasticidad | 179 GPa |
| Conductividad térmica (20 °C) | 17,4 W/m·K |
| Dilatación térmica (20–100 °C) | 13,7 µm/m·K |
Tratamiento térmico, soldadura y mecanizado
| Ítem | Práctica habitual |
|---|---|
| Temperatura de servicio | Desde criogénico hasta ~480 °C (típico), manteniendo las propiedades de envejecido. Amagnética hasta ≈ −100 °C. |
| Tratamiento térmico | Tratamiento de solución (si es necesario) a 980 – 1.040 °C. Envejecimiento del material recocido: 593 – 607 °C durante 16 h, enfriamiento en horno a 8 – 14 °C/h hasta 480 °C y luego al aire. Material trabajado en frío: tiempos más cortos o temperatura de ≈ 527 – 538 °C. El material sobreenvejecido debe someterse a tratamiento de solución antes de volver a envejecerse. |
| Soldadura | Soldar en condición recocida y envejecer después. Consumible habitual AWS ERNiCu-7 (FM 60), cuyo metal depositado no endurece: la junta es más débil que el metal base envejecido. |
| Mecanizado | Desbastar en condición recocida y acabar después del envejecimiento (el material apenas se deforma). Se mecaniza mejor que el Monel 400. |
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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 marinas
- Elementos de fijación, resortes y cadenas para servicio marino
- Lastrabarrenas amagnéticos y herramientas MWD/LWD
- Impulsores e internos de válvulas
- Cuchillas rascadoras (doctor blades) en papel y celulosa
- Sensores e instrumentación
Alternativas: Monel 400 cuando la resistencia mecánica no es crítica; 718/725 en servicio ácido (H₂S) de alta resistencia; Nitronic 50 o dúplex para ejes marinos de menor costo. Atención: bajo protección catódica, el K500 envejecido es susceptible a la fragilización por hidrógeno.
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Monel K-500: guía completa
Qué es el Monel K-500
El Monel K-500 pertenece a la familia de las aleaciones de níquel, en el grupo níquel-cobre endurecible por precipitación. La base es la del Monel 400; el aluminio y el titanio añadidos forman, durante el envejecimiento, el precipitado gamma prima Ni3(Al,Ti) finamente disperso, que eleva la resistencia y la dureza.
Tratamiento térmico
El tratamiento de solución se hace a cerca de 980 °C con temple en agua; el envejecimiento a 593 – 607 °C durante 16 horas con enfriamiento lento en horno hasta cerca de 480 °C, en atmósfera libre de azufre. Las piezas trabajadas en frío antes del envejecimiento alcanzan una resistencia aún mayor. Dustre realiza estos ciclos en hornos propios como parte de su servicio de tratamiento térmico, con certificado de la condición entregada.
Corrosión y límites de uso
La resistencia a la corrosión es la del Monel 400: excelente en agua de mar en movimiento, salmueras, vapor, ácido fluorhídrico y medios reductores, limitada en agua de mar estancada y medios oxidantes. La mayor dureza mejora la resistencia a la erosión y a la cavitación. La aleación es amagnética hasta cerca de −100 °C, lo que la distingue del Monel 400 y la hace apta para herramientas e instrumentos de fondo de pozo. Para H2S, la NACE MR0175 limita la dureza a 35 HRC; el uso llega hasta unos 480 °C.
Aplicaciones
Bombas de agua de mar: ejes e impulsores, vástagos y asientos de válvulas, resortes y elementos de fijación marinos, lastrabarrenas y herramientas de fondo de pozo amagnéticas, instrumentos de medición de fondo, cuchillas y rascadores para la industria de celulosa, componentes de equipos de proceso para flúor y ácido fluorhídrico.
Formas de suministro y servicios de Dustre
Barras redondas y bloques forjados en matriz abierta, cortados a medida en sierra de cinta, con mecanizado de desbaste o acabado, recocido de solución o recocido en hornos propios y ensayos de dureza, tracción e impacto. Todo el material se suministra con certificado de inspección 3.1 y trazabilidad de colada.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la composición química de Monel K-500?
Según ASTM B865 (UNS N05500): Ni (+Co) ≥ 63,0; Cu 27,0 – 33,0; Al 2,30 – 3,15; Ti 0,35 – 0,85; Fe ≤ 2,0; Mn ≤ 1,5.
¿Qué normas cubren Monel K-500?
Barra: ASTM B865; AMS 4676. Forjado: ASTM B865; AMS 4676.
¿Hasta qué temperatura se puede usar Monel K-500?
Desde criogénico hasta ~480 °C (típico), manteniendo las propiedades de envejecido. Amagnética hasta ≈ −100 °C.
¿Qué materiales pueden sustituir a Monel K-500?
Monel 400 cuando la resistencia mecánica no es crítica; 718/725 en servicio ácido (H₂S) de alta resistencia; Nitronic 50 o dúplex para ejes marinos de menor costo. Atención: bajo protección catódica, el K500 envejecido es susceptible a la fragilización por hidrógeno.
¿Dónde comprar Monel K-500 en Brasil?
Dustre suministra Monel K-500 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].
