Porównanie MonelK500 i Monel400
Skład Monel K500 i Monel 400 różni się bardzo nieznacznie, więc ich odporność na korozję jest porównywalna. Jednakże Alloy K500 ma kilkakrotnie większą granicę plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie, co czyni go bardziej odpowiednim do zastosowań w trudnych warunkach.
Pierwotnie opracowany przez International Nickel na początku XX wieku, Monel® 400 jest jednym z serii produktów opracowanych później w oparciu o proporcje niklu i miedzi w rudach występujących naturalnie w kanadyjskich kopalniach. Ponieważ ruda jest zazwyczaj bardzo stabilnym składnikiem, tą metodą można otrzymać równie stabilny, odporny na korozję stop. Znak towarowy Monel®, będący obecnie własnością Specialty Metals, stał się synonimem tej rodziny stopów, chociaż jest obecnie szeroko produkowany w wielu fabrykach.
Monel400 is composed almost entirely of nickel (>63%) i miedź (28-34%), z jedynie mniejszą ilością żelaza, manganu i innych pierwiastków śladowych. Nikiel i miedź są w sobie rozpuszczalne, dlatego mikrostruktura składa się z jednej fazy. Można go wzmocnić poprzez obróbkę na zimno, ale nie przez obróbkę cieplną. Stop 400 ma stosunkowo wysoką wytrzymałość w porównaniu do innych stopów miedzi, a jego właściwości udarowe utrzymują się na poziomie poniżej zera do 480 stopni.
Skład chemiczny Monel400:
Zawartość elementu%
Nikiel (plus kobalt): mniejszy lub równy 63.0
Aluminium: mniejsze lub równe 0.50
Węgiel: mniejszy lub równy 0.15
Miedź: 28.0 -34.0
Żelazo: 1.00-2.50
Mangan: mniejszy lub równy 2.0
Siarka: mniejsza lub równa 0.02
Krzem: mniejszy lub równy 0.5
Tytan: mniejszy lub równy 0.30
Ze względu na skład składający się prawie wyłącznie z niklu i miedzi, Monel 400 jest szczególnie odporny na korozję pod wpływem wody morskiej i szybko tworzy złożoną, ale cienką i lepką warstwę ochronną na powierzchni pod wpływem czystej wody morskiej. Ta folia ochronna w większości przypadków chroni stop, ale jedyną wadą jest to, że natężenie przepływu jest bardzo wolne i może powodować osadzanie się zanieczyszczeń, które mogą prowadzić do wżerów lub pewnych zanieczyszczeń, które mogą uszkodzić folię.
Podobnie jak woda morska, Monel 400 jest również odporny na korozję powodowaną przez inne roztwory chlorków i szereg kwasów, w tym chlor. Dopóki zawartość tlenu w roztworze jest minimalna, to znaczy w warunkach redukujących, jest on odporny na działanie kwasu fluorowodorowego i kwasu solnego. Jest szeroko stosowany w przemyśle morskim i chemicznym, głównie ze względu na doskonałą odporność na korozję.
Jednakże poziom wytrzymałości Monel400 ogranicza jego zastosowanie w bardziej konstrukcyjnych zastosowaniach. Monel K500 został opracowany, aby pokonać to ograniczenie. Jego skład jest taki sam jak Monel400, ale aluminium i tytan dodaje się w małych ilościach (łącznie 3-4%). Aluminium i tytan łączą się, tworząc mikroskopijne osady, które można kontrolować poprzez obróbkę cieplną. Po kuciu lub walcowaniu stal okrągła poddawana jest starzeniowej obróbce cieplnej, utrzymując ją w wysokiej temperaturze przez kilka godzin, a następnie powoli schładzając na powietrzu. Proces ten gwarantuje, że z roztworu można wyekstrahować jak najwięcej aluminium i tytanu i utworzyć drobną, szeroko rozproszoną sieć. Wydzielenia te spowodowały znaczną poprawę właściwości mechanicznych – 4-krotny wzrost granicy plastyczności i 2-krotny wzrost wytrzymałości na rozciąganie. Zwiększona wytrzymałość Monel K500 oznacza, że można go skutecznie stosować na bardziej wymagających elementach, takich jak wały okrętowe, trzpienie zaworów, elementy złączne, wały mieszadeł i mieszadeł, a także rakle, kołnierze wiertnicze i elementy wymienników ciepła.
Skład chemiczny MonelK500
Zawartość elementu%
Nikiel (plus kobalt): większy lub równy 63.0
Węgiel: mniejszy lub równy 0.25
Mangan: mniejszy lub równy 1,5
Żelazo: mniejsze lub równe 2.0
Siarka: mniejsza lub równa 0.01
Krzem: mniejszy lub równy 0.5
Miedź: 27.0 -33.0
Aluminium: 2.30 - 3.15
Tytan: 0.35 - 0.85
Ponieważ skład Monel K500 jest praktycznie identyczny ze składem Monel 400, podstawowa odporność chemiczna i odporność na korozję pozostaje taka sama. Istnieje argument, że stop K500 może być bardziej podatny na pękanie korozyjne naprężeniowe w ograniczonych okolicznościach, ale najprawdopodobniej wynika to z jego stosowania w zastosowaniach o większym naprężeniu (ze względu na jego wyższą wytrzymałość).
Ponieważ specyfikacje Monel K500 nie mają oczywistych braków w porównaniu do Monel 400, a wraz ze znaczną poprawą wytrzymałości, otworzyło się wiele nowych obszarów zastosowań, więc wykorzystanie na rynku materiałów Monel K500 jest bardziej powszechne.
