Mindkét ötvözet nikkel- és rézalapú, de a K500 erősítő elemeket (alumíniumot és titánt) ad hozzá a csapadékos keményedés eléréséhez, míg a Monel 400 szilárd -oldattal-erősített ötvözet ezeknek az elemeknek szándékos hozzáadása nélkül.
Ez az alapvető különbség a két ötvözet között, amely meghatározza a mechanikai tulajdonságok közötti különbségeket.
Monel 400: Örökbe fogadszilárd oldatos erősítés.
A nikkel és a réz egységes felületű{0}}központú köbös (FCC) szilárd oldatot alkot. Az ötvözetet csak oldatkezelik (980–1050 fokra hevítik és hűtik) a gyártás során, és nincs szükség utólagos öregítési kezelésre. Erőssége a Ni és Cu szilárd oldat hatásától függ, szerkezete szobahőmérsékleten stabil marad.
Monel K500: Örökbe fogadcsapadékos keményedés (életkor keményedés).
A Monel 400 Ni-Cu mátrixa alapján a hozzáadott Al és Ti finom, egyenletes eloszlású intermetallikus csapadékot képeznek (' fázis: Ni₃Al, Ni₃Ti) két-lépéses hőkezelés után:
Oldatos kezelés: Melegítse fel 950–1000 fokra, tartsa lenyomva, és hűtse le, hogy túltelített szilárd oldatot kapjon.
Öregedés kezelése: Melegítse fel 450-550 fokra, tartsa 4-6 órán át, és levegővel hűtse le. Kicsapja a tű kimozdulását, jelentősen javítva a szilárdságot és a keménységet.
A különböző erősítő mechanizmusoknak köszönhetően a K500 sokkal nagyobb szilárdságú és keményebb, mint a Monel 400, míg a Monel 400 rugalmasabb. Az alábbi adatok szobahőmérsékleten lágyított (Monel 400) és öregedő (Monel K500) állapotokra vonatkoznak, összhangban az ASTM B164 (kovácsolt termékek) és az ASTM B564 (kovácsolt termékek) szabványokkal.
Monel 400: Egyszerű hőkezelés.
Csak oldatkezelést (kovácsolt termékeknél) vagy izzítást (öntvényeknél) igényel a belső feszültség megszüntetése és a rugalmasság helyreállítása érdekében. Nincs szükség öregedéskezelésre, a folyamat alacsony-költségű és könnyen kezelhető.
Monel K500: Komplex hőkezelés.
Oldatos kezelésen + öregedéskezelésen kell átesni a nagy szilárdság eléréséhez. Az öregedési folyamat a hőmérséklet és az idő pontos szabályozását igényli (pl. 500 fok 5 órán keresztül), hogy biztosítsa a fázis egyenletes kicsapódását. A nem megfelelő hőkezelés (pl. túlöregedés) csökkenti a szilárdságot, növeli a gyártás összetettségét és a költségeket.
Mindkét ötvözet kiváló korrózióállósággal rendelkezik tengeri, vegyi és savas környezetben, de vannak apró különbségek az egyes forgatókönyvek között:
Általános korrózióállóság: Hasonló.
Mindkettő ellenáll a tengervíznek, a sóoldatnak, a híg kénsavnak, a sósavnak (alacsony koncentrációban) és a szerves savaknak. A Ni-Cu mátrix stabil passzív filmet képez, megakadályozva az egyenletes korróziót.
Legfontosabb különbségek forgatókönyvei:
Feszültségkorróziós repedés (SCC): A Monel 400 ellenállóbb az SCC-vel szemben magas-hőmérsékletű hidrogén-fluoridos (HF) környezetben, míg a K500 csapadékfázisok miatt enyhén csökkenhet.
Gödrös korrózió: Mindkettő jó ellenálló képességgel rendelkezik a tengervízben, de a K500 csapadéka kismértékű galvanikus korróziót okozhat rendkívül durva közegben (pl. tömény klorid oldatok), míg a Monel 400 (egyfázisú- szerkezet) stabilabb.
A kettő közötti választás attól függ, hogy a „nagy szilárdságú” vagy a „könnyű feldolgozás/alacsony költség” élvez prioritást.
Monel 400: Jó hajlékonyságot, könnyű alakítást és közepes szilárdságot igénylő forgatókönyvekhez alkalmas.
Hajótechnika: Tengervízszelepek, szivattyúk, hőcserélő csövek, hajócsavartengelyek.
Vegyipar: Híg savak tárolótartályai, elektrolitikus cellák, vegyipari folyamatok csővezetékei.
Egyéb: Olaj- és gázkútburkolatok (alacsony-nyomás), élelmiszer-feldolgozó berendezések.
Monel K500: Nagy szilárdságot, kopásállóságot és korrózióállóságot igénylő forgatókönyvekhez alkalmas.
Olaj- és gázipar: Nagynyomású{0}}kútfej alkatrészek (szelepszárak, fúróperemek), fúrószerszámok (nagy nyomásnak és korróziónak ellenálló).
Tengerészeti tervezés: Mély{0}}tengeri feltáró berendezések (nagy szilárdságú{1}}mélyvíznyomás), propellertengelyek nagy hajókhoz.
Precíziós alkatrészek: műszeralkatrészek, rugós alátétek, nagy -szilárdságú rögzítők (szilárdság és korrózióállóság is szükséges).
Költség: A Monel K500 20-30%-kal drágább, mint a Monel 400. Ennek okai a következők: 1) Az Al/Ti alapanyagok magasabb költsége; 2) A további öregedéskezelés növeli a gyártási költségeket és az időt.
Feldolgozhatóság:
Monel 400: Jobb hideg/meleg megmunkálhatóság, könnyen hajlítható, bélyegzhető és hegeszthető (a legtöbb esetben nincs szükség utólagos -hegesztési hőkezelésre).
Monel K500: A hidegen megmunkálhatóság csökken az öregedés után (nagy keménység), ezért a hidegalakítást általában az öregedés előtti oldattal{1}}kezelt állapotban végezzük; a hegesztés szigorúan szabályozza a hőbevitelt, hogy elkerülje a túlöregedést a hőhatás-zónában.
