Perché Monel 400 è così dannatamente costoso
La lega Monel fu sviluppata per la prima volta da Robert Crookes Stanley della International Nickel Company e brevettata nel 1906. La nuova invenzione prende il nome dal presidente dell'azienda. Nel corso del tempo sono state sviluppate varie leghe della famiglia Monel per diverse applicazioni.
Composizione della lega Monel
Monel è il nome dato a un gruppo di leghe (401, R405, K-500, 400, 404 e 402) che contengono nichel e rame e talvolta ferro, silicio, manganese e titanio. Sebbene tutte queste leghe siano generalmente note per la loro buona resistenza alla corrosione, ciascuna lega ha proprietà e usi unici.
Ad esempio, Monel 404 ha un basso contenuto di nichel (52%), un alto contenuto di alluminio (0,05%) e un contenuto di rame (47%). Monel R405 è molto simile nel contenuto a Monel 400, ma senza titanio.
Monel K500 contiene alluminio (0,3%) e titanio (dallo 0,35% allo 0,85%). Questa lega ha un coefficiente di attrito inferiore e una maggiore resistenza all'usura rispetto ad altre leghe Monel. Ha anche eccellenti proprietà meccaniche, come resistenza e durezza a temperature fino a 600 gradi (1.112 gradi F).
Monel 400 contiene rame e nichel nelle stesse proporzioni naturalmente presenti nel minerale di nichel proveniente dalla miniera di Sudbury in Ontario, Canada. Poiché questa lega è molto più costosa dell’acciaio inossidabile, viene utilizzata solo in applicazioni critiche in cui non è possibile sostituire materiali più economici.
Monel 400 contiene dal 28 al 34% di rame e almeno il 63% di nichel. Tipicamente contiene anche ferro, manganese, silicio, carbonio e tracce di zolfo e titanio.
Caratteristiche della lega Monel 400
Il monel è più forte del solo nichel o rame. Monel 400 contiene nichel e rame oltre a carbonio, ferro, manganese, silicio e titanio. Questa composizione aiuta Monel a mantenere la sua eccellente resistenza alla corrosione, nonché tenacità e resistenza meccanica in un ampio intervallo di temperature, in genere fino a 400 gradi (752 gradi F). Questa caratteristica è un requisito fondamentale nelle applicazioni aerospaziali in cui le temperature operative variano ampiamente. Monel 400 viene utilizzato per realizzare rivetti per aerei con scafo in alluminio.
A basse temperature, Monel 400 conserva proprietà meccaniche come durezza e resistenza, ma la sua duttilità è leggermente ridotta. (Per maggiori informazioni sulla resistenza del materiale leggere l'approfondimento sulla resistenza alla trazione.)
Monel 400 ha un'eccellente resistenza alla corrosione nel vapore ad alta temperatura e nella salamoia calda che scorre ad alta velocità. Protegge dalla tensocorrosione (SCC) in acqua dolce e la sua durabilità in acqua di mare turbolenta ne giustifica il costo. La sua resistenza all'acido fluoridrico e all'acido cloridrico richiede il degasaggio. In genere è resistente ai cibi acidi; tuttavia non è resistente all'acido nitrico, che ha effetti ossidanti.
Monel 400 non è facile da lavorare perché subisce un incrudimento durante la lavorazione. Pertanto, è meglio tagliare e tornire le leghe a velocità inferiori e con velocità di avanzamento molto basse. Ciò comporta inevitabilmente costi di lavorazione più elevati.
Monel 400 ha una conduttività del 34% IACS (International Annealed Copper Standard). Anche se congelato alla temperatura dell'idrogeno liquido, mantiene una certa duttilità. È anche debolmente magnetico.
Monel 400 ha buone prestazioni di saldatura e può essere saldato mediante saldatura ad arco sommerso, saldatura ad arco di gas metallo e saldatura ad arco di tungsteno a gas. Il metallo d'apporto Monel 60 utilizzato per la saldatura può garantire che il giunto saldato abbia la stessa durezza, resistenza meccanica e proprietà anticorrosione del metallo di base. (Lettura correlata: Cause e prevenzione della corrosione dei giunti saldati.)
Oltre ai collegamenti saldati, Monel 400 può essere collegato anche mediante saldatura o brasatura.
Limitazioni di Monel 400
Monel 400 non è resistente all'ipoclorito, all'anidride solforosa, all'acido nitrico o all'ossido nitrico. È anche soggetto a corrosione galvanica.
