Las aleaciones de níquel son aleaciones en las que el níquel es el metal base, junto con otros elementos. Un ejemplo de una de las primeras aleaciones de níquel es el Monel, una aleación con cobre que se creó en algún momento después de 1905. El níquel tiene propiedades mecánicas, físicas y químicas notables. Los elementos de aleación adecuados pueden mejorar la oxidación, la corrosión y la resistencia a altas-temperaturas. También mejoran otras propiedades físicas. Tubos electrónicos, aleaciones de precisión (magnéticas, de resistencia de precisión y de calentamiento eléctrico), aleaciones de níquel para altas-temperaturas, aleaciones de níquel resistentes a la corrosión-y aleaciones con memoria de forma son algunos de los productos que utilizan aleaciones de níquel en su construcción. El uso de aleaciones de níquel es extenso en el desarrollo de las industrias energética, química, electrónica, de navegación, aeronáutica y aeroespacial.
Monel es una aleación de níquel-cobre-resistente a la corrosión basada en níquel (Ni) con cobre (Cu) y pequeñas cantidades de otros elementos (como hierro, manganeso y carbono). Posee excelente resistencia a la corrosión, propiedades mecánicas y procesabilidad, lo que lo convierte en un material clásico de alto-rendimiento diseñado para entornos industriales hostiles.
Características clave de rendimiento
1. Excelente resistencia a la corrosión: ácido fluorhídrico, ácidos orgánicos, agua salada y algunas mezclas de sales neutras de ácidos orgánicos. Entre un puñado de aleaciones resistentes a la corrosión del HF, se encuentra uno de los ácidos más corrosivos. Resiste los efectos corrosivos de la corrosión bajo tensión en un ambiente de cloruro, agua de mar o solución de cloruro. Sustancialmente mejor que la mayoría de los aceros inoxidables, particularmente el 304 y el 316. Puede usarse sin protección durante largos períodos a temperaturas superiores a 400 grados Celsius. La oxidación húmeda, el óxido húmedo y los gases de escape de residuos industriales no se oxidan a voluntad.
2. Excelentes propiedades mecánicas: Monel 400, que supera al níquel puro y a la mayoría de las aleaciones de cobre, tiene una resistencia a la tracción de 480-690 MPa y un límite elástico de 170-480 MPa (que depende de las condiciones de procesamiento). Además, Monel 400, incluso a temperaturas criogénicas (como el nitrógeno líquido), no presenta fracturas frágiles, lo cual es una ventaja adicional. Monel 400 tiene una dureza Brinell recocida (HB) de 100-150, que puede aumentarse en 200 después del trabajo en frío.
3. Buena procesabilidad y soldabilidad: Puede someterse a procesamiento tanto en frío como en caliente, como laminado en frío, laminado en caliente, forjado y estampado. Después del trabajo en frío, el recocido puede restaurar la plasticidad. Se puede soldar mediante soldadura por arco y soldadura por arco de argón, con una resistencia de la soldadura cercana a la del metal base (se requiere alambre de soldadura Monel especializado, como ERNiCu-7).
Marcas principales
Monel 400 es el grado básico y más utilizado con un rendimiento equilibrado que abarca los más utilizados. ASTM B164 (placa), ASTM B165 (tubería).
Mokel 400 Aumentado con aluminio (Al) y titanio (Ti) Monel K500. El envejecimiento mejora las capacidades de Monel 400 y logra una resistencia a la corrosión comparable a la de Monel 400. ASTM B865.
Monel R405, que tiene menos del 0,02 por ciento de contenido de carbono (extremadamente bajo), mejora Monel R405. Monel R405 puede utilizarse para la fabricación de piezas de precisión. Monel R405.
Aplicaciones típicas
Dentro de las Industrias Química y Farmacéutica, Ácido Fluorhídrico, Reactores de Ácidos Orgánicos, Tuberías de Tratamiento de Cloro y Válvulas.
En el caso de la ingeniería marina, la atención se centra en los equipos de desalinización, los condensadores de barcos y las tuberías subterráneas (estas últimas destinadas a la corrosión del agua de mar).
En la Industria del Petróleo, existen Válvulas y Bombas (también en el mismo ramo) con Producción de petróleo y Gas, así como resistencia al agua salada y medios ácidos.
En la industria nuclear, existen equipos auxiliares de reactor (la resistencia a niveles altos de agua, pura y también a sustancias radiactivas).
Dentro del campo de los Instrumentos de Precisión, se encuentran las Válvulas con Resortes, Fuelles y Sellos (consiguiendo alta resistencia y alta tenacidad).
Diferencias con otros materiales-resistentes a la corrosión
En comparación con el acero inoxidable, la resistencia de la aleación Monel a la corrosión en ácido fluorhídrico, agua de mar y otros medios supera con creces la del acero inoxidable, pero su costo es mayor (aproximadamente 4 a 6 veces mayor que el del acero inoxidable 316L).
En comparación con las aleaciones Hastelloy (como la C276), la aleación Monel es más resistente al ácido fluorhídrico y los medios reductores, mientras que la aleación Hastelloy es más resistente a la corrosión en ácidos altamente oxidantes y altamente concentrados (como el ácido sulfúrico y el ácido nítrico).