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
- Mořské inženýrství: lodní hřídele, lodní šrouby, čerpadla, ventily na mořskou vodu a opláštění spodních konstrukcí ropných plošin v přílivové zóně (Splash zone protection).
- Petrochemický průmysl: alkylace kyseliny fluorovodíkové v rafinériích ropy (jednotky HF alkylation).
- Chemický průmysl: výroba a zpracování solí, průmyslové odpařovače chloridu sodného a nádrže na chemikálie.
- Energetika: ohřívače napájecí vody, bezešvé kondenzátorové trubky a technologické výměníky tepla pracující se slanou vodou.
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.