Proč je Monel 400 tak zatraceně drahý

Slitina Monel byla poprvé vyvinuta Robertem Crookesem Stanleyem z International Nickel Company a patentována v roce 1906. Nový vynález je pojmenován po prezidentovi společnosti. Postupem času byly vyvinuty různé slitiny v rodině Monel pro různé aplikace.

Složení slitiny Monel
Monel je název pro skupinu slitin (401, R405, K-500, 400, 404 a 402), které obsahují nikl a měď a někdy železo, křemík, mangan a titan. Přestože jsou všechny tyto slitiny obecně známé svou dobrou odolností proti korozi, každá slitina má některé jedinečné vlastnosti a použití.

Například Monel 404 má nízký obsah niklu (52 %), vysoký obsah hliníku (0,05 %) a obsah mědi (47 %). Monel R405 je svým obsahem velmi podobný Monelu 400, ale bez titanu.

Monel K500 obsahuje hliník (0,3 %) a titan (0,35 % až 0,85 %). Tato slitina má nižší koeficient tření a vyšší odolnost proti opotřebení než ostatní slitiny Monel. Má také vynikající mechanické vlastnosti, jako je pevnost a tvrdost při teplotách až 600 stupňů (1 112 stupňů F).

Monel 400 obsahuje měď a nikl ve stejných poměrech, jaké se přirozeně vyskytují v niklové rudě z dolu Sudbury v Ontariu v Kanadě. Protože je tato slitina mnohem dražší než nerezová ocel, používá se pouze v kritických aplikacích, kde nelze nahradit levnější materiály.

Monel 400 obsahuje 28 až 34 procent mědi a nejméně 63 procent niklu. Obvykle také obsahuje železo, mangan, křemík, uhlík a stopová množství síry a titanu.

Vlastnosti Monel Alloy 400
Monel je silnější než samotný nikl nebo měď. Monel 400 obsahuje nikl a měď, stejně jako uhlík, železo, mangan, křemík a titan. Toto složení pomáhá Monelu udržet si jeho vynikající odolnost proti korozi, stejně jako houževnatost a mechanickou pevnost v širokém teplotním rozsahu, typicky až do 400 stupňů (752 stupňů F). Tato vlastnost je klíčovým požadavkem v leteckých aplikacích, kde se provozní teploty značně liší. Monel 400 se používá k výrobě nýtů pro letadla s hliníkovým trupem.

Při nízkých teplotách si Monel 400 zachovává mechanické vlastnosti, jako je tvrdost a pevnost, ale jeho tažnost je mírně snížena. (Další informace o pevnosti materiálu naleznete v hloubkové studii pevnosti v tahu.)

Monel 400 má vynikající odolnost proti korozi ve vysokoteplotní páře a horkou solanku proudící vysokou rychlostí. Chrání před korozním praskáním (SCC) ve sladké vodě a jeho trvanlivost v turbulentní mořské vodě ospravedlňuje jeho cenu. Jeho odolnost vůči kyselině fluorovodíkové a kyselině chlorovodíkové vyžaduje odplynění. Je obecně odolný vůči kyselým potravinám; není však odolný vůči kyselině dusičné, která má oxidační účinky.

Monel 400 není snadné obrábět, protože během obrábění prochází deformačním zpevněním. Proto je nejlepší řezat a soustružit slitiny při nižších rychlostech a velmi nízkých rychlostech posuvu. To nevyhnutelně vede k vyšším nákladům na zpracování.

Monel 400 má vodivost 34 % IACS (International Annealed Copper Standard). I při zmrazení na teploty kapalného vodíku si zachovává určitou tažnost. Je také slabě magnetický.

Monel 400 má dobrý svařovací výkon a lze jej svařovat pod tavidlem, plynovým obloukovým svařováním kovů a plynovým wolframovým obloukovým svařováním. Přídavný kov Monel 60 použitý pro svařování dokáže zajistit, že svarový spoj má stejnou tvrdost, mechanickou pevnost a antikorozní vlastnosti jako základní kov. (Související čtení: Příčiny a prevence koroze svarových spojů.)

Kromě svařovaných spojů lze Monel 400 spojovat také pájením nebo pájením.

Omezení Monel 400
Monel 400 není odolný vůči chlornanu, oxidu siřičitému, kyselině dusičné nebo oxidu dusnatému. Je také náchylný ke galvanické korozi.