Monel-Schrauben (hauptsächlich Monel® 400 und Monel® K-500 Verbindungselemente) sind Verbindungselemente aus einer Nickel-Kupfer-Legierung, die gewählt werden, wenn Meerwasser, chloridhaltige Chemikalien oder andere aggressive Umgebungen gewöhnlichen Stahl oder rostfreie Standardsorten schnell zersetzen würden. Für die meisten Verbindungselemente in der Schifffahrt, der chemischen Industrie und der Öl- und Gasindustrie, bei denen Korrosionsbeständigkeit und zuverlässige mechanische Festigkeit erforderlich sind, bietet Monel 400 eine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit und nützliche Festigkeit; Monel K-500 bietet eine wesentlich höhere Festigkeit bei nahezu gleicher Korrosionsbeständigkeit.

Was sind Monel-Schrauben?

Monel-Schrauben sind technische Verbindungselemente aus Nickel-Kupfer-Legierungen, die meist unter den Handelsnamen Monel® 400 (UNS N04400) und Monel® K-500 (UNS N05500) verkauft werden. Sie werden als Sechskantschrauben, Schlossschrauben, Maschinenschrauben, Bolzen und spezielle Befestigungselemente (fertigbearbeitet oder geschmiedet) nach denselben Maß- und Gewindenormen hergestellt, die für Befestigungselemente aus Standardstahl verwendet werden, jedoch mit einer Legierungszusammensetzung, die für aggressive chemische und maritime Umgebungen geeignet ist. Im Vergleich zu nichtrostenden Stählen wie 304/316 bietet Monel eine bessere Beständigkeit gegenüber schnell fließendem Meerwasser, Fluorwasserstoff (wenn entlüftet) und vielen sauren oder alkalischen Medien.

Materialeigenschaften

Anmerkungen: Es handelt sich um repräsentative Werte aus Legierungsdatenblättern; für die Auslegung sind die Werkszeugnisse der Lieferanten und die Prüfberichte des Produkts zu verwenden.

Chemische Zusammensetzung

Nachfolgend sind typische Zusammensetzungsbereiche aufgeführt; einzelne Werkszeugnisse können leicht abweichen.

Auslegung: Monel 400 ist ein nahezu reiner Ni-Cu-Mischkristall ohne Ausscheidungshärter; K-500 enthält Al und Ti zur Aushärtung und höheren Festigkeit.

Mechanische Eigenschaften, Normen und Güten von Verbindungselementen

Normen und Spezifikationen
Monel-Befestigungselemente werden häufig nach ASTM/UNS-Spezifikationen für Nickellegierungen hergestellt und zertifiziert. Zu den gängigen Spezifikationen und Referenzen für Verbindungselemente gehören ASTM F467 / F468 (Monel 400 Muttern/Bolzen) sowie Produktformen, die unter ASTM B164 (Stangen für Nickellegierungen) und damit verbundenen Normen für Verbindungselemente von nationalen Lieferanten für Verbindungselemente fallen. Bestätigen Sie die auf der Zeichnung oder Bestellung angegebene konkrete Spezifikation (z. B. ASTM F467 / UNS N04400).

Stärke und Auswahl

• Monel 400: Wird verwendet, wenn die Korrosionsbeständigkeit im Vordergrund steht und eine mittlere Festigkeit ausreicht (typische geglühte Zugfestigkeit ~517-620 MPa).

• Monel K-500K-500 ist ausscheidungsgehärtet und kann, je nach Härtegrad, etwa die doppelte Zugfestigkeit oder mehr als 400 erreichen.

Ingenieure sollten Härte, Zugfestigkeit und Dehnung auf dem Prüfbericht des Walzwerks überprüfen und eine Sorte/Härtung wählen, die sowohl der mechanischen Belastung als auch der korrosiven Umgebung entspricht.

Zerspanbarkeit, Schmieden und Fabrikation

Bearbeitbarkeit
Monel 400 hat geringere Zerspanungswerte als Automatenstähle; viele Quellen geben einen Zerspanungsindex im Bereich von 40-55% im Vergleich zu einem Automatenstahl an. Er wird kaltverfestigt; es wird empfohlen, starre Werkzeuge, scharfe Hartmetalleinsätze, reduzierte Geschwindigkeiten und eine umfassende Spankontrolle zu verwenden. Monel K-500 ist im ausgehärteten Zustand aufgrund seiner hohen Härte wesentlich schwieriger zu bearbeiten. In der Regel wird K-500 im geglühten Zustand bearbeitet und dann eine abschließende Wärmebehandlung/Aushärtung durchgeführt, wenn die Konstruktion dies zulässt.

Kaltbearbeitung und Umformung

• Monel 400 wird durch Kaltverformung verfestigt, kann aber nicht zur Verfestigung wärmebehandelt werden (nur Kaltverformung).

• K-500 muss entsprechend den Härtegraden des Lieferanten gehandhabt werden: Viele Verbindungselemente werden geschmiedet oder warm fertiggestellt, dann lösungsgeglüht und auf die endgültigen Eigenschaften ausgehärtet. Nachbearbeitungsvorgänge können die Härte verändern.

Schweißen
Monel-Legierungen lassen sich im Allgemeinen gut schweißen (mit passenden Schweißzusätzen), aber je nach Legierung, Dicke und gewünschten Eigenschaften nach dem Schweißen müssen ein bestimmter Schweißzusatz und ein bestimmtes Verfahren gewählt werden. Bei Verbindungselementen wird das Schweißen nur selten bei fertigen Schrauben verwendet, ist aber wichtig für die Herstellung von Monel-Muttern, -Platten und -Fittings.

Wofür werden Monel-Schrauben verwendet?

Zu den üblichen Anwendungen und Sektoren gehören:

• Schiffsbefestigungen, die Seewasser und Spritzwasser ausgesetzt sind (Decksbeschläge, Schäkel, Kettenplatten).

• Chemische Prozessanlagen und Rohrleitungen, in denen Chloride und Säuren vorhanden sind (Wärmetauscher, Ventile, Pumpen).

• Öl und Gas - Unterwasser-Hardware, Steigleitungsverbindungen, Bohrlochkomponenten, bei denen Korrosion und Festigkeit eine Rolle spielen.

• Luft- und Raumfahrt und kryogene Ausrüstungen (Spezialteile) aufgrund ihrer Tieftemperaturzähigkeit.

• Komponenten für Musikinstrumente, Kraftstoffsysteme und Spezialchemieanlagen.

Fazit: Wählen Sie Monel, wenn eine chloridhaltige Umgebung oder bestimmte Säuren andernfalls zu einem schnellen Versagen gewöhnlicher rostfreier Verbindungselemente führen würden, und wenn eine galvanische Kompatibilität mit anderen Nickellegierungen (oder Kupferlegierungen) erforderlich ist.

Gemeinsame Noten und Auswahlhilfen

Größen und Gewicht

Nachstehend finden Sie eine vereinfachte Gewichtstabelle für fertige Sechskantschrauben aus Monel (Gewichtsskala mit ähnlicher Dichte wie Stahl, aber etwas schwerer aufgrund von 8,8 g/cm³). Für die Beschaffung bevorzugen viele Käufer das Gewicht pro 100 Stück, um das Versandgewicht und die Kosten abzuschätzen.

Annahmen: Die Gewichte sind ungefähre Angaben und stammen aus Standard-Gewichtstabellen für Monel-Dichte. Prüfen Sie immer anhand des Teileaufdrucks oder des Musters des Lieferanten.

Wie diese verwendet werden: Die Tabelle gibt ein schnelles Gefühl für die Größenordnung; wenn Sie gewichtsempfindliche Fracht anbieten, fordern Sie vom Lieferanten CAD- oder Mustergewichte an und bestätigen Sie die Verpackung/Packstückzahl.

Weltweiter Preisvergleich (USA, Europa, China) 2025

Das ist wichtig: Die Preise für Legierungsrohstoffe (Nickel und Kupfer) und die Bedingungen in der Lieferkette ändern sich häufig. Bei den nachstehenden Preisspannen handelt es sich um Momentaufnahmen des Marktes, die aus den Zusammenfassungen der aktuellen Lieferantenpreise im Jahr 2025 zusammengestellt wurden; sie dienen lediglich der Orientierung bei der Beschaffung. Für verbindliche Angebote fordern Sie ein schriftliches Angebot (EXW/FOB/CIF) mit Mengenangaben und Lieferbedingungen an.

Anmerkungen zu den Preisen für fertige Schrauben: Fertige Monel-Verbindungselemente umfassen Schmieden/Bearbeitung, Wärmebehandlung (bei K-500), Oberflächenbehandlung (Passivierung, Beizen), Prüfung und Verpackung. Die Preise für fertige Verbindungselemente variieren je nach Größe, Sorte und Menge; kleine Spezialverbindungselemente können ein Vielfaches des Rohmaterialwertes kosten. Um einen genaueren Vergleich anstellen zu können, sollten Sie Kostenvoranschläge von Herstellern von Verbindungselementen mit ASTM-Zertifizierung einholen.

Tipps zu Beschaffung, Inspektion und Einbau

• Geben Sie die Sorte und die Spezifikationen auf der Bestellung an: Monel 400 (UNS N04400) oder Monel K-500 (UNS N05500) und die Spezifikation des Befestigungselements (z. B. ASTM F467 / F468) sowie alle Anforderungen an die Härte/Zugfestigkeit oder Prüflast.

• Mühlenprüfberichte (MTR): erfordern MTR und chemische Analysen für jede Hitze; für sicherheitskritische Teile sind mechanische Prüfzeugnisse erforderlich.

• Galvanische Verträglichkeit: Vermeiden Sie den direkten Kontakt mit ungleichen Metallen, die die galvanische Korrosion fördern können (z. B. Aluminium), es sei denn, sie sind isoliert; Monel verträgt sich gut mit Kupfer/Nickel-Legierungen.

• Drehmomentwerte: Verwenden Sie für die Festigkeitsklasse (oder gemessene Dehnlast) geeignete Drehmomenttabellen; Monel K-500 verträgt höhere Dehnlasten als 400. Wenn in den Normen keine direkten Drehmomenttabellen für exotische Legierungen enthalten sind, ist das Drehmoment anhand der gemessenen Vorspannkraft die beste Methode.

• Lagerung und Handhabung: trocken halten, Verschmutzung durch Salzablagerungen während der Lagerung vermeiden, um unnötige Oberflächenkorrosion oder Fleckenbildung zu vermeiden.

• Rückverfolgbarkeit: Bestehen Sie bei kritischen Schrauben (Unterwasser, Druckgrenze) auf vollständiger Rückverfolgbarkeit, NDT, wo erforderlich, und Inspektion durch Dritte, wie im Vertrag gefordert.

Korrosionsverhalten und ungewöhnliche Ausfallarten

Monel 400 wird für seine Seewasser-/Korrosionsbeständigkeit geschätzt, ist aber nicht immun: In Hochtemperatur-Chloridlösungen oder unter Belastung und in bestimmten chemischen Umgebungen kann es in Extremsituationen zu lokalem Angriff (Lochfraß, Spaltkorrosion) oder Spannungsrisskorrosion kommen. Die höhere Festigkeit von K-500 kann bei unsachgemäßer Anwendung die Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion erhöhen; beachten Sie die korrosionstechnischen Hinweise und Umwelttests für kritische Anwendungen.

Warum Monel-Schrauben von MWAlloys kaufen?

MWAlloys liefert fertige Monel-Verbindungselemente mit Direktpreisen ab Werk und Vorteilen auf Lager, die für industrielle Beschaffungsteams geeignet sind:

• 100% Werkspreis: MWAlloys betreibt seine Lieferkette vom Werk/Schmiedepartner bis zur Fertigteilmontage und ermöglicht so wettbewerbsfähige EXW/FOB-Preise für Großabnehmer.

• Schnelle Lieferung auf Lager: Für Standardgrößen und gängige Güten (Monel 400 Sechskantschrauben, Bolzen) unterhält MWAlloys einen Lagerbestand, um die Vorlaufzeit zu verkürzen; kundenspezifische oder zertifizierte Lose werden auf Bestellung gefertigt.

• Qualitätskontrolle: Vollständige MTRs, Härte- und Zugfestigkeitsprüfung verfügbar; Prüfung durch Dritte auf Anfrage.

• MOQ-Flexibilität: kleine Pilotchargen für die Prototypenherstellung und größere Chargen für die Produktion.

FAQs

1. Sind Monel-Schrauben magnetisch?
   Monel 400 ist nur schwach magnetisch; K-500 zeigt im ausgehärteten Zustand typischerweise eine geringe magnetische Permeabilität.

2. Was ist stärker: Monel 400 oder K-500?
   K-500 ist nach der Aushärtung wesentlich fester (oft 2× die Zugfestigkeit von 400 in den typischen Zuständen).

3. Können Monel-Schrauben in Salzwasser verwendet werden?
   Ja - Monel 400 gehört zu den besten Legierungen für Verbindungselemente, die Meerwasser ausgesetzt sind, und ist in vielen Fällen besser als Edelstahl 316.

4. Wie gebe ich ein Monel-Befestigungselement in einer Zeichnung an?
   Geben Sie den Werkstoff (Monel 400 oder K-500), die UNS-Nummer, die Befestigungsnorm (ASTM F467/F468 oder gleichwertig), die erforderliche Wärmebehandlung/Zertifizierung und eventuelle Sonderoberflächen an.

5. Ist Monel teurer als Edelstahl?
   Ja - rohe Monel-Legierung kostet mehr als rostfreies 316; fertige Verbindungselemente sind aufgrund von Material und Verarbeitung teurer. Verwenden Sie die Lebenszykluskostenrechnung für den Gesamtwert.

6. Können Monel-Schrauben passiviert oder beschichtet werden?
   Beschichtungen sind unüblich und können das Korrosionsverhalten beeinträchtigen; die Passivierung ist für Ni-Cu-Legierungen weniger relevant als für nichtrostende Stähle. Wenden Sie sich an den Lieferanten, bevor Sie die Oberfläche verändern.

7. Sind Monel-Muttern/Schrauben in Standard-Gewindeklassen erhältlich?
   Ja - die Hersteller produzieren Monel-Verbindungselemente nach metrischen und zölligen Standard-Gewindeklassen; die Toleranzen entsprechen den Normen für Verbindungselemente.

8. Welche Inspektionsdokumente sollte ich anfordern?
   Werksprüfbericht (chemisch), mechanischer Prüfbericht, Rückverfolgbarkeit der Schmelznummer, Härteangaben und alle vertraglich vorgeschriebenen ZfP- oder Fremdprüfungen.

9. Wie verhält sich K-500 bei hohen Temperaturen?
   K-500 hat auch bei höheren Temperaturen eine gute Festigkeit, aber prüfen Sie die Datenblätter - Aushärtungszustand und Kriechverhalten variieren mit der Temperatur.

10. Kann ich Edelstahl 316 ersetzen, um Kosten zu sparen?
    Nicht immer - bei vielen Chlorid-, HF- oder Meerwasseranwendungen korrodiert 316 schneller und führt zu einem vorzeitigen Versagen; der Ersatz muss auf der Grundlage der Umweltbedingungen und der technischen Bewertung erfolgen.