Monel400 und Monel K500 sind beide Monel-Legierungen. Was ist der Unterschied?
Die Zusammensetzung von Monel K500 und Monel 400 unterscheidet sich kaum, sodass ihre Korrosionsbeständigkeit gleichwertig ist. Alloy K500 weist jedoch eine um ein Vielfaches höhere Streckgrenze und Zugfestigkeit auf, wodurch es besser für Hochleistungsanwendungen geeignet ist.
Monel 400 wurde ursprünglich Anfang des 20. Jahrhunderts von International Nickel entwickelt und gehört zu einer Reihe von Produkten, die später auf der Grundlage der Anteile von Nickel und Kupfer in Erzen entwickelt wurden, die natürlicherweise in kanadischen Minen vorkommen. Da das Erz typischerweise ein sehr stabiler Bestandteil ist, kann mit dieser Methode eine ebenso stabile, korrosionsbeständige Legierung erhalten werden. Die Marke Monel, heute im Besitz der Specialty Metals Corporation, ist zum Synonym für diese Legierungsfamilie geworden, obwohl sie mittlerweile in vielen Fabriken in großem Umfang hergestellt wird.
Monel400 und Monel K500 sind beide Monel-Legierungen. Was ist der Unterschied?
Monel400 is composed almost entirely of nickel (>63 %) und Kupfer (28-34 %), mit nur geringeren Mengen an Eisen, Mangan und anderen Spurenelementen. Nickel und Kupfer sind ineinander löslich, daher besteht die Mikrostruktur aus einer einzigen Phase. Es kann durch Kaltumformung verstärkt werden, nicht jedoch durch Wärmebehandlung. Alloy 400 hat im Vergleich zu anderen Kupferlegierungen eine relativ hohe Festigkeit und seine Schlageigenschaften bleiben bei Temperaturen unter Null bis 480 Grad.
//////////////////////////////////////Monel400 Chemische Zusammensetzung/////// // //////////////////////////////////////////////////////
Elementgehalt %
Nickel (plus Kobalt): Weniger als oder gleich 63.0
Aluminium: Kleiner oder gleich 0.50
Kohlenstoff: Kleiner oder gleich 0.15
Kupfer: 28.0 -34.0
Eisen: 1.00-2.50
Mangan: Weniger als oder gleich 2.0
Schwefel: Kleiner oder gleich 0,02
Silizium: Kleiner oder gleich 0,5
Titan: Kleiner oder gleich 0.30
Aufgrund seiner Zusammensetzung, die fast ausschließlich aus Nickel und Kupfer besteht, ist Monel 400 besonders beständig gegen Meerwasserkorrosion und bildet schnell einen komplexen, aber dünnen und klebrigen Schutzfilm auf der Oberfläche, wenn es sauberem Meerwasser ausgesetzt wird. Dieser Schutzfilm schützt in den meisten Fällen die Legierung, der einzige Nachteil besteht jedoch darin, dass die Fließgeschwindigkeit sehr langsam ist und sich Verschmutzungen bilden können, die zu Lochfraß oder bestimmten Verunreinigungen führen können, die den Film beschädigen können.
Wie Meerwasser ist Monel 400 auch beständig gegen Korrosion durch andere Chloridlösungen und eine Reihe von Säuren, einschließlich Schwefelsäure. Solange der Sauerstoffgehalt in der Lösung minimal ist, also unter reduzierenden Bedingungen, ist sie beständig gegen Flusssäure und Yaninsäure. Es wird vor allem aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit häufig in der Schifffahrts- und Chemieindustrie eingesetzt.
Allerdings schränkt die Festigkeit von Monel400 seinen Einsatz in eher strukturellen Anwendungen ein. Monel K500 wurde entwickelt, um diese Einschränkung zu überwinden. Seine Zusammensetzung ist die gleiche wie bei Monel400, jedoch werden Aluminium und Titan in geringen Mengen hinzugefügt (insgesamt 3-4 %). Aluminium und Titan verbinden sich zu mikroskopisch kleinen Ausscheidungen, die durch Wärmebehandlung kontrolliert werden können. Nach dem Schmieden oder Walzen wird Rundstahl einer Alterungswärmebehandlung unterzogen, bei der er mehrere Stunden lang auf hoher Temperatur gehalten wird und dann langsam an der Luft abkühlt. Dieser Prozess sorgt dafür, dass möglichst viel Aluminium und Titan aus der Lösung extrahiert werden und ein feines, weitverbreitetes Netzwerk bilden. Diese Niederschläge führten zu erheblichen Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften – einer 4--fachen Erhöhung der Streckgrenze und einer 2--fachen Erhöhung der Zugfestigkeit. Die erhöhte Festigkeit von Monel K500 bedeutet, dass es effektiv für anspruchsvollere Komponenten wie Schiffswellen, Ventilschäfte, Befestigungselemente, Mischer- und Rührwellen sowie Rakel, Bohrkrägen und Wärmetauscherkomponenten eingesetzt werden kann.
//////////////////////////////////////Monel K500 Chemische Zusammensetzung////// // ////////////////////////////////////////////////////////
Element@@@@@@Content% [Spot-Preisanfrage]
Nickel (plus Kobalt): Größer als oder gleich 63.0
Kohlenstoff: Kleiner oder gleich 0.25
Mangan: Weniger als oder gleich 1,5
Eisen: Kleiner oder gleich 2.0
Schwefel: Kleiner oder gleich 0,01
Silizium: Kleiner oder gleich 0,5
Kupfer: 27.0 -33.0
Aluminium: 2.30 - 3.15
Titan: 0.35 - 0.85
Da die Zusammensetzung von Monel K500 nahezu identisch mit der von Monel 400 ist, bleibt die grundlegende Chemikalien- und Korrosionsbeständigkeit gleich. Es gibt ein Argument dafür, dass Alloy K500 unter bestimmten Umständen anfälliger für Spannungsrisskorrosion sein könnte, aber dies ist höchstwahrscheinlich auf seine Verwendung in Anwendungen mit höherer Beanspruchung zurückzuführen (aufgrund seiner höheren Festigkeit).
Da die Spezifikationen von Monel K500 im Vergleich zu Monel400 keine offensichtlichen Mängel aufweisen und mit der deutlichen Verbesserung der Festigkeit eine Vielzahl neuer Anwendungsfelder erschlossen wurden, ist die Marktverwendung von Monel K500-Materialien häufiger.
