ความผันผวนของอัตราส่วนนิกเกิล-ทองแดงใน Monel 400 ส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนหรือไม่

Monel 400 เป็นโลหะผสมทองแดงนิกเกิล-เฟสของแข็ง-สารละลาย-เฟสเดียวที่มีองค์ประกอบมาตรฐานประมาณ 65% Ni, 33% Cu และองค์ประกอบอื่นๆ จำนวนเล็กน้อย อัตราส่วนทองแดงนิกเกิล-เป็นปัจจัยหลักที่กำหนดความต้านทานการกัดกร่อนขั้นพื้นฐาน ดังนั้นการเบี่ยงเบนไปจากช่วงที่ระบุจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อน-

ในการลดสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด(เช่น กรดไฮโดรคลอริกที่ไม่ออกซิไดซ์- กรดซัลฟูริก และกรดไฮโดรฟลูออริก) นิกเกิลเป็นองค์ประกอบหลักที่ทำให้โลหะผสมมีความต้านทานการกัดกร่อน สามารถสร้างฟิล์มพาสซีฟที่เสถียรและต้านทานการกัดเซาะของไอออนไฮโดรเจน เมื่อปริมาณนิกเกิลต่ำเกินไปและสัดส่วนทองแดงสูงเกินไป ความสามารถของโลหะผสมในการทนต่อกรดรีดิวซ์จะลดลงอย่างมาก ฟิล์มพาสซีฟจะมีความหนาแน่นน้อยลงและมีแนวโน้มที่จะเกิดการพังทลายในพื้นที่มากขึ้น ซึ่งนำไปสู่การเร่งการกัดกร่อนทั่วไปและการกัดกร่อนตามขอบเกรน

ในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์และสารละลายเกลือที่เป็นกลาง(รวมถึงน้ำทะเลซึ่งเป็นสถานการณ์การใช้งานทั่วไปของ Monel 400) ทองแดงจะประสานกับนิกเกิลเพื่อปรับปรุงความต้านทานของโลหะผสมต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุน การกัดกร่อนตามรอยแยก และการกัดเซาะของคลอไรด์ไอออน หากปริมาณทองแดงต่ำเกินไปและนิกเกิลมีมากเกินไป ความต้านทานของโลหะผสมต่อการกัดกร่อนเฉพาะจุดที่เกิดจากคลอไรด์-จะลดลง ทำให้มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดรูพรุนและการกัดกร่อนตามรอยแยกในสภาพแวดล้อมทางทะเลและน้ำกร่อย

Monel 400 รักษาโครงสร้างสารละลาย-ลูกบาศก์ของแข็งที่อยู่ตรงกลาง-ไว้ภายในช่วงองค์ประกอบมาตรฐาน ความผันผวนอย่างรุนแรงในอัตราส่วนนิกเกิล-ทองแดงอาจทำให้เกิดการตกตะกอนของระยะที่สองหรือการก่อตัวของโครงสร้างที่ต่างกัน ข้อบกพร่องเชิงโครงสร้างเหล่านี้กลายเป็นจุดที่ต้องการสำหรับการเริ่มต้นการกัดกร่อน ซึ่งทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนโดยรวมและในท้องถิ่นลดลงไปอีก สำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรม อัตราส่วนนิกเกิล-ทองแดงจะต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดภายในช่วงข้อกำหนดมาตรฐานเพื่อให้แน่ใจว่ามีความต้านทานการกัดกร่อนที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้

ฟอสฟอรัส (P) และซัลเฟอร์ (S) ได้รับการยอมรับในระดับสากลว่าเป็นสารเจือปนตกค้างที่เป็นอันตรายใน Monel 400 และเนื้อหาเหล่านี้จะต้องถูกจำกัดอย่างเคร่งครัดตามข้อกำหนดมาตรฐาน

ซัลเฟอร์มีความสามารถในการละลายของแข็งต่ำมากในเมทริกซ์ทองแดงของนิกเกิล-ของ Monel 400 แม้แต่กำมะถันจำนวนเล็กน้อยก็จะรวมกับนิกเกิลและองค์ประกอบอื่นๆ เพื่อสร้างสารประกอบยูเทคติก-จุดหลอมเหลว-จุดต่ำ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นนิกเกิลซัลไฟด์ ซึ่งส่วนใหญ่กระจายอยู่ที่ขอบเขตของเมล็ดข้าว

ในระหว่างกระบวนการทำงานที่ร้อน เช่น การตีขึ้นรูปและการรีดร้อน -เฟสซัลไฟด์ขอบเขตของเกรนเหล่านี้จะละลายก่อนเวลาอันควร ส่งผลให้เกิดภาวะร้อนที่สั้นลง- โลหะผสมมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวและแตกหักภายใต้ความเครียดจากความร้อน ซึ่งช่วยลดความสามารถในการทำงานที่ร้อนและผลผลิตในการผลิตได้อย่างมาก

การแยกซัลเฟอร์ที่ขอบเขตเกรนยังทำลายความต่อเนื่องของฟิล์มพาสซีฟและความสมบูรณ์ของโครงสร้างขอบเขตเกรน โดยจะเพิ่มความไวของการกัดกร่อนตามขอบเกรนและลดความเสถียรทางกลของโลหะผสมในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ดังนั้นปริมาณกำมะถันจึงมักจะถูกควบคุมให้อยู่ในระดับที่ต่ำมากในการผลิต

ฟอสฟอรัสยังมีความสามารถในการละลายที่จำกัดใน Monel 400 ฟอสฟอรัสที่มากเกินไปจะแยกตัวที่ขอบเขตของเมล็ดข้าวและก่อตัวเป็นเฟสฟอสไฟด์ที่เปราะ ซึ่งจะช่วยลดความเป็นพลาสติกและความเหนียวของโลหะผสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเหนียวในการรับแรงกระแทกที่อุณหภูมิห้องและอุณหภูมิต่ำ

การแยกฟอสฟอรัสสามารถทำให้เกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรนและการแตกร้าวของการกัดกร่อนจากความเครียด โดยจะทำลายความสม่ำเสมอของฟิล์มพาสซีฟที่พื้นผิว สร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าเคมีที่ขอบเขตของเกรน และเร่งการสลายตัวของการกัดกร่อนเฉพาะที่

แม้ว่าอันตรายของฟอสฟอรัสจะรุนแรงน้อยกว่าซัลเฟอร์ แต่ก็ยังทำให้คุณสมบัติทางกลและความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมลดลง ดังนั้นทั้งฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์จึงถือเป็นสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ และมีการระบุขีดจำกัดบนไว้อย่างชัดเจนในมาตรฐานวัสดุเพื่อรับประกันความสามารถในการแปรรูปและประสิทธิภาพการบริการของ Monel 400