Monel® Alloy 400 ist eine Nickel-Kupfer-Legierung, die für ihre hohe Festigkeit, Zähigkeit und hervorragende Korrosionsbeständigkeit bekannt ist - selbst in extremen Umgebungen wie Meerwasser und Säuren. Unter MWalloysWir bieten Monel 400 in Form von Blechen, Stangen, Stäben, Spulen, Rohren und Drähten an, die für Anwendungen in der Schifffahrt, Chemie, Luft- und Raumfahrt sowie für Wärmetauscher maßgeschneidert sind.
Was ist Monel 400?
Monel 400 (UNS N04400) ist eine Nickel-Kupfer-Legierung in fester Lösung, die aus ~63-70 % Nickel und 28-34 % Kupfer besteht, mit Spuren von Eisen, Mangan, Kohlenstoff und Silizium.. Seine einphasige FCC-Struktur sorgt für gleichmäßige Eigenschaften und verbessert die Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in reduzierenden Umgebungen.
Spezifikationen und Parameter
| Kategorie | Eigentum | Wert / Spezifikation | Anmerkungen / Bedingungen |
|---|---|---|---|
| Chemische Zusammensetzung | Nickel (Ni) | 63.0-70.0% | Hauptbestandteil |
| Kupfer (Cu) | 28.0-34.0% | Bilanz | |
| Eisen (Fe) | ≤2.5% | ||
| Mangan (Mn) | ≤2.0% | ||
| Kohlenstoff (C) | ≤0.30% | ||
| Silizium (Si) | ≤0,50% | ||
| Schwefel (S) | ≤0,024% | ||
| Kobalt (Co) | ≤1.00% (optionale Verfolgung) | ||
| Physikalische Eigenschaften | Dichte | 8,80-8,90 g/cm³ (0,319 lb/in³) | |
| Schmelzbereich | 1295-1350°C (2460-2470°F) | ||
| Elektrischer spezifischer Widerstand (20°C) | 51,0 μΩ-cm | ||
| Wärmeleitfähigkeit (100°C) | 14,0 W/m-K (24,1 BTU-in/hr-ft²-°F) | ||
| Wärmeausdehnungskoeffizient (0-100°C) | 13.9 × 10-⁶/°C (7.7 × 10-⁶/°F) | ||
| Elastischer Modul | 179 GPa (26 × 10⁶ psi) | ||
| Magnetische Permeabilität | Niedrig (nicht magnetisch im geglühten Zustand) | ||
| Mechanische Eigenschaften | Zugfestigkeit (geglüht, RT) | 480-760 MPa (70-110 ksi) | Min. ASTM: ≥480 MPa; Luft- und Raumfahrt (AMS): ≥760 MPa |
| Streckgrenze (0,2% Offset, RT) | 170-370 MPa (25-54 ksi) | Min. ASTM: ≥170 MPa; Luft- und Raumfahrt: ≥370 MPa | |
| Dehnung (A5, RT) | 30-45% | Min. ASTM: ≥35%; Luft- und Raumfahrt: ≥40% | |
| Härte (geglüht) | ≤179 HB (≤68 HRB) | ||
| Thermische Grenzwerte | Kontinuierlicher Dienst (Luft) | ≤600°C (1112°F) | Oxidationsbeständigkeit |
| Spannungsbruchfestigkeit (600°C) | ~40 MPa (5,8 ksi) für 1.000h | Typischer Wert | |
| Korrosionsbeständigkeit | Fluorwasserstoffsäure (HF) | Ausgezeichnet (eine der wenigen HF-beständigen Legierungen) | |
| Meerwasser | Überlegen gegenüber Kupferlegierungen (widersteht Lochfraß/Spannungsrisskorrosion) | ||
| Schwefelsäure (≤85%) | Widerstandsfähig | ||
| Alkalische Lösungen | Ausgezeichnet (auch in heißen konzentrierten Laugen) | ||
| Ammoniak (wasserfrei, ≤585°C) | Widerstandsfähig | ||
| Wärmebehandlung | Glühen | 870-980°C (1600-1800°F), schnelles Abkühlen | Optimiert die Duktilität/Korrosionsbeständigkeit |
| Internationale Normen | Bar/Rod | ASTM B164, AMS 7234 (Luft- und Raumfahrt) | |
| Platte/Blatt | ASTM B127, AMS 4553 | ||
| Schläuche/Rohre | ASTM B165, AMS 4676 | ||
| Schmiedeteile | ASTM B564 | ||
| Schweißzusatzwerkstoff | AWS A5.14 ERNiCu-7 | ||
| Wichtige Anwendungen | Meerestechnik | Pumpenwellen, Propellerblätter, Meerwasserwärmetauscher, Entsalzungsanlagen | |
| Chemische Verarbeitung | HF-Säure-Ausrüstung, Salzsäurepumpen/-ventile, Schwefelsäurereaktoren | ||
| Öl und Gas | Bohrlochwerkzeuge, Rohöl-Destillationsanlagen, Offshore-Plattformen | ||
| Nuklearindustrie | Urananreicherungsanlagen, Isotopentrennsysteme |
Hinweise zur Variabilität & kritische Details
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Mechanische Eigenschaftsbereiche:
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Die Mindestzug-/Streckgrenzen variieren je nach Norm (z. B. ASTM vs. AMS) und Produktform (Stange vs. Blech) erheblich. Güten für die Luft- und Raumfahrt erfordern eine höhere Festigkeit.
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Die Kaltumformung erhöht die Festigkeit, verringert aber die Duktilität.
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Korrosionsbeständigkeit:
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Vermeiden Sie starke Oxidationsmittel (z. B. Salpetersäure, Hypochlorit), die Lochfraß verursachen können.
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Thermische Stabilität: Längerer Kontakt mit Temperaturen über 600°C kann zu Versprödung führen; für kritische Anwendungen auf 550°C begrenzen.
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Fabrikation:
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Schweißen: ERNiCu-7 Schweißzusatzwerkstoff verwenden; Glühen nach dem Schweißen für korrosive Anwendungen empfohlen1.
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Bearbeitung: Die hohe Kaltverfestigung erfordert niedrige Drehzahlen/Hartmetallwerkzeuge.
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Einhaltung von Normen:
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Anwendungen in der Kerntechnik und der Luft- und Raumfahrt erfordern zertifizierte Qualitäten (z. B. AMS 4553 für die Luft- und Raumfahrt).
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globaler Preisvergleich
| Formular | China (Made-in-China / Alibaba) | Europa (UK/EU) | USA (Einzelhandel/Vertriebsunternehmen) | Indien (Mumbai/lokale Anbieter) |
|---|---|---|---|---|
| Platte/Blatt | $22,8-32,8 /kg (200 kg MOQ) $15-46,9 /kg (500 kg MOQ) |
3,49-4,07 €/kg (~$3,90-4,55/kg) | $10-30/kg FOB | ₹2,000/kg (~$24/kg) |
| Stange / Stab | $8-25/kg (Rundstahl) | K.A. | $28-45/kg (Preis für starre Stangen) | ₹2,000/kg (~$24/kg) |
| Spule/Streifen | $20-30/kg | 3,02-3,49 €/kg (~$4,00-4,60/kg) | Daten begrenzt | ₹2.600/kg (~$31/kg) |
| Draht / Schweißdraht | $15-35/kg allgemeiner Draht $18-25/kg Maschendraht |
~$30-45/kg Feder/Schweißdraht (Einzelhandel) | ₹2.800/kg (~$35/kg) |
📌 Wichtige Einblicke in die Preisgestaltung:
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China: Monel 400 Blech reicht von $22,8 bis $46,9/kg, Draht aus $15-35/kg. MOQ variiert.
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Europa: Die Preise für Bleche und Coils finden Sie unter 3,02-4,07 €/kg (über $3,90-4,60/kg).
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USA: Die Platte ist ungefähr $10-30/kg F.O.B, Bars über $28-45/kg.
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Indien: Teller und Stange sind rund ₹2,000/kg (~$24/kg), Spule näher an 2.600 ₹/kg (~$31/kg).
📝 Beobachtungen:
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China bietet die wettbewerbsfähigsten Preise für alle Formen.
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Europa und USA Die Preise sind höher, vor allem für Aufträge mit Mehrwert und zertifizierte Aufträge.
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Indien Die Preise liegen im Mittelfeld, wobei die Preise für Bleche und Stangen in etwa den chinesischen Preisen entsprechen, während die Preise für Coils und Draht aufgrund der Verarbeitungskosten etwas höher sind.
Anwendungen
Monel 400 wird branchenübergreifend eingesetzt:
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MarinePumpenschächte, Ventile, Propeller, Seewasserrohrleitungen.
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Chemie / Petrochemie: Komponenten für die Säureverarbeitung, Wärmetauscher.
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Luft- und Raumfahrt: Teile des Kraftstoffsystems, Befestigungselemente, Instrumentierung.
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Öl und Gas: Alkylierungseinheiten mit HF-Säure.
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KryogenischBehält seine Zähigkeit bei -423 °F (-253 °C), kein Übergang von duktil zu spröde.
Warum Monel 400 wählen?
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Korrosionsbeständigkeit: Hervorragend geeignet für schnell fließendes Seewasser und reduzierende Säuren; beständig gegen SCC.
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Mechanische Robustheit: Die Festigkeit ist mit der von Baustahl vergleichbar und bleibt auch bei extremen Minustemperaturen stabil.
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Verarbeitbarkeit: Kalt- und warmverarbeitbar; schweißbar mit Standard-Ni-Cu-Zusatzwerkstoffen ohne Schweißnachbehandlung.
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Vielseitigkeit: Kann bei Temperaturen von -253 °C bis ~480 °C eingesetzt werden, ohne seine Eigenschaften zu verlieren.
Fertigung & Herstellung
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Kaltbearbeitung: Erhöht die Festigkeit; Glühen bei ~926 °C (~1.700 °F) zur Wiederherstellung der Duktilität.
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Heißarbeit: Empfohlen zwischen 1.200-2.150 °F (650-1.180 °C).
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Schweißen: GTAW, GMAW, SMAW geeignet; Reinigung nach dem Schweißen kritisch.
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Bearbeitung: Das Werkstück härtet schnell aus - verwenden Sie langsame Geschwindigkeiten, hohen Vorschub und starre Werkzeuge.
Vergleich mit ähnlichen Legierungen
| Eigentum | Monel 400 | Inconel 600 | Rostfreier Stahl 316 |
|---|---|---|---|
| Korrosion | Ausgezeichnet in Meerwasser | Ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit | Gut |
| Festigkeit (RT UTS) | ~550 MPa | ~700 MPa | ~620 MPa |
| Hochtemperatur-Grenzwert | ~480°C | ~982 °C | ~800 °C |
| Arbeitshärtung | Hoch | Mäßig | Niedrig |
| Verarbeitbarkeit | Schwierige Bearbeitung | Gute Schweißbarkeit | Ausgezeichnete Bearbeitbarkeit |
Richtlinien für das Schweißen
Verwenden Sie einen Ni-Cu-Zusatzwerkstoff wie Monel® K-500, reinigen Sie die Schweißbereiche, um Versprödung zu vermeiden, und vermeiden Sie eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen. Dies gewährleistet Korrosionsbeständigkeit und mechanische Integrität.
FAQs
1. Für welche Umgebungen ist Monel 400 am besten geeignet?
Monel 400 weist eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit in Seewasser, Dampf, Säuren und Laugenzusammen mit einer ausgezeichneten Widerstandsfähigkeit gegen Schwefelsäure und Fluorwasserstoffsäuren unter reduzierenden Bedingungen. Es ist auch ideal für Wärmetauscher, Schiffsrohrleitungen und Säurealkylierungsanlagen wo aggressive Flüssigkeiten üblich sind.
2. Kann Monel 400 leicht geschweißt werden?
Ja. Monel 400 ist leicht verschweißt mit Standardtechniken wie GTAW, GMAW, und SMAWunter Verwendung von Monel 60, ERNiCu-7 oder Monel 400 Elektroden. Bewährte Praktiken: sehr saubere Verbindungen, Verwendung einer inerten Abschirmung und Steuerung der Wärmezufuhr, um Rissbildung zu vermeiden.
3. Wie verhält sich Monel 400 bei niedrigen und hohen Temperaturen?
Monel 400 bleibt zäh bis hin zu kryogenen Temperaturen (kein Übergang von duktil zu spröde) und behält seine Festigkeit bis zu ~538 °C (1.000 °F). Dank dieser Vielseitigkeit eignet sich das Gerät sowohl für Anwendungen unter dem Gefrierpunkt als auch für hitzeintensive Anwendungen.
4. Ist die Bearbeitung von Monel 400 schwierig?
Ja - Stahl 400 Arbeit härtet schnell auswas die Bearbeitung schwierig macht. Verwenden Sie langsame Geschwindigkeiten, geringe Vorschubgeschwindigkeitenstarre Werkzeuge und ausreichende Kühlung, um die Hitze zu bewältigen und Werkzeugverschleiß zu vermeiden.
5. Was ist der Unterschied zwischen Monel 400 und Monel K-500?
Monel K-500 enthält Aluminium und Titan für erhöhte Stärke durch Ausscheidungshärtung, wobei eine ähnliche Korrosionsbeständigkeit wie bei Monel 400 erhalten bleibt. Wählen Sie K-500 für Anwendungen, die eine höhere Festigkeit erfordern; andernfalls bietet 400 eine nahezu identische Korrosionsleistung bei geringeren Kosten.
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