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.
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 127ASME.................. SB 127
AMS................... 4544
Federal............... QQ-N-281
Propiedades generales
La aleación 400 (UNS N04400) es una aleación de níquel-cobre con excelente resistencia a una amplia gama de ambientes corrosivos. Es resistente al agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruro y tiene alta resistencia y tenacidad en un amplio rango de temperaturas.
La aleación se utiliza ampliamente en muchas aplicaciones corrosivas, especialmente en las industrias de procesamiento químico y marino. La aleación 400 se fabrica fácilmente mediante operaciones de procesamiento convencionales.
La aleación 400AR se produce en estado laminado para cumplir con los requisitos de mayor resistencia
Análisis químico
% de peso (todos los valores son máximos a menos que se indique lo contrario en un rango)
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Níquel (más cobalto) |
63.0 mín.-70.0 máx. |
Hierro |
2.50 |
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Cobre |
28.0 mín.-34.0 máx. |
Azufre |
0.024 |
|
Carbono |
0.3 |
Silicio |
0.5 |
|
Manganeso |
2.0 |
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Propiedades físicas
Densidad
0.318 libras/pulg.38,80 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 °F1300 – 1350°C
Resistividad eléctrica
307 microhm-in a 70 °C0,511 microhm-cm a 21 °C
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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
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FORMA Y CONDICIÓN |
Límite elástico |
Resistencia a la tracción |
Alargamiento, % |
Dureza |
|||
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Ksi |
Mpa |
Ksi |
Mpa |
Brinell |
Rockwell |
||
|
Plato |
|
|
|
|
|
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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 |
|
MATERIAL |
Velocidad de corrosión, mpy (mm/a) |
|
Aleación 400 |
22 (0.56) |
|
Níquel 200 |
>200 (>5,08)b |
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Aleación 600 |
150 (3.81) |
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Acero inoxidable AISI 304 |
>210 (>5,33)b |
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Acero inoxidable AISI 316 |
>190 (>4,83)b |
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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.
Resistencia de las aleaciones de níquel al ataque por impacto del agua de mar a 150 pies/seg (45,7 m/s)
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ALEACIÓN |
Tasa de corrosión/erosión |
|
|
|
mpy |
mm/a |
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Aleación 625 |
Cero |
Cero |
|
Aleación 825 |
0.3 |
0.008 |
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Aleación K-500 |
0.4 |
0.01 |
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Aleación 400 |
0.4 |
0.001 |
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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.