1.האם תנודת יחס הנחושת-ניקל במונל 400 משפיעה על עמידות הקורוזיה שלו?
Monel 400 הוא סגסוגת נחושת-חד-פאזי-תמיסת ניקל- עם הרכב נומינלי סטנדרטי של כ-65% Ni, 33% Cu וכמויות קטנות של יסודות אחרים. יחס הנחושת-ניקל הוא גורם הליבה הקובע את עמידות היסוד שלו בפני קורוזיה, כך שכל סטייה מהטווח שצוין תשפיע ישירות על הביצועים נגד קורוזיה-.
בהפחתת סביבות חומציות(כגון חומצה הידרוכלורית שאינה-מחמצנת, חומצה גופרתית וחומצה הידרופלואורית), ניקל הוא היסוד העיקרי המעניק לסגסוגת עמידות בפני קורוזיה. זה יכול ליצור סרט פסיבי יציב ולהתנגד לשחיקה של יוני מימן. כאשר תכולת הניקל נמוכה מדי ושיעור הנחושת גבוה מדי, יכולת הסגסוגת לעמוד בחומצות מפחיתות נחלשת משמעותית. הסרט הפסיבי הופך פחות צפוף ונוטה יותר להתמוטטות מקומית, מה שמוביל לקורוזיה כללית מואצת ולקורוזיה בין-גרעינית.
בסביבות מחמצנות ובתמיסות מלח ניטרליות(כולל מי ים, שהוא תרחיש היישום האופייני ביותר של Monel 400), נחושת מתמזגת עם ניקל כדי לשפר את עמידות הסגסוגת בפני קורוזיה בבור, קורוזיה של חריצים ושחיקת יוני כלוריד. אם תכולת הנחושת נמוכה מדי והניקל שולט במידה מוגזמת, עמידותה של הסגסוגת בפני קורוזיה מקומית הנגרמת מכלוריד תרד, מה שיגביר את הסיכוי לייצר חורי שקעים וקורוזיה בסביבות מים ימיים ומליחים.
Monel 400 שומר על מבנה פתרון-מעוקב מוצק-בפנים בטווח ההרכב הסטנדרטי שלו. תנודות חמורות ביחס הנחושת- עלולות לגרום למשקעים של שלבים שניים או להיווצרות מבנים הטרוגניים. פגמים מבניים אלו הופכים לאתרים מועדפים להתחלת קורוזיה, ופוגעים עוד יותר בעמידות הקורוזיה הכללית והמקומית. עבור יישומים תעשייתיים, יש לשלוט בקפדנות על יחס הנחושת-ניקל בטווח המפרט הסטנדרטי כדי להבטיח עמידות עקבית ואמינה בפני קורוזיה.
2. האם זרחן וגופרית מזיקים במונל 400?
זרחן (P) וגופרית (S) מוכרים באופן אוניברסלי כזיהומים שיוריים מזיקים ב-Monel 400, ותכולתם חייבת להיות מוגבלת בהחלט במפרטים הסטנדרטיים.
גופרית (S)
לגופרית יש מסיסות מוצקה נמוכה במיוחד במטריצת הניקל-נחושת של Monel 400. אפילו כמות קטנה של גופרית תתחבר עם ניקל ואלמנטים אחרים ויווצרו תרכובות איוטקטיות בנקודת -התכה- נמוכה, בעיקר ניקל גופרתי, המופצות בעיקר בגבולות התבואה.
במהלך תהליכי עבודה חמים כגון פרזול וגלגול חם, שלבי הגבול הגופריים -תבואה אלה יימסו בטרם עת, וכתוצאה מכך לקצר חם-הסגסוגת נוטה להיסדק ולהישבר תחת לחץ תרמי, מה שמפחית ברצינות את יכולת העבודה החמה ואת תפוקת הייצור.
הפרדת גופרית בגבולות התבואה הורסת גם את המשכיות הסרט הפסיבי ואת שלמות מבנה גבול התבואה. זה מגביר את הרגישות של קורוזיה בין-גרגירית ומפחית את היציבות המכנית של הסגסוגת בסביבות קורוזיביות, כך שתכולת הגופרית נשלטת בדרך כלל לרמה נמוכה במיוחד בייצור.
זרחן (P)
לזרחן יש גם מסיסות מוגבלת במונל 400. זרחן מוגזם יתפרק בגבולות התבואה ויוצר שלבי פוספיד שבירים, מה שמפחית את הפלסטיות והקשיחות של הסגסוגת, במיוחד את קשיחות ההשפעה בחדר ובטמפרטורות נמוכות.
הפרדת זרחן יכולה לגרום לקורוזיה בין-גרעינית ולפיצוח קורוזיה במתח. זה הורס את האחידות של הסרט הפסיבי על פני השטח, יוצר הבדלי פוטנציאל אלקטרוכימיים בגבולות הגרגרים, ומאיץ פירוק קורוזיה מקומי.
למרות שפגיעתו של זרחן קלה יחסית מזו של גופרית, היא עדיין פוגעת בתכונות המכניות ובהתנגדות הקורוזיה של הסגסוגת. לכן, גם זרחן וגם גופרית נחשבים לכלואים מזיקים בלתי נמנעים, והגבולות העליונים שלהם מפורטים בבירור בתקני החומר כדי להבטיח את יכולת העיבוד וביצועי השירות של Monel 400
