Το Monel 400 είναι κράμα νικελίου-χαλκού ανθεκτικό στη διάβρωση σε πολλά περιβάλλοντα. Αποτελείται από δύο κρυσταλλικά στερεά που σχηματίζουν ένα καινούργιο στερεό.
Ο Μονέ ήταν το πνευματικό τέκνο του Robert Crooks Stanley της Διεθνούς Εταιρείας Νικελίου. Πατενταρισμένο το 1906, ονομάστηκε για τον πρόεδρο της εταιρείας Ambrose Monell. Το δεύτερο "L" αφαιρέθηκε από το όνομα του μετάλλου επειδή δεν ήταν δυνατόν να κατοχυρωθεί το όνομα ενός ατόμου εκείνη την εποχή.
ΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ
Υπάρχουν πολλές παραλλαγές των κραμάτων Monel, ξεκινώντας με το Monel 400, το οποίο περιέχει τουλάχιστον 63% νικέλιο, μεταξύ 29% και 34% χαλκό, μεταξύ 2% και 2,5% σίδηρο και μεταξύ 1,5% και 2% μαγγάνιο. Το Monel 405 προσθέτει όχι περισσότερο από 0,5% πυρίτιο, ενώ το Monel K-500 προσθέτει αλουμίνιο 2,3% έως 3,15% και τιτάνιο μεταξύ 0,35% και 0,85%. Αυτές και άλλες παραλλαγές αποτιμώνται για την αντοχή τους στην επίθεση από οξέα και αλκάλια, καθώς και για την υψηλή μηχανική τους αντοχή και την καλή ολκιμότητα.
Το Monel 400 περιέχει την ίδια ποσότητα νικελίου και χαλκού όπως βρίσκεται σε φυσικό μεταλλεύμα νικελίου στο Οντάριο του Καναδά. Έχει υψηλή αντοχή και μπορεί να σκληρυνθεί μόνο από
ψυχρή εργασία. Λόγω της αντοχής του σε φθορά, το Monel 400 χρησιμοποιείται συχνότερα σε μέρη που βρίσκονται σε θαλάσσια και χημικά περιβάλλοντα.Ενώ είναι ένα πολύ χρήσιμο μέταλλο, είναι απαγορευτικό στις περισσότερες εφαρμογές. Το Monel 400 κοστίζει πέντε έως δέκα φορές περισσότερο από το συνηθισμένο νικέλιο ή χαλκό.
Ως αποτέλεσμα, χρησιμοποιείται σπάνια - και μόνο όταν κανένα άλλο μέταλλο δεν μπορεί να κάνει την ίδια δουλειά. Για παράδειγμα, το Monel 400 είναι ένα από τα λίγα κράματα που διατηρεί τη δύναμή του σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν, επομένως χρησιμοποιείται σε αυτές τις συνθήκες.
Κατασκεύασμα
Σύμφωνα με Azom.com, οι τεχνικές επεξεργασίας που χρησιμοποιούνται για τα κράματα σιδήρου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το Monel 400, αν και είναι δύσκολο γιατί λειτουργεί - σκληραίνει κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.
Εάν η σκλήρυνση του Monel 400 είναι ο στόχος, η εργασία με κρύο, με τη χρήση μαλακών υλικών πεθαίνουν, είναι η μόνη επιλογή. Μέσω της ψυχρής εργασίας, χρησιμοποιείται μηχανική καταπόνηση αντί της θερμότητας για να αλλάξει το σχήμα του μετάλλου.
Το Azom.com συνιστά συγκόλληση με τόξο, συγκόλληση με τόξο, συγκόλληση αερίου με τόξο και συγκόλληση με βυθό για το Monel 400. Όταν ο Monel 400 λειτουργεί εν θερμώ, οι θερμοκρασίες πρέπει να κυμαίνονται από 648-1,176 βαθμούς Κελσίου (1200-2,150 βαθμούς Φαρενάιτ). Μπορεί να αναδιαρθρωθεί στους 926 βαθμούς Κελσίου (1.700 βαθμούς Φαρενάιτ).
Εφαρμογές
Λόγω της αντοχής του σε οξέα, αλκάλια, θαλασσινό νερό και άλλα, το Monel 400 χρησιμοποιείται συχνά σε εφαρμογές όπου η διάβρωση μπορεί να είναι ανησυχητική. Σύμφωνα με το Azom.com, αυτό περιλαμβάνει θαλάσσια περιβάλλοντα όπου χρειάζονται εξαρτήματα, βαλβίδες, αντλίες και συστήματα σωληνώσεων.
Άλλες εφαρμογές περιλαμβάνουν μερικές φορές χημικές εγκαταστάσεις, συμπεριλαμβανομένων των περιβαλλόντων χρησιμοποιώντας θειικό οξύ και υδροφθορικό οξύ.
Μια άλλη περιοχή όπου ο Monel 400 είναι δημοφιλής είναι η βιομηχανία γυαλιών. Είναι από τα πιο δημοφιλή υλικά που χρησιμοποιούνται για πλαίσια, ειδικά για εξαρτήματα κατά μήκος των ναών και πάνω από τη γέφυρα της μύτης. Σύμφωνα με Eyecare Business, ο συνδυασμός αντοχής και αντοχής στη διάβρωση το καθιστά χρήσιμο για πλαίσια.
Ένα μειονέκτημα, ωστόσο, είναι ότι είναι δύσκολο να διαμορφωθεί, περιορίζοντας τη χρησιμότητά του για ορισμένα πλαίσια.
Μειονεκτήματα
Μολονότι είναι πολύτιμη σε πολλές εφαρμογές, ο Monel 400 δεν είναι τέλειος. Αν και ανθεκτικό στη διάβρωση με πολλούς τρόπους, δεν μπορεί να αντέξει το νιτρικό οξείδιο, το νιτρώδες οξύ, το διοξείδιο του θείου και τα υποχλωριώδη. Επομένως, το Monel 400 δεν πρέπει να χρησιμοποιείται σε περιβάλλοντα όπου θα εκτίθεται σε αυτά τα στοιχεία.
Το Monel 400 είναι επίσης επιδεκτικό γαλβανικής διάβρωσης. Αυτό σημαίνει ότι οι συνδετήρες αλουμινίου, ψευδαργύρου ή σιδήρου μπορούν να διαβρωθούν γρήγορα εάν χρησιμοποιηθούν με το Monel 400.
Πρότυπη σύνθεση του Monel 400
Κυρίως νικέλιο και χαλκό, η τυποποιημένη σύνθεση του Monel 400 περιλαμβάνει:
- Νικέλιο (συν κοβάλτιο): Ελάχιστο 63%
- Ο άνθρακας: 0,3% κατ 'ανώτατο όριο
- Μαγγάνιο: μέγιστο 2,0%
- Σίδερο: μέγιστο 2,5%
- Θείο: 0,024% κατ 'ανώτατο όριο
- Σιλικόνη: μέγιστο 0,5%
- Χαλκός: 29-34%
Ιδιότητες του κράματος νικελίου-χαλκού Monel 400
Ο παρακάτω πίνακας περιγράφει τις ιδιότητες του Monel 400.
Σε σχέση με άλλα παρόμοια μέταλλα, είναι ασυνήθιστα ισχυρή και ανθεκτική στη διάβρωση.
| Ιδιοκτησία | Τιμή (Μετρικό) | Τιμή (Imperial) |
|---|---|---|
| Πυκνότητα | 8.80*103 kg / m3 | 549 lb / ft3 |
| Μέτρο ελαστικότητας | 179 GPa | 26.000 ksi |
| Θερμική επέκταση (20ºC) | 13.9*10-6ºC-1 | 7.7*10-6 σε / (σε * ° F) |
| Ειδική θερμοχωρητικότητα | 427 J / (kg * Κ) | 0,102 BTU / (lb * ° F) |
| Θερμική αγωγιμότητα | 21,8 W / (m * K) | 151 BTU * σε / (hr * ft2* ºF) |
| Ηλεκτρική αντίσταση | 54.7*10-8 Ohm * m | 54.7*10-6 Ohm * cm |
| Αντοχή σε εφελκυσμό (ανόπτηση) | 550 MPa | 79,800 psi |
| Αντοχή απόδοσης (ανόπτηση) | 240 MPa | 34,800 psi |
| Επιμήκυνση | 48% | 48% |
| Θερμοκρασία υγρού | 1,350 ° C | 2,460º F |
| Θερμοκρασία στερεού | 1.300º C | 2,370º F |
Πηγές: www.substech.com, www.specialmetals.com