Aleación de níquel 400/400AR

 

Descripción de los productos

La aleación 400, también conocida como UNS N04400 o Monel 400, es una aleación dúctil de níquel-cobre que ofrece una excelente resistencia a diversas condiciones corrosivas. Se usa comúnmente en entornos que van desde levemente oxidantes hasta neutros, así como en condiciones moderadamente reductoras. Una de las características notables de la aleación 400 es su resistencia a la corrosión por una amplia gama de sustancias, como agua de mar, vapor, sal y soluciones cáusticas. Esto lo hace especialmente adecuado para aplicaciones en entornos marinos y otras soluciones de cloruro no oxidantes. La aleación exhibe buenas propiedades mecánicas en un amplio rango de temperatura y se usa a menudo en aplicaciones como procesamiento químico, ingeniería marina, procesamiento petroquímico y de hidrocarburos, y equipos para la producción de gasolina, agua dulce y vapor. Vale la pena señalar que la aleación 400 tiene una tasa de corrosión relativamente baja en el agua de mar que fluye, pero puede ser susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión en ciertas condiciones. Por lo tanto, es esencial tener en cuenta las condiciones de funcionamiento específicas y consultar al fabricante de la aleación o a un ingeniero de materiales para obtener orientación sobre su idoneidad para una aplicación en particular.

bar-rod
Pipe/Tube
PlateSheet
 
 

Aplicaciones

  • Equipo de procesamiento químico: en flúor, ácido fluorhídrico, fluoruro de hidrógeno, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, soluciones salinas neutras y alcalinas, álcalis cáusticos, haluros no oxidantes y servicio de cloro seco.
  • Componentes marinos: construcción naval, válvulas, bombas, ejes y en agua marina y salobre
  • Producción de petróleo y gas: zonas de salpicaduras para estructuras en alta mar y aplicaciones de gas ácido
  • Procesamiento de minerales: refinación y separación de uranio en la producción de combustibles nucleares
  • Refinación de petróleo: unidades de alquilación, alambiques de petróleo crudo, tuberías y tanques de almacenamiento
  • Generación de energía: calentadores de agua de alimentación y generadores de vapor
  • Tratamiento de agua: calentadores de salmuera y evaporadores en plantas de desalinización de agua de mar

Normas

ASTM.................. B 127
ASME.................. SB 127
AMS................... 4544
Federal............... QQ-N-281
 

Propiedades generales

La aleación 400 (UNS N04400) es una aleación de níquel-cobre que ofrece una excelente resistencia a una amplia gama de entornos corrosivos. Es conocido por su resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloróxido, lo que lo hace muy adecuado para aplicaciones en industrias marinas y de procesamiento químico donde la exposición a los cloruros es común. Una de las ventajas de la aleación 400 es su alta resistencia y tenacidad, que se mantienen en un amplio rango de temperaturas. Esta propiedad lo hace adecuado para diversas condiciones de funcionamiento. La aleación 400 se usa ampliamente en aplicaciones corrosivas donde puede estar expuesta a productos químicos, agua salada y otros entornos agresivos. Encuentra aplicaciones en equipos marinos, equipos de procesamiento químico, válvulas, bombas, intercambiadores de calor y varios otros componentes. La aleación se puede fabricar fácilmente utilizando operaciones de procesamiento convencionales, como el trabajo en caliente y en frío, el mecanizado y la soldadura. Esto hace que sea conveniente para los fabricantes trabajar y producir componentes complejos. Además, existe una variante de la aleación 400 llamada aleación 400AR, que se produce en estado laminado para cumplir con los requisitos de mayor resistencia. Esta variante ofrece una mayor resistencia al tiempo que conserva muchas de las propiedades de resistencia a la corrosión de la aleación base. Es importante tener en cuenta que, si bien la aleación 400 tiene una excelente resistencia a la corrosión, puede no ser adecuada para entornos altamente oxidantes o entornos que contienen ácidos fuertes. En tales casos, es recomendable consultar con ingenieros de materiales o fabricantes de aleaciones para determinar la mejor opción para la aplicación específica.

Análisis químico

% de peso (todos los valores son máximos a menos que se indique lo contrario en un rango)

 

 

 

 

Níquel (más cobalto)

63.0 mín.-70.0 máx.

Hierro

2.50

Cobre

28.0 mín.-34.0 máx.

Azufre

0.024

Carbono

0.3

Silicio

0.5

Manganeso

2.0

 

 

Propiedades físicas

Densidad

0.318 libras/pulg.3
8,80 g/cm3

Calor específico

0.102 BTU/lb-°F (68°F)
427 J/kg-°K (20°C)

Módulo de elasticidad

26,4 x 103 ksi (68 °F)
182 GPa (20°C)

 

Conductividad térmica 200 °F (100 °C)

150 BTU/hr/ft2/ft/°F (68 °F)
22,0 W/m-°K (20 °C)

Rango de fusión

2370 – 2460 °F
1300 – 1350°C

Resistividad eléctrica

307 microhm-in a 70 °C
0,511 microhm-cm a 21 °C
 
Expansión lineal media

Temperatura

Expansión lineal mediaa

°F

°C

pulgadas/pulgadas/°F x 10-6

mmm/m•°C

-320

-200

-300

-180

6.1

11.1

-200

-130

6.4

11.4

-100

-70

6.7

12.1

70

21

200

100

7.7

14.2

400

200

8.6

15.2

600

300

8.8

15.7

800

400

8.9

16.1

1000

500

9.1

16.3

1200

600

9.3

16.6

1400

700

9.6

17.0

1600

800

9.8

17.4

1800

900

10.0b

17.7

2000

1000

10.3b

18.1b

a) material recocido, b) extrapolado

Propiedades mecánicas

Propiedades mecánicas nominales a temperatura ambiente de las aleaciones 400 y 400AR

FORMA Y CONDICIÓN

Límite elástico
0.2% Compensación

Resistencia a la tracción

Alargamiento, %

Dureza

Ksi

Mpa

Ksi

Mpa

Brinell
(3000 kg)

Rockwell
B

Plato

 

 

 

 

 

 

 

Laminado en caliente, tal como se enrolla

40-75

276-517

75-95

517-655

45-30

125-215

70-96

laminado en caliente, recocido

28-50

193-345

70-85

482-586

50-35

110-140

60-76

Nickel Alloy 400/400AR
Ensayos de corrosión de plantas en el almacenamiento de ácido fluorhídrico comercial al 60-65%

MATERIAL

Velocidad de corrosión, mpy (mm/a)

Aleación 400

22 (0.56)

Níquel 200

>200 (>5,08)b

Aleación 600

150 (3.81)

Acero inoxidable AISI 304

>210 (>5,33)b

Acero inoxidable AISI 316

>190 (>4,83)b

Acero dulce

>170 (4.32)

(a) El ácido contiene 1,5-2,5% de ácido fluosilícico, 0,3-1,25% de ácido sulfúrico y 0,01-0,03% de hierro. Probetas sumergidas en solución en tanque de almacenamiento. Temperatura, 60-80°F (15-27°C); Duración de la prueba, 28 días.
b) Espécimen completamente destruido durante el ensayo.

Nickel Alloy 400/400AR

Resistencia de las aleaciones de níquel al ataque por impacto del agua de mar a 150 pies/seg (45,7 m/s)

ALEACIÓN

Tasa de corrosión/erosión

 

mpy

mm/a

Aleación 625

Cero

Cero

Aleación 825

0.3

0.008

Aleación K-500

0.4

0.01

Aleación 400

0.4

0.001

Aleación 200

40

1.0

 

Datos de fabricación

La aleación 400 se fabrica fácilmente mediante operaciones de procesamiento convencionales.
Trabajo en caliente
La aleación 400 es un material relativamente blando que es receptivo a la formación en caliente en casi cualquier forma. El rango de temperaturas de conformado en caliente es de 1200 a 2150 °F (649 a 1177 °C). Para grandes reducciones, el rango de temperatura recomendado es de 1700 a 2150 °F (927 a 1177 °C). Las reducciones de luz son posibles con temperaturas tan bajas como 1200 ° F (649 ° C). Trabajar a temperaturas más bajas dará como resultado propiedades mecánicas más altas y un tamaño de grano más pequeño.

Trabajo en frío

La aleación 400 se trabaja fácilmente en frío mediante prácticamente todos los métodos de fabricación en frío. El trabajo en frío debe realizarse en material recocido. La aleación tiene una tasa de endurecimiento por trabajo algo más alta que el acero al carbono, pero no tan alta como el acero inoxidable 304.

Mecanizado

La aleación 400 se puede mecanizar a velocidades estándar con máquinas herramienta convencionales. Las velocidades de corte de la superficie deben ser bajas en comparación con las utilizadas para el acero al carbono debido a la alta tasa de endurecimiento por trabajo de la aleación.

Soldadura

La aleación 400 se puede soldar a sí misma o a metales diferentes mediante la utilización de procesos de soldadura convencionales. Entre ellos se encuentran el GTAW convencional o de hilo caliente (TIG), el arco de plasma, el GMAW (MIG/MAG) y el SMAW (MMA). La elección del producto de soldadura depende de los materiales que se sueldan y del entorno en el que se produce.