Pourquoi Monel 400 est si cher
L'alliage Monel a été développé pour la première fois par Robert Crookes Stanley de l'International Nickel Company et breveté en 1906. La nouvelle invention porte le nom du président de l'entreprise. Au fil du temps, divers alliages de la famille Monel ont été développés pour différentes applications.
Composition de l'alliage Monel
Monel est le nom donné à un groupe d'alliages (401, R405, K-500, 400, 404 et 402) qui contiennent du nickel et du cuivre et parfois du fer, du silicium, du manganèse et du titane. Bien que tous ces alliages soient généralement connus pour leur bonne résistance à la corrosion, chaque alliage possède des propriétés et des utilisations uniques.
Par exemple, Monel 404 a une faible teneur en nickel (52 %), une teneur élevée en aluminium (0,05 %) et une teneur en cuivre (47 %). Le Monel R405 a un contenu très similaire au Monel 400, mais sans le titane.
Monel K500 contient de l'aluminium (0,3 %) et du titane (0,35 % à 0,85 %). Cet alliage a un coefficient de frottement plus faible et une résistance à l'usure plus élevée que les autres alliages Monel. Il possède également d'excellentes propriétés mécaniques, telles que la résistance et la dureté à des températures allant jusqu'à 600 degrés (1 112 degrés F).
Monel 400 contient du cuivre et du nickel dans les mêmes proportions que celles naturellement présentes dans le minerai de nickel de la mine de Sudbury en Ontario, au Canada. Cet alliage étant beaucoup plus cher que l’acier inoxydable, il n’est utilisé que dans des applications critiques où des matériaux moins chers ne peuvent être remplacés.
Monel 400 contient 28 à 34 pour cent de cuivre et au moins 63 pour cent de nickel. Il contient également généralement du fer, du manganèse, du silicium, du carbone et des traces de soufre et de titane.
Caractéristiques de l'alliage Monel 400
Le Monel est plus résistant que le nickel ou le cuivre seuls. Monel 400 contient du nickel et du cuivre ainsi que du carbone, du fer, du manganèse, du silicium et du titane. Cette composition aide Monel à conserver son excellente résistance à la corrosion ainsi que sa ténacité et sa résistance mécanique sur une large plage de températures, généralement jusqu'à 400 degrés (752 degrés F). Cette caractéristique est une exigence clé dans les applications aérospatiales où les températures de fonctionnement varient considérablement. Le Monel 400 est utilisé pour fabriquer des rivets pour les avions à coque en aluminium.
À basse température, le Monel 400 conserve ses propriétés mécaniques telles que la dureté et la résistance, mais sa ductilité est légèrement réduite. (Pour plus d’informations sur la résistance des matériaux, lisez l’étude approfondie sur la résistance à la traction.)
Monel 400 présente une excellente résistance à la corrosion dans la vapeur à haute température et dans la saumure chaude circulant à grande vitesse. Il protège contre la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) en eau douce, et sa durabilité en eau de mer turbulente justifie son coût. Sa résistance à l'acide fluorhydrique et à l'acide chlorhydrique nécessite un dégazage. Il est généralement résistant aux aliments acides ; cependant, il ne résiste pas à l’acide nitrique, qui a des effets oxydants.
Le Monel 400 n'est pas facile à usiner car il subit un écrouissage lors de l'usinage. Par conséquent, il est préférable de couper et de tourner les alliages à des vitesses plus lentes et à des avances très faibles. Cela entraîne inévitablement des coûts de traitement plus élevés.
Monel 400 a une conductivité de 34% IACS (International Annealed Copper Standard). Même lorsqu'il est gelé aux températures de l'hydrogène liquide, il conserve une certaine ductilité. Il est également faiblement magnétique.
Monel 400 a de bonnes performances de soudage et peut être soudé par soudage à l'arc submergé, par soudage à l'arc sous gaz métallique et par soudage à l'arc sous gaz tungstène. Le métal d'apport Monel 60 utilisé pour le soudage peut garantir que le joint soudé a les mêmes propriétés de dureté, de résistance mécanique et anticorrosion que le métal de base. (Lecture connexe : Causes et prévention de la corrosion des joints soudés.)
En plus des connexions soudées, Monel 400 peut également être connecté par soudure ou brasage.
Limites du Monel 400
Monel 400 n'est pas résistant à l'hypochlorite, au dioxyde de soufre, à l'acide nitrique ou à l'oxyde nitrique. Il est également sujet à la corrosion galvanique.
