Dlaczego Monel 400 jest tak cholernie drogi

Stop Monel został po raz pierwszy opracowany przez Roberta Crookesa Stanleya z International Nickel Company i opatentowany w 1906 roku. Nowy wynalazek został nazwany na cześć prezesa firmy. Z biegiem czasu opracowano różne stopy z rodziny Monel do różnych zastosowań.

Skład stopu monelu
Monel to nazwa nadana grupie stopów (401, R405, K-500, 400, 404 i 402), które zawierają nikiel i miedź, a czasami żelazo, krzem, mangan i tytan. Chociaż wszystkie te stopy są ogólnie znane ze swojej dobrej odporności na korozję, każdy stop ma pewne unikalne właściwości i zastosowania.

Na przykład Monel 404 ma niską zawartość niklu (52%), wysoką zawartość glinu (0,05%) i zawartość miedzi (47%). Monel R405 ma bardzo podobny skład do Monel 400, ale nie zawiera tytanu.

Monel K500 zawiera aluminium (0,3%) i tytan (0,35% do 0,85%). Stop ten ma niższy współczynnik tarcia i wyższą odporność na zużycie niż inne stopy Monel. Ma również doskonałe właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość i twardość w temperaturach do 600 stopni (1112 stopni F).

Monel 400 zawiera miedź i nikiel w takich samych proporcjach, jakie naturalnie występują w rudzie niklu z kopalni Sudbury w Ontario w Kanadzie. Ponieważ stop ten jest znacznie droższy niż stal nierdzewna, stosuje się go tylko w zastosowaniach krytycznych, gdzie nie można zastąpić tańszych materiałów.

Monel 400 zawiera od 28 do 34 procent miedzi i co najmniej 63 procent niklu. Zwykle zawiera również żelazo, mangan, krzem, węgiel i śladowe ilości siarki i tytanu.

Charakterystyka stopu Monel 400
Monel jest mocniejszy niż sam nikiel lub miedź. Monel 400 zawiera nikiel i miedź, a także węgiel, żelazo, mangan, krzem i tytan. Skład ten pomaga Monelowi zachować doskonałą odporność na korozję, a także wytrzymałość i wytrzymałość mechaniczną w szerokim zakresie temperatur, zwykle do 400 stopni (752 stopni F). Ta cecha jest kluczowym wymaganiem w zastosowaniach lotniczych i kosmicznych, gdzie temperatury robocze znacznie się różnią. Monel 400 służy do produkcji nitów do samolotów z aluminiowymi kadłubami.

W niskich temperaturach Monel 400 zachowuje właściwości mechaniczne, takie jak twardość i wytrzymałość, ale jego plastyczność jest nieznacznie zmniejszona. (Aby uzyskać więcej informacji na temat wytrzymałości materiału, przeczytaj szczegółowe badanie wytrzymałości na rozciąganie.)

Monel 400 ma doskonałą odporność na korozję w parze o wysokiej temperaturze i gorącej solance płynącej z dużą prędkością. Chroni przed korozją naprężeniową (SCC) w słodkiej wodzie, a jego trwałość w wzburzonej wodzie morskiej uzasadnia jego koszt. Jego odporność na kwas fluorowodorowy i kwas solny wymaga odgazowania. Jest ogólnie odporny na kwaśną żywność; nie jest jednak odporny na działanie kwasu azotowego, który ma działanie utleniające.

Monel 400 nie jest łatwy w obróbce, ponieważ podczas obróbki ulega umocnieniu przez zgniot. Dlatego najlepiej jest skrawać i toczyć stopy przy niższych prędkościach i bardzo małych posuwach. To nieuchronnie prowadzi do wyższych kosztów przetwarzania.

Monel 400 ma przewodność 34% IACS (międzynarodowy standard miedzi wyżarzanej). Nawet po zamrożeniu do temperatury ciekłego wodoru zachowuje pewną plastyczność. Jest również słabo magnetyczny.

Monel 400 ma dobre właściwości spawalnicze i można go spawać łukiem krytym, spawaniem łukiem gazowym i spawaniem łukiem wolframowym w gazie. Spoiwo Monel 60 stosowane do spawania może zapewnić, że spoina będzie miała taką samą twardość, wytrzymałość mechaniczną i właściwości antykorozyjne jak metal nieszlachetny. (Powiązana lektura: Przyczyny i zapobieganie korozji złączy spawanych.)

Oprócz połączeń spawanych Monel 400 można również łączyć poprzez lutowanie lub lutowanie twarde.

Ograniczenia Monelu 400
Monel 400 nie jest odporny na podchloryn, dwutlenek siarki, kwas azotowy i tlenek azotu. Jest również podatny na korozję galwaniczną.