В статье прошлого месяца мы с вами подробно рассмотрели суперматериал Хастеллой. Это действительно невероятно прочный и устойчивый к коррозии никелевый сплав. Однако некоторые читатели обратился к нам с обоснованным вопросом: почему же мы не рассказали о другом не менее грандиозном по своим характеристикам сплаве Монель? Чем он кардинально отличается от Хастеллоя и когда лучше применять первый, а когда второй?
Чтобы восстановить справедливость, сегодня мы всё своё внимание обратим на стлав Монель и его основные отличия, а также область применения.
Общее и некоторые отличия
Монель − это торговая марка группы никелевых сплавов, состоящих в основном из никеля и меди со следами железа, марганца, углерода и кремния. Сплавы монеля более прочные, чем чистый никель, и известны своей коррозионной стойкостью к нескольким агрессивным средам. Этот материал был впервые разработан Робертом Круксом Стэнли в 1901 году. Название «монель» является торговой маркой компании Special Metals Corporation.
Самый распрастраненный сплав монеля на сегодняшний день – Монель 400. В нем минимум 63% никеля и 28-34% меди, остальное добавки. Российский аналог − сплав МНЖМц 28-2.5-1.5.
При удельном весе 8,80 г/см3 сплав Монель 400 имеет диапазон температур плавления 1300–1350 °С, коэффициент линейного расширения - 14-15·10-6 и коэффициент Пуассона 0,32.
Благодаря изготовлению методом горячей и холодной обработки давлением, механической обработки и сварки Монель широко используется в морской и химической промышленности. Однако это дорогой материал, поэтому его можно использовать только там, где нет более дешевых альтернатив. Обычно трубы из монеля более чем в 3 раза дороже труб из углеродистой стали.
На данный момент, изготовляют несколько сплавов на основе Монель:
- Монель 400 − демонстрирует высокую прочность, отличную коррозионную стойкость, хорошую пластичность и теплопроводность. Используется в теплообменниках, клапанах, морской технике, химической промышленности.
- Монель 401 − используется в специализированных электрических и электронных устройствах.
- Монель 404 − состав подобран для обеспечения очень низкой температуры Кюри, низкой проницаемости и хороших характеристик пайки. Используется в капсулах для транзисторов и уплотнениях из керамики и металла
- Монель 405 − легкообрабатываемая марка сплава 400, в основном используется для изготовления автоматических винтовых станков.
- Монель К-500 − добавление алюминия и титана придает большую прочность и твердость, а также превосходные свойства коррозионной стойкости. Однако сплав имеет большую склонность к коррозионному растрескиванию в некоторых средах в условиях старения. К-500 подходит для валов центробежных насосов морского применения.
В таблице ниже приведены основные отличия рассматриваемых материалов по свойствам и областям применения.
|
Хастеллой |
Монель |
|
Широко используется в кислых средах. |
Широко используется в морских целях. |
|
Относительно дешевле из-за небольшого количества никеля (> 60% никеля). |
Относительно дороже, поскольку в нем больше никеля (60-70% никеля). |
|
Имеет более высокую температуру плавления (около 1400о С). |
Имеет температуру плавления 1350 о С |
|
Предел прочности ниже, в диапазоне от 690 до 783 МПа. |
Имеет более высокую прочность на разрыв −от 550 до 1100 МПа. |
Основные преимущества, которые предлагает Монель:
- Высокая коррозионная стойкость к кислотам и щелочам
- Хорошая пластичность −легко формовать
- Простота сварки и пайки
- Высокая механическая прочность
- Доступность в различных формах: листы, пластины, стержни, трубы и трубки
- Привлекательный внешний вид и отделка
- Способность выдерживать как высокие, так и низкие температуры
Несмотря на достоинства суперсплава Монель, он имеет и недостатки, что делает его не идеальным металлом:
- Плохая обрабатываемость
- Подверженность питтинговой коррозии в среде соленой воды.
- Иногда в присутствии монеля может возникнуть гальваническая коррозия.
Теперь у вас есть вся основная информация, чтобы выбрать наиболее подходящий суперсплав под конкретное производство.
Для полного понимания, как задавать материалы в программном обеспечении по расчетам на прочность трубопроводных систем, вы можете обратиться к представителям технической поддержки Группы компаний «Русский САПР» или к менеджеру коммерческого отдела, работающему с вашей компанией.
Специалисты технической поддержки ответят на ваши вопросы, помогут разобраться с новинками инженерной деятельности и провести для вашей компании обучающие семинары.
Работайте с нами! Работайте с удовольствием!
Подписывайтесь на новостной канал Группы компаний «Русский САПР» и оставайтесь в курсе последних событий в программном обеспечении.
Наталья Гаврилина
Руководитель направления по системам инженерного анализа
АО «Бюро САПР»