Materiálový list: Alloy 400 / 2.4360 (Monel 400 / Nicorros 400)

Alloy 400 (W.Nr. 2.4360, UNS N04400) je jednofázová, tuhým roztokem zpevněná slitina niklu a mědi (obsahující přibližně 67 % niklu a 30 % mědi). Vyznačuje se vysokou mechanickou pevností a vynikající houževnatostí v extrémním rozsahu teplot od kryogenních hlubokých mrazů až do cca 550 °C. Je celosvětovým průmyslovým standardem pro námořní inženýrství díky své výjimečné odolnosti vůči proudící mořské vodě, slané mlze a neoxidujícím kyselinám včetně horké kyseliny fluorovodíkové.

1. Přesné chemické složení

Prvek (Značka) Procentuální podíl (%) Hlavní metalurgický význam a vliv
Nikl (Ni) Min. 63.0 % Základní prvek zajišťující jednofázovou austenitickou matrici, špičkovou houževnatost za nízkých teplot a imunitu vůči chloridovému koroznímu praskání.
Měď (Cu) 28.0 - 34.0 % Klíčová přísada zvyšující specifickou odolnost vůči rychle proudící slané mořské vodě, brakické vodě a kyselině fluorovodíkové.
Železo (Fe) 1.0 - 2.5 % Záměrný přídavek, který efektivně zvyšuje mechanickou pevnost, tvrdost a odolnost slitiny proti kavitační erozi.
Mangan (Mn) Max. 2.0 % Působí jako deoxidant a odsiřovací činidlo při tavení, neutralizuje negativní vliv zbytkové síry a zlepšuje svařitelnost.
Uhlík (C) Max. 0.30 % Udržován v optimální rovnováze pro zachování ideálních vlastností při tváření za studena i za tepla.

2. Mechanické vlastnosti (Typické hodnoty při 20 °C)

Mechanický parametr Garantovaná hodnota Podmínky a stav materiálu
Mez kluzu (Rp 0.2) ≥ 195 MPa V měkce žíhaném stavu (Annealed state). Po zpevnění tváření za studena (vytahování, kalibrace) stoupá mez kluzu nad 500 MPa.
Pevnost v tahu (Rm) 480 - 620 MPa Standardní bezpečný pevnostní rozsah pro žíhané tyče, plechy a trubkové systémy.
Tažnost (A5) ≥ 35 % Mimořádně vysoká deformační schopnost zaručující bezproblémové ohýbání trubkových svazků a zakružování.
Rázová houževnatost (Charpy-V) ≥ 100 J Slitina si zachovává vynikající houževnatost a netrpí křehkým lomem ani při teplotách hluboko pod bodem mrazu.

3. Fyzikální vlastnosti

Fyzikální veličina Hodnota Teplota a poznámka
Hustota 8.80 g/cm3 Měrná hmotnost slitiny při pokojové teplotě 20 °C.
Bod tání 1300 - 1350 °C Odpovídá kovárenskému a tavicímu rozsahu binárního systému nikl-měď.
Tepelná vodivost 22.0 W/m·K Měřeno při 20 °C; výrazně vyšší tepelná vodivost než u slitin řady nikl-chrom, ideální pro průmyslové výměníky.
Magnetické vlastnosti Mírně magnetická Curieova teplota leží blízko pokojové teploty; materiál je při chladnějším počasí slabě magnetický, nad cca 30 °C nemagnetický.
Modul pružnosti (E) 179 GPa Modul pružnosti v tahu zaručující optimální strukturní tuhost potrubních celků a hřídelí lodních šroubů.

4. Detailní popis vlastností a korozní odolnosti

Hlavní předností Alloy 400 (Monel 400) je její jedinečné chování v rychle proudící mořské vodě, kde vykazuje vynikající odolnost proti erozní korozi, pittingu (důlkové korozi) a biologickému porůstání mořskými organismy. V klidné stojaté mořské vodě může docházet k mírnému štěrbinovému napadení, které však nepostupuje do hloubky. Slitina je celosvětově jedním z mála materiálů, které lze dlouhodobě bezpečně provozovat v kontaktu s kyselinou fluorovodíkovou (HF) ve všech koncentracích až do bodu varu (v bezvzduchovém prostředí). Nabízí rovněž excelentní odolnost vůči kyselině sírové a chlorovodíkové za redukčních podmínek a je plně imunní vůči chloridovému koroznímu praskání pod napětím. Není však vhodná pro silně oxidační minerální kyseliny, jako je kyselina dusičná, a pro prostředí s výskytem vlhkého oxidu siřičitého či amoniaku, kde koroduje velmi rychle.

5. Nejčastější průmyslové aplikace a využití

6. Přehled norem a specifikace dle hutních polotovarů

Typ polotovaru Technická norma ASTM / ASME / AMS / DIN Rozsah platnosti a určení aplikace
Plech / Deska / Pás ASTM B127 / ASME SB127 / DIN 17750 Válcované desky a plechy pro stavbu svařovaných mořských nádrží, pláště alkylačních reaktorů a příruby.
Kruhová tyč / Výkovek ASTM B164 / ASME SB164 / DIN 17752 / B564 Kované, loupané a tažené tyče pro strojírenské obrábění vysoce namáhaných lodních hřídelí, ventilů a svorníků.
Trubka bezešvá ASTM B163 / B165 / ASME SB163 / SB165 Bezešvé přesné trubky pro procesní kondenzátory, ohřívače napájecí vody (B163) a potrubní rozvody slané vody (B165).
Trubka svařovaná ASTM B725 / B730 / ASME SB725 Svařované procesní trubky větších průměrů pro odpařovače soli a nízkotlaké námořní systémy.
Drát ASTM B164 (Drát) / DIN 17753 / AMS 4730 Tažené kalibrované dráty pro průmyslové filtry, mořská pletiva, spojovací materiál a vysoce odolné mechanické pružiny.

Tento technický list má výhradně informativní charakter. Data jsou sjednocena z oficiálních specifikací výrobců Special Metals, VDM Metals a Haynes International za účelem křížového porovnání ekvivalentů.