Porovnanie medzi MonelK500 a Monel400
Zloženie Monel K500 a Monel 400 sa líši len veľmi málo, takže ich odolnosť proti korózii je ekvivalentná. Alloy K500 má však niekoľkonásobne vyššiu medzu klzu a pevnosť v ťahu, vďaka čomu je vhodnejšia pre náročné aplikácie.
Monel® 400, pôvodne vyvinutý spoločnosťou International Nickel na začiatku 20. storočia, je jedným zo série produktov následne vyvinutých na základe pomerov niklu a medi v rudách, ktoré sa prirodzene vyskytujú v kanadských baniach. Keďže ruda je typicky veľmi stabilná zložka, pomocou tejto metódy možno získať rovnako stabilnú zliatinu odolnú voči korózii. Ochranná známka Monel®, ktorú teraz vlastní spoločnosť Specialty Metals, sa stala synonymom pre túto rodinu zliatin, hoci ju teraz vo veľkom vyrábajú mnohé továrne.
Monel400 is composed almost entirely of nickel (>63 %) a medi (28-34 %), len s menším množstvom železa, mangánu a iných stopových prvkov. Nikel a meď sú navzájom rozpustné, takže mikroštruktúra pozostáva z jednej fázy. Môže byť spevnený spracovaním za studena, ale nie tepelným spracovaním. Zliatina 400 má relatívne vysokú pevnosť v porovnaní s inými zliatinami medi a jej rázové vlastnosti zostávajú na úrovni pod nulou až 480 stupňov.
Chemické zloženie Monel400:
% obsah prvku
Nikel (plus kobalt): menšie alebo rovné 63.0
Hliník: Menšie alebo rovné 0,50
Uhlík: menšie alebo rovné 0,15
Meď: 28.0 -34.0
Železo: 1.{1}.50
Mangán: menšie alebo rovné 2.0
Síra: menšie alebo rovné 0,02
Kremík: menší alebo rovný 0.5
Titán: menšie alebo rovné 0,30
Vďaka svojmu zloženiu, ktoré je takmer výlučne z niklu a medi, je Monel 400 obzvlášť odolný voči korózii morskou vodou a pri vystavení čistej morskej vode rýchlo vytvorí zložitý, ale tenký a lepkavý ochranný povrchový film. Táto ochranná fólia chráni zliatinu vo väčšine prípadov, ale jedinou nevýhodou je, že prietok je veľmi pomalý a môže vytvárať nečistoty, ktoré môžu viesť k jamkám alebo určitým nečistotám, ktoré môžu fóliu poškodiť.
Rovnako ako morská voda, aj Monel 400 je odolný voči korózii inými chloridovými roztokmi a radom kyselín, vrátane chlóru. Pokiaľ je obsah kyslíka v roztoku minimálny, teda za redukčných podmienok, je odolný voči kyseline fluorovodíkovej a kyseline chlorovodíkovej. Je široko používaný v námornom a chemickom priemysle najmä vďaka svojej vynikajúcej odolnosti proti korózii.
Úroveň pevnosti Monel400 však obmedzuje jeho použitie vo viac štrukturálnych aplikáciách. Monel K500 bol vyvinutý na prekonanie tohto obmedzenia. Jeho zloženie je rovnaké ako Monel400, ale hliník a titán sa pridávajú v malých množstvách (celkovo 3-4 %). Hliník a titán sa spájajú a vytvárajú mikroskopické precipitáty, ktoré je možné kontrolovať tepelným spracovaním. Po kovaní alebo valcovaní sa kruhová oceľ podrobuje tepelnému spracovaniu starnutia, pričom sa niekoľko hodín udržiava pri vysokej teplote a potom sa pomaly ochladzuje na vzduchu. Tento proces zabezpečuje, že z roztoku možno extrahovať čo najviac hliníka a titánu a vytvoriť jemnú, široko rozptýlenú sieť. Tieto precipitáty spôsobili významné zlepšenie mechanických vlastností – 4-násobné zvýšenie medze klzu a 2-násobné zvýšenie pevnosti v ťahu. Zvýšená pevnosť Monel K500 znamená, že sa dá efektívne použiť na náročnejších komponentoch, ako sú námorné hriadele, drieky ventilov, spojovacie prvky, hriadele mixérov a miešadiel, ako aj stieracie čepele, objímky vrtákov a komponenty výmenníkov tepla.
Chemické zloženie MonelK500
% obsah prvku
Nikel (plus kobalt): Väčšie alebo rovné 63.0
Uhlík: menšie alebo rovné 0,25
Mangán: menej alebo rovný 1,5
Železo: menšie alebo rovné 2.0
Síra: menšie alebo rovné 0,01
Kremík: menší alebo rovný 0.5
Meď: 27.0 -33.0
Hliník: 2.30 - 3.15
Titán: 0.35 - 0.85
Keďže zloženie Monel K500 je prakticky totožné so zložením Monel 400, základná chemická a korózna odolnosť zostáva rovnaká. Existuje argument, že Alloy K500 môže byť za obmedzených okolností náchylnejšia na praskanie koróziou pod napätím, ale to je s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobené jej použitím v aplikáciách s vyšším namáhaním (kvôli jej vyššej pevnosti).
Keďže špecifikácie Monel K500 nemajú žiadne zjavné nedostatky v porovnaní s Monel400 a s výrazným zlepšením pevnosti sa otvorilo veľké množstvo nových oblastí použitia, takže trhové využitie materiálov Monel K500 je hojnejšie.
