Nikkel-Koper legering Monel: Eigenschappen en toepassingen

Monel is niet magnetische nikkel-koper legering die zijn toepassingen te danken heeft aan zeer goede mechanische eigenschappen, een hoge corrosieweerstand in corrosief milieu en het behoud van zijn eigenschappen tot relatief hoge temperaturen. Monel is goed warm en koud te bewerken en te lassen met de gangbare lasmethoden. Het metaal ontwikkelt aan de buitenlucht een kleur variërend van licht grijs-groen tot medium bruin. De legering Monel is ontwikkeld door de International Nickel Company en is een handelsnaam van de bedrijvengroep INCO.

Algemeen

Chemische samenstelling Monel

Element	Nikkel	Koper	IJzer	Koolstof	Mangaan	Silicium	Zwavel
Percentage%	66,5	31,5	1,25	0,15	1,0	0,25	0,12

Fysische en mechanische eigenschappen Monel 400

Dichtheid	Smelt temperatuur	Curie temperatuur	Elektrisch geleidings- vermogen	Electrische weerstand	Trek vastheid	Strek grens	Hardheid Rockwel B
8,80 kg/dm3	1300-1350°C	-7°C - 10°C	2,08 Siemens/mm2 (20°C)	0,48 x mm2/m	700-800 N/mm2	Circa 340N/mm2	65

Hoge warmtevastheid Monel 400
Tot 400 °C vindt geen daling van de mechanische eigenschappen plaats (hoge warmtevastheid) en bij lage
temperatuur stijgt de trekvastheid zonder dat het materiaal bros wordt.

Corrosieweerstand Monel 400

Bron: U.S. government, Wikimedia Commons (Publiek domein)

Monel 400 hoge corrosieweerstand tegen reducerende verdunde zuren, organische zuren, logen en zoutoplossingen en tegen droge gassen als zuurstof, chloor, chloorwaterstof, zwaveldioxide, kooldioxide,
bestand tegen zwavelzuur, alkalische oplossingen, ammoniumsulfaten (meststoffen), ammoniumchloride (NH4Cl-salmiak), neutrale en alkalische zoutoplossingen, fluorwaterstofzuur (HF) en kwik (Hg).
De legering is ongevoeligheid voor spanningscorrosie.
Monel 400 is bestand tegen zeewater, zoetwater, gedestilleerd water, ook bij hogere stroomsnelheden zelfs in de overgang water lucht.(scheepsschroef, ventielen, warmtewisselaars).
Installaties van de chemische of petrochemische industrie worden vaak met zeewater gekoeld (b.v. olieplatformen). Daarom ligt hier een belangrijk toepassingsgebied van Monel 400.
Corrosie van Monel in zeewater 0.003 mm/jaar.
Monel 400 is één van de weinige materialen dat bestand is tegen zoutzuur, er is geen gevaar van contactcorrosie.

Corrosiegevoeligheid Monel 400

Oppervlakte verkleuring kan ontstaan door blootstelling aan atmosferische omstandigheden.
Pitting kan optreden bij blootstelling aan stilstaand zout water.
Metalen zoals aluminium, zink en ijzer in contact met Monel worden aangetast door galvanische corrosie, het gebruik van deze metalen als bevestigingsmateriaal voor Monel moeten worden vermeden.
Blootstelling aan cellenbeton fluorwaterstofzuur kan tot spanningscorrosie leiden.
Stikstofoxiden en zwaveldioxide, gecombineerd met water, tasten Monel aan.
Salpeterzuur en nitrous zuren tasten Monel aan.
Zure en basische oxiderende zouten, ijzerchloride, ijzersulfaat, koperchloride, stannichloride, kwikchloride en zilvernitraat tasten Monel aan.
Weerstand Monel tegen zwaveligzuur is afhankelijk van weersomstandigheden.
Het metaal is niet bestand tegen een oxiderend milieu.

Gebruikseigenschappen Monel

Monel 400 is goed koud en warm te vervormen.
Smeden en warm buigen bij 1000 - 1180ºC.
Monel is goed koud vervormbaar, daarbij lopen trekvastheid en hardheid op.
Na koud vervorming groter dan 5% spanningsarm gloeien in zwavelvrij en licht reducerend ovenatmosfeer.
Goed te lassen met TIG- of MIG-lasproces en met elektroden. (TIG- en MIG-lasdraad Werkstofnummer 2.4377, elektrodemateriaal Nummer 2.4366).
Warmscheurgevoelig daarom te lassen onderdelen schoon en vetvrij maken.

Toepassingen Monel

Monel wordt gebruikt voor zeepijpleidingen en andere toepassingen waar grote corrosieweerstand vereist is.
Gebruikt voor bepaalde onderdelen (ventielen e.d.) van koperblaasinstrumenten, en voor snaren van basgitaren, mandolines enz.
Chemische apparatuur, beitsbakken, stoomturbine schoepen en ventielen. kleppen, pompen, assen, marine armaturen, bevestigingsmiddelen, elektrische en elektronische componenten, apparatuur, aardolie raffinage en productie-apparatuur, voor boilers en andere warmtewisselaars.
Zeewaterbestendige tanks voor benzine en vers water, geisers, warmtewisselaars.
Monel 400 wordt toegepast in de offshore, zoals condensors, leidingsystemen en afsluiters. Ook in chemie in bereiding van chemicaliën en zout.
In de scheepvaart toegepast in afsluiters, brandblussystemen, pompen en schroefassen.
In de luchtvaart- en ruimtevaartindustrie wordt Monel wegens zijn warmtevastheid toegepast.
Een deel van Monel werd vervangen door roestvaststaal in de jaren 1950, wegens lagere prijs (minder nikkel)

Zusterlegeringen van Monel

MONEL R-405
Vergelijkbaar met MONEL 400 met een hoge sterkte en taaiheid over een groot temperatuurbereik. Corrosiebestendig en oxidatie bestand tegen 550 ° C. Zwavel toevoeging voor goede bewerkbaarheid dan Monel 400. Toepassing: watermeter onderdelen, schroeven, moeren, bouten, klep onderdelen.
MONEL K-500
Als Monel 400 echter vastheid en hardheid verhoogd door precipitatieharding. Goede sterkte en taaiheid van tot 650 ° C. Toepassing: Messen, schrapers, pompassen, boorkragen, instrumenten, bevestigingsmiddelen, veren.