Ποιες είναι οι ιδιότητες και η σύνθεση του Monel 400;

Το Monel 400 είναι κράμα νικελίου-χαλκού ανθεκτικό στη διάβρωση σε πολλά περιβάλλοντα. Αποτελείται από δύο κρυσταλλικά στερεά που σχηματίζουν από κοινού ένα καινούργιο στερεό.

Ο Μονέλ 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" απομακρύνθηκε από το όνομα του μετάλλου επειδή εκείνη τη στιγμή, δεν ήταν δυνατό να κατοχυρωθεί το όνομα ενός ατόμου.

ΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ

Υπάρχουν πολλαπλές παραλλαγές των κραμάτων Monel, ξεκινώντας με το Monel 400, το οποίο περιέχει τουλάχιστον 63 τοις εκατό νικέλιο, μεταξύ 29 και 34 τοις εκατό χαλκό, μεταξύ 2 και 2,5 τοις εκατό σιδήρου και μεταξύ 1,5 και 2 τοις εκατό μαγγάνιο. Το Monel 405 προσθέτει όχι περισσότερο από 0,5 τοις εκατό πυρίτιο, και το Monel K-500 προσθέτει μεταξύ 2,3 και 3,15 τοις εκατό αλουμίνιο και μεταξύ 0,35 και 0,85 τοις εκατό τιτανίου. Αυτές και άλλες παραλλαγές αποτιμώνται για την αντοχή τους στην προσβολή από οξέα και αλκάλια, καθώς και για την υψηλή μηχανική τους αντοχή και καλή ολκιμότητα.

Το Monel 400 περιέχει την ίδια ποσότητα νικελίου και χαλκού όπως βρίσκεται σε φυσικό μεταλλικό νικέλιο στο Οντάριο του Καναδά. Έχει υψηλή αντοχή και μπορεί να σκληρυνθεί μόνο με κατεργασία με κρύο. Λόγω της αντοχής του σε φθορά, το κράμα 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 5-10 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 το Azom.com, οι τεχνικές επεξεργασίας που χρησιμοποιούνται για τα κράματα σιδήρου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το Monel 400, αν και είναι δύσκολο επειδή λειτουργεί - σκληραίνει κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.

Εάν η σκλήρυνση του Monel 400 είναι ο στόχος, η εργασία με το κρύο, με τη χρήση μαλακών υλικών πεθαίνουν, είναι η μόνη επιλογή. Μέσω ψυχρής εργασίας, η μηχανική καταπόνηση, αντί της θερμότητας, χρησιμοποιείται για να αλλάξει το σχήμα του μετάλλου.

Το Azom.com προτείνει συγκόλληση με τόξο, συγκόλληση με τόξο, συγκόλληση αερίου με τόξο και συγκόλληση με βυθό για το Monel 400.

Όταν η θερμή εργασία Monel 400, οι θερμοκρασίες πρέπει να κυμαίνονται από 648-1,176 βαθμούς Κελσίου (1200-2,150 βαθμούς Φαρενάιτ). Μπορεί να ανυψωθεί 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 που χρησιμοποιούν θειικό οξύ και υδροφθορικό οξύ.

Ένα άλλο είναι 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 την Eyecare Business, ο συνδυασμός αντοχής και αντοχής στη διάβρωση το καθιστά χρήσιμο για πλαίσια.

Ένα μειονέκτημα, όμως, είναι ότι είναι δύσκολο να διαμορφωθεί, περιορίζοντας τη χρησιμότητά του για ορισμένα πλαίσια.

Μειονεκτήματα

Αν και 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

Το κράμα Monel 400 αποτελείται από χαλκό μεταξύ 29 και 34 τοις εκατό και τουλάχιστον 63 τοις εκατό νικέλιο. Το μαγγάνιο, ο σίδηρος και το πυρίτιο υπάρχουν επίσης σε μικρότερες ποσότητες. Τα ακόλουθα περιγράφουν την τυπική σύνθεση του Monel 400:

• Νικέλιο (συν κοβάλτιο): ελάχιστο 63%
• Άνθρακας: μέγιστο 0,3%
• Μαγγάνιο: μέγιστο 2,0%
• Σίδερο: μέγιστο 2,5%
• Θείο: 0,024 τοις εκατό κατ 'ανώτατο όριο
• Σιλικόνη: μέγιστο 0,5%
• Χαλκός: 29-34 τοις εκατό

Ιδιότητες του κράματος νικελίου-χαλκού Monel 400

Ο παρακάτω πίνακας περιγράφει τις ιδιότητες του Monel 400. Σε σχέση με άλλα παρόμοια μέταλλα, είναι ασυνήθιστα ανθεκτικό και ανθεκτικό στη διάβρωση.

Ιδιοκτησία	Τιμή (μετρικό)	Τιμή (Imperial)
Πυκνότητα	8.80*103	kg / m3	549	lb / ft3
Μέτρο ελαστικότητας	179	GPa	26000	ksi
Θερμική επέκταση (20ºC)	13.9*10-6	ºC-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	79800	psi
Απόδοση αντοχής (ανόπτηση)	240	MPa	34800	psi
Επιμήκυνση	48	τοις εκατό	48	τοις εκατό
Θερμοκρασία υγρού	1350	ºC	2460	ºF
Θερμοκρασία στερεού	1300	ºC	2370	ºF

Πηγές:

SubsTech. Ουσίες & ΤεχνολογίαΔιεύθυνση URL: www.substech.comΕιδικά Μέταλλα. Κράμα Monel.URL: www.specialmetals.com