1. Reakcija monelovih zlitin s kisikom pri visokih temperaturah
Nikelj reagira prednostno s kisikom, da nastaneNiO(nikljev oksid), gosta plast oksida, ki na začetku deluje kot ovira za upočasnitev nadaljnje oksidacije.
Ko temperatura preseže600 stopinj, atomi bakra difundirajo navzven skozi plast NiO in oksidirajo, da nastanejoCu₂O(bakrov oksid) inCuO(bakrov oksid). Ti bakrovi oksidi so manj gostoti kot NiO in imajo šibak oprijem na matrico zlitine.
Elementi v sledovih, kot sta železo in mangan v zlitini, prav tako oksidirajo, da tvorijo Fe₂O₃ in MnO, ki se porazdelita v oksidni plasti.
Degradacija odpornosti proti koroziji: The mixed oxide layer (NiO-Cu₂O-CuO) becomes porous and prone to cracking at high temperatures (>600 stopinj). To omogoča kisiku, da prodre v matrico zlitine, sproži notranjo oksidacijo in zmanjša odpornost zlitine na druge korozivne medije (npr. morsko vodo, kisline) v nadaljnji uporabi.
Zmanjšanje mehanskih lastnosti: Oksidacija povzroči izgubo materiala na površini zlitine in ustvari koncentracijo napetosti na vmesniku z-oksidne zlitine. To vodi do zmanjšanja natezne trdnosti in duktilnosti zlitine Monel. Ko je izpostavljen ciklični visoko-temperaturni obremenitvi, se plast oksida večkrat odlušči, kar pospeši odpoved zaradi utrujenosti.
Dimenzijska nestabilnost: Volumetrična ekspanzija se pojavi med tvorbo oksida, kar ima za posledico površinsko hrapavost in dimenzijska odstopanja komponent zlitine, kar je škodljivo za uporabo v natančnem inženirstvu.
2. Reakcija monelovih zlitin z žveplom pri visokih temperaturah
Nikelj reagira z žveplom in nastaneNiS(nikeljev sulfid) in njegovi derivati (Ni₃S₂). Ti sulfidi imajo nizka tališča (NiS se tali pri 797 stopinjah), in ko temperatura preseže 600 stopinj, tvorijo tekočo fazo, ki prodre vzdolž meja zrn zlitine.
Baker v zlitini reagira z žveplom in nastaneCu₂S(bakrov sulfid), ki kaže tudi značilnosti prebojnosti meja zrn.
Reakcija žvepla z zlitino ne tvori zaščitne plasti; namesto tega nenehno erodira matriko z difuzijo na mejah zrn.
Krhkost meje zrna: Tekočina NiS in Cu₂S prodreta skozi meje zrn in oslabita vezno silo med zrni. To povzroči, da je zlitina pri visokih temperaturah precej krhka, kar vodi dointergranularni zlomtudi pod nizkim stresom.
Sinergija pospešene korozije: Produkti sulfidacije uničijo celovitost oksidne plasti. V okoljih, ki vsebujejo tako kisik kot žveplo, je zlitina podvržena sočasni oksidaciji in sulfidaciji, pri čemer nastane ohlapna mešanica oksidov in sulfidov. Rezultat tega je astopnja korozije 5–10-krat večjakot v enem samem oksidacijskem ali sulfidizirajočem okolju.
Izguba{0}}odpornosti proti lezenju pri visoki temperaturi: Lezenje je ključni način odpovedi zlitin Monel pri visoko-temperaturnih obremenitvah-ležajev. Poškodba mej zrn zaradi-sulfidacije zmanjša odpornost zlitine proti lezenju in s tem skrajša njeno življenjsko dobo pri povišanih temperaturah.
3. Praktične inženirske posledice
Nanašanje anti-oksidacijskih in anti-sulfidacijskih premazov (npr. aluminijevih difuzijskih premazov, keramičnih premazov).
Nadzor okoljskega ozračja za zmanjšanje vsebnosti kisika in žvepla.
Izbira modificiranih vrst Monel (npr. Monel K-500 z dodanim aluminijem in titanom za padavinsko utrjevanje) za izboljšanje stabilnosti pri visokih temperaturah.
