Ενίσχυση της αντίστασης στη διάβρωση σε συγκεκριμένα μέσα
Μορφές χαλκού ασυνεργιστικό σύστημα ανθεκτικό στη διάβρωση-με νικέλιο. Το νικέλιο παρέχει εξαιρετική γενική αντοχή στη διάβρωση, ενώ ο χαλκός προσδίδει στο κράμα εξαιρετική αντοχήυδροχλωρικό οξύ (HCl), αραιωμένο θειικό οξύ και περιβάλλοντα μείωσης του οξέος-σενάρια όπου το καθαρό νικέλιο ή ο ανοξείδωτος χάλυβας έχουν κακή απόδοση.
Σε θαλάσσια περιβάλλοντα, τα ιόντα χαλκού που απελευθερώνονται από την επιφάνεια του κράματος μπορούν να αναστείλουν την ανάπτυξη θαλάσσιων οργανισμών (π.χ. βαρέλια, μύδια), επιτυγχάνοντας ένα φυσικόαντι-απορρύπανσηκαι αποτρέποντας τη βιολογική διάβρωση που θα μπορούσε να βλάψει την επιφάνεια του κράματος.
Για τα κράματα Monel, η περιεκτικότητα σε χαλκό ελέγχεται με ακρίβεια σε περίπου 28%-34%. Αυτή η αναλογία εξασφαλίζει το σχηματισμό ενός πυκνού, σταθερού παθητικού φιλμ στην επιφάνεια του κράματος, το οποίο εμποδίζει αποτελεσματικά τη διείσδυση διαβρωτικών ιόντων.
Τα άτομα χαλκού, με διαφορετική ατομική ακτίνα από το νικέλιο, διαλύονται στην ωστενιτική μήτρα με βάση το νικέλιο-με βάση το νικέλιο, κυβικό (FCC), προκαλώντας παραμόρφωση του πλέγματος. Αυτή η παραμόρφωση εμποδίζει την κίνηση των εξαρθρώσεων υπό εξωτερική πίεση, βελτιώνοντας έτσι την κατάσταση του κράματοςαντοχή σε θερμοκρασία δωματίου-, σκληρότητα και αντοχή στη φθοράχωρίς να θυσιάζει σημαντικά την ολκιμότητα και τη σκληρότητά του.
Σε αντίθεση με τα στοιχεία ενίσχυσης της κατακρήμνισης-(π.χ. Ti, Al), η επίδραση ενίσχυσης του στερεού διαλύματος χαλκού είναι σταθερή σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών. Αποφεύγει τον κίνδυνο ευθραυστότητας που προκαλείται από τη χονδροποίηση των φάσεων που καταβυθίζονται σε μεσαίες θερμοκρασίες, καθιστώντας τα κράματα Monel κατάλληλα για δομικά στοιχεία που απαιτούν αντοχή και σκληρότητα.
Στη διαδικασία θερμής κατεργασίας (π.χ. σφυρηλάτηση, έλαση), ο χαλκός μειώνει την αντίσταση παραμόρφωσης του κράματος, καθιστώντας ευκολότερο τον σχηματισμό σύνθετων- εξαρτημάτων χωρίς ρωγμές.
Κατά τη συγκόλληση, ο χαλκός βελτιώνει τη ρευστότητα της δεξαμενής συγκόλλησης και προωθεί το σχηματισμό μιας ομοιόμορφης,-ελεύθερης άρθρωσης συγκόλλησης. Το συγκολλημένο κράμα Monel διατηρεί σταθερή αντοχή στη διάβρωση και μηχανικές ιδιότητες μεταξύ της ζώνης συγκόλλησης και του βασικού μετάλλου, κάτι που είναι ζωτικής σημασίας για εφαρμογές δοχείων πίεσης και σωληνώσεων.
Κατά τη διάρκεια της θερμικής επεξεργασίας γήρανσης, μια λεπτή, ομοιόμορφα κατανεμημένη διαμεταλλική φάσηNi3(Cu,Al,Ti)καθιζάνει από τη μήτρα του νικελίου-χαλκού. Αυτή η φάση, γνωστή και ως «φάση», εξαρθρώσεις καρφίδων και όρια κόκκων, ενισχύοντας σημαντικά την αντοχή σε εφελκυσμό και την αντοχή του κράματος στην κόπωση.
Σε σύγκριση με το τυπικό Monel 400, το Monel K-500 έχει 2-3 φορές υψηλότερη αντοχή μετά τη γήρανση, ενώ εξακολουθεί να διατηρεί καλή αντοχή στη διάβρωση - ένας συνδυασμός απόδοσης που είναι δύσκολο να επιτευχθεί με κράματα καθαρού νικελίου.
Ο χαλκός καταστέλλει την έναρξη και τη διάδοση ρωγμών λόγω διάβρωσης λόγω τάσης σταθεροποιώντας το παθητικό φιλμ και μειώνοντας τη διαφορά ηλεκτροχημικού δυναμικού μεταξύ της μήτρας και των ορίων κόκκων. Αυτό καθιστά τα κράματα Monel το υλικό επιλογής για υπεράκτιες πλατφόρμες πετρελαίου, εξοπλισμό αφαλάτωσης θαλασσινού νερού και άλλες εφαρμογές που εκτίθενται-χλώριο.
