¿Para qué se utiliza Monel?

En ambientes donde las temperaturas son altas, muchos metales pierden su fuerza, resistencia a la corrosión y otras propiedades de venta únicas. Sin embargo, las superaleaciones de níquel y otros metales especiales pueden ser extremadamente útiles para aplicaciones de alta temperatura. En este sentido, Monel es una de las mejores aleaciones de níquel para aplicaciones de temperatura moderadamente alta de hasta 900 °F y es ideal para condiciones duras como componentes de refinería.

¿Qué es Monel? Monel es una superaleación a base de níquel que contiene casi dos tercios de níquel y un tercio de cobre. Monel y sus aleaciones son muy buscados para aplicaciones químicas y marinas altamente corrosivas.

Este artículo ofrece conocimientos esenciales para ayudarlo a comprender mejor Monel y sus aleaciones, así como las aplicaciones para las que generalmente se usa.

Comprender Monel

A continuación, detallamos las propiedades únicas de Monel que pueden convertirlo en una excelente opción para su uso según la aplicación específica.

Propiedades mecánicas

Algunas propiedades mecánicas esenciales de Monel son las siguientes:

• Densidad:8400
• Gravedad específica:8,80 a 2372-2462 °F (Monel 400)
• Módulo de Young:1,8
• Relación de Poisson:0,31
• Dureza:65 Rockwell B (Monel 400)

Monel es un material muy resistente. A diferencia del acero inoxidable, no se abolla cuando se somete a una gran fuerza. Después del trabajo en frío, su resistencia se puede aumentar hasta 125 000 psi. Sin embargo, las piezas hechas de Monel son más pesadas en comparación con el acero inoxidable debido a la alta densidad de Monel.

Propiedades Térmicas

Algunas propiedades térmicas esenciales de Monel incluyen:

• Expansión térmica:14
• Conductividad térmica:20
• Calor específico:427

Monel conserva su fuerza a temperaturas muy altas; sin embargo, también muestra excelentes propiedades mecánicas a temperaturas bajo cero. Esto es muy poco probable en otros materiales ferrosos. En general, los materiales ferrosos se vuelven demasiado frágiles a bajas temperaturas a pesar de su mayor resistencia. Sin embargo, para Monel, la resistencia mecánica aumenta con solo un ligero deterioro de la ductilidad a bajas temperaturas.

Propiedades químicas

Monel a menudo reemplaza al acero como un material ideal resistente a la corrosión. Monel 400, en particular, se usa para manejar soluciones de ácido sulfúrico en condiciones reductoras. Las aleaciones Monel 400, R-405 y K-500 son resistentes al agrietamiento por cloruro. La siguiente tabla muestra el comportamiento de resistencia a la corrosión de estas tres aleaciones en diferentes ambientes ácidos.

Ambiente ácido	Monel 400, R-405, K-500
Ácido sulfúrico	Bueno a excelente
Ácido clorhídrico	Aceptable
Ácido fluorhídrico	Bueno a excelente
Ácido fosfórico	Bueno a excelente
Ácido nítrico	No apto
Ácidos orgánicos	Bueno a excelente
Alcalinos y sales	Bueno a excelente
Agua de mar	Bueno a excelente

Maquinabilidad

Monel es muy difícil de mecanizar, ya que se endurece rápidamente. Cortar Monel genera mucho calor que puede afectar la vida útil de la hoja y desgastar los dientes de la sierra. La localización del calor en la superficie puede incluso afectar a la estructura y propiedades de los materiales, por lo que Monel debe mecanizarse a baja velocidad y con bajos avances. Lo que es más importante, se debe usar la sierra industrial adecuada para cortar metales de alta temperatura a las dimensiones y tolerancias requeridas sin distorsión por calor ni endurecimiento por trabajo.

¿Para qué se utiliza Monel en aplicaciones industriales?

Monel es muy utilizado para aplicaciones altamente corrosivas. Las adiciones de aluminio y titanio pueden aumentar aún más su resistencia. Algunas aplicaciones comunes de Monel son las siguientes:

• Petróleo y refinería
  • Calentadores de agua de alimentación
  • Ejes de bomba
  • Herramientas para pozos de petróleo
  • Ejes de hélice
• Instrumentos musicales
• Aplicaciones marinas
  • Cuchillas
  • Ejes de bombeo
  • Válvulas de agua de mar
• Aplicaciones aeroespaciales
  • Estructuras de marco
  • Piezas de sujeción
  • Conjuntos de escape
  • Cables de seguridad

Aunque Monel es una gran opción para aplicaciones de temperatura moderadamente alta, para temperaturas de servicio extremadamente altas (superiores a 2000 °F), los metales especiales de alta temperatura como Inconel, molibdeno, Hastelloy y tungsteno podrían ser una mejor opción.

Grados de Monel

Monel está disponible en cinco grados diferentes, que se enumeran a continuación:

Monel 400

Monel 400 es una de las aleaciones de Monel más utilizadas, ya que es particularmente resistente a los ácidos clorhídrico y fluorhídrico en condiciones desaireadas. Por lo tanto, esta aleación es muy utilizada en las industrias química, petrolera y marina.

Monel 401

Debido a su bajo coeficiente de resistividad eléctrica en condiciones corrosivas, Monel 401 se utiliza en aplicaciones eléctricas y electrónicas como tiras y cables.

Monel 404

Monel 404 es una opción ideal para aplicaciones que requieren fuerza de retención en una amplia gama de diferencias de temperatura en entornos hostiles. También muestra una excelente soldadura fuerte y baja permeabilidad, ideal para aplicaciones electrónicas especializadas.

Monel 405

Monel es una versión de mecanizado libre de Monel 400 con un contenido de azufre comparativamente más alto. Debido a su alto contenido de azufre, ofrece una excelente maquinabilidad y se recomienda su uso con máquinas automáticas de tornillo.

Monel K-500

Exhibe la excelente resistencia a la corrosión de la aleación Monel 400 pero con mayor resistencia y dureza. Esta aleación no magnética es muy utilizada en entornos marinos y químicos extremos.

Monel es útil pero puede ser costoso

Monel es una aleación a base de níquel. A diferencia del acero, las monedas de cinco centavos son muy difíciles de extraer. Es por eso que Monel 400 cuesta de seis a ocho veces más que las aleaciones de acero inoxidable 304. A menudo es un desafío para los pequeños talleres mecánicos y fabricantes adquirir Monel en pequeñas cantidades para aplicaciones específicas. Una de las mejores formas de mitigar este desafío es comprar remanentes verificados de Monel disponibles a bajo precio de un proveedor local de metales.

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