Починаючи з складу, Monel 400 в основному складається з приблизно 63% нікелю (Ni) та 28-34% міді (Cu), з невеликою кількістю заліза (до 2%), марганцю (до 2%) та іншими мікроелементами. На відміну від цього, Monel 500 (також відомий як K-500)-це модифікована версія Monel 400, яка включає алюміній (2,3-3,15%) та титан (0,35-0,85%) на додаток до базової матриці-посередника. Ці лежані елементи-алюміній та титановий-це критичні, оскільки вони дозволяють Monel 500, загартованим опадами, процесом термічної обробки, який значно підвищує його механічну міцність.
Механічні властивості - це те, де два сплави розходяться найбільш помітно. Monel 400-це сплав із твердим розчином, тобто його міцність походить від рівномірного розподілу своїх складових елементів без необхідності термічної обробки. Зазвичай він має міцність на розрив від 480 до 620 МПа, міцність на врожайність від 170 до 240 МПа та високе подовження (до 40%), що робить його пластичним і легко утворювати різні форми через такі процеси, як кування, кочення або обробка. Monel 500, після затвердіння опадів, виявляє значно більшу міцність: його міцність на розрив може досягати 1030 МПа і більше, а його міцність на врожайність часто перевищує 760 МПа, тоді як подовження зменшується приблизно до 15-20%. Ця підвищена міцність робить його набагато стійкішим до деформації при великих навантаженнях, хоча вона менш пластична, ніж Monel 400 у його загартованому стані.
Корозійна стійкість - це спільна сила, але є тонкі відмінності. Обидва сплави пропонують виняткову стійкість до корозії морською водою, розсолами, сірчаною кислотою (у розведених концентраціях) та багатьох органічних кислот. Вони також чинять опір корозійному корозії та корозії щілини в середовищах, багатих на хлорид, тому вони широко використовуються в морських програмах. Однак Monel 500, завдяки своїй більшій силі, може бути більш схильним до стресу розтріскування корозії у певних високотемпературних середовищах порівняно з Monel 400, хоча це, як правило, керовано з належною конструкцією та термічною обробкою.
Програми відображають ці відмінності власності. Monel 400 надає перевагу в сценаріях, коли формулюваність та помірна сила надаються пріоритетності. Він зазвичай використовується в клапанах, насосах, теплообмінниках, морському обладнанні, обладнаннях для хімічної обробки та компонентів нафтогазового трубопроводу. Його пластичність також робить його придатним для електричних компонентів та кріплень, де потрібна гнучкість. Monel 500, зі своєю чудовою силою, вибирається для застосувань з високим навантаженням, таких як вали, передачі, стебла клапана та кріплення в морських системах, морських нафтових установок та аерокосмічних компонентів. Він також використовується в свердловинних інструментах для буріння нафти та газу, де стійкість до корозії, і механічного напруження є критичною.
Вимоги до термічної обробки далі розрізняють два. Monel 400 не потребує термічної обробки для досягнення своїх механічних властивостей і часто використовується в відпаленому стані для максимальної пластичності. Monel 500, з іншого боку, вимагає двоступеневої термічної обробки: відпал розчину з подальшим старінням. Відпал розчину (як правило, на 1040-1100 градусів) розчиняє алюміній та титан рівномірно в матриці, а старіння (при 450-550 градусах) викликає утворення тонких інтерметалічних осадів (таких як ni₃al та ni₃ti), які зафіксують кристалічну структуру і затверджують сплав. Без цієї термічної обробки Monel 500 має механічні властивості, подібні до Monel 400, але його потенціал повної міцності реалізується лише за допомогою затвердіння опадів.
Вартість - це ще одна увага. Monel 500, як правило, дорожчий, ніж Monel 400 через доданий алюміній та титан, а також додаткові етапи термічної обробки, необхідні для досягнення його посилених властивостей. Ця різниця у витратах часто впливає на вибір матеріалу, при цьому Monel 400 віддав перевагу для додатків, що чутливі до витрат, де висока міцність не є основною вимогою, а Monel 500 обраний, коли необхідна велика сила, незважаючи на більші витрати.
Підсумовуючи це, хоча і Monel 400, і 500 поділяють базу нікелю-посередника та відмінну резистентність до корозії, включення алюмінію та титану Monel 500, що призводить до значно більшої міцності, але нижчої пластичності порівняно з більш пластичними, неміцними, що не піддаються лікуванню.
