Aliajul Monel este un aliaj pe bază de Ni, compoziția sa chimică principală este nichel (Ni), cel mai mare conținut este de până la 67%, cealaltă compoziție chimică principală este cuprul (Cu) și conține, de asemenea, o cantitate mică de fier (Fe) , mangan (Mn) și carbon (C), siliciu (Si) și alte elemente.
Rezistența aliajului Monel este mai mare decât cea a nichelului pur și poate rezista la coroziunea diferitelor medii, inclusiv a apei de mare cu curgere rapidă. Metodele de prelucrare ale aliajului Monel includ prelucrarea la cald, prelucrarea la rece, prelucrarea și sudarea.
În 1901, Robert Crooks Stanley, metalurgist la International Nickel Company (INCO), a creat aliajul Monel.
Sursa numelui de aliaj Monel se bazează pe informații care să-i aducă un omagiu președintelui de atunci al companiei Ambrose Monell (Ambrose Monell). Mai târziu, domnul Stanley a fost și președintele International Nickel Corporation. Aliajul Monel a primit un brevet în 1906.
Aliajul Monel este un aliaj scump al cărui preț este de 5-10 ori mai mare decât al cuprului pur și al nichelului pur. Prin urmare, este folosit doar în aplicații în care nu poate fi înlocuit cu alternative ieftine.
Compoziția chimică și proprietățile mecanice ale aliajului Monel 400 (N0440):
Compoziția chimică a aliajului Monel 400 (%) | ||||||||
| C ≤ | Si ≤ | Mn ≤ | P ≤ | S ≤ | Cr ≥ | Ni ≥ | Mo ≥ | Cu ≤ |
| 0,3 | 0,5 | 2 | - | 0,024 | - | 63 | - | 28,0-34,0 |
| Alţii | N ≤ | A l≤ | Ti ≤ | F e≤ | Co ≤ | V ≤ | W ≤ | Nb ≤ |
| - | - | - | 2.5 | - | - | - | - | |
1. Rezistență la tracțiune din aliaj Monel 400 (N04400): σb ≥ 450 Mpa.
2. Limita de curgere din aliaj Monel 400 (N04400): σb ≥ 170 Mpa.
3. Alungire aliaj Monel 400 (N04400): δ ≥ 30%.
Proprietățile aliajului Monel
Aliajul Monel este un aliaj binar în soluție solidă. Deoarece Ni și Cu sunt dizolvate unul în celălalt, este, de asemenea, un aliaj monofazat. În comparație cu oțelul, prelucrarea aliajului Monel este dificilă, în principal datorită caracteristicilor sale de întărire rapidă. Necesită rotire la viteze mici și viteze de avans reduse.
Densitatea aliajului Monel 400 este de 8,80 g/cm3, intervalul de temperatură de topire este de 1300 ~ 1350 °C, conductivitatea este de aproximativ 34% IACS (IACS se referă la standardul internațional de conductivitate a cuprului recoapt), iar valoarea durității recoapte este de 65 HRB. Aliajul Monel 400 este binecunoscut pentru duritatea sa și poate menține această duritate într-un interval considerabil de temperatură.
Poate rezista la coroziunea diverșilor acizi și alcalii, iar unele aliaje Monel pot rezista chiar și la arderea oxigenului pur. Este de obicei utilizat în medii foarte corozive. Aliajul Monel K-500 format după adăugarea unei cantități mici de aluminiu (Al) și titan (Ti) are aceeași rezistență la coroziune ca aliajul Monel 400, dar o rezistență mai mare, care se datorează în principal formării fazei γ în timpul tratamentului de îmbătrânire. În condiții normale, aliajul Monel este mult mai scump decât oțelul inoxidabil.
Aliajul Monel 400 poate menține, de asemenea, proprietăți mecanice excelente sub zero. Deși rezistența și duritatea vor crește, plasticitatea sau duritatea va scădea doar ușor. Chiar dacă este răcit în hidrogen lichid, aliajul nu va suferi tranziție ductil-casabil. Aceasta este cea mai semnificativă diferență dintre aliajul Monel și materialele metalice feroase (oțel și fier) cu fragilitate la temperatură scăzută.
Aliajul Monel are o rezistență bună la coroziune în multe medii, dar este predispus la rugină atunci când este expus la apă sărată; nu poate rezista la coroziunea mediilor care conțin oxid azotic, acid azotic, dioxid de sulf și hipoclorit. Utilizarea aliajului Monel va provoca, de asemenea, coroziune electrochimică. Cu alte cuvinte, atunci când elementele de fixare din aluminiu, zinc sau fier intră în contact cu aliajul Monel, în anumite condiții (cum ar fi utilizarea în apă de mare cu curgere rapidă), fixarea metalică Piesele vor fi corodate rapid.
Utilizări ale aliajului Monel
Aerospațial
În anii 1960. Aliajul Monel a câștigat un număr mare de comenzi în domeniul construcțiilor spațiale și aeronavelor. Folosit în special pentru a construi fuselajul și pielea aeronavelor cu reacție experimentale. De exemplu, X-15 nord-american poate fi folosit pentru a rezista la cantitatea mare de căldură generată de frecarea aerodinamică în timpul zborului extrem de rapid. Aliajul Monel își poate menține rezistența la temperaturi extrem de ridicate, permițându-i să-și mențină stabilitatea formei la viteze mari de zbor atmosferice. În timpul întreținerii aeronavei, aliajul Monel este utilizat ca fir de blocare în zonele cu temperaturi ridicate pentru a se asigura că elementele de fixare sunt blocate; din motive economice, firele de blocare din oțel inoxidabil sunt de obicei folosite în alte zone.
Extracția și rafinarea uleiului
Monel este folosit pentru a face piese care contact direct cu acidul fluorhidric concentrat într-o unitate de alchilare. Rezistența extraordinară a aliajului Monel la coroziunea acidului fluorhidric este uimitoare. Poate rezista la toate concentrațiile de acid fluorhidric, iar temperatura poate atinge punctul de fierbere al acidului fluorhidric. Acesta poate fi materialul cu cea mai bună rezistență la coroziune dintre materialele de aliaj de inginerie utilizate în mod obișnuit. Aliajul Monel poate rezista, de asemenea, la coroziunea diferitelor sulfuri și acid clorhidric într-un mediu reducător.
Inginerie maritimă
Rezistența la coroziune a aliajului Monel îl face un material ideal pentru aplicații marine, cum ar fi sistemele de conducte, arbori de pompă, supape de mare, linii de pescuit pentru trolling și filtre de coș. Unele aliaje Monel sunt complet nemagnetice și sunt folosite pentru a face cabluri de ancorare pentru dragătorii de mine și carcase pentru echipamentele de măsurare a câmpului magnetic. Pe iahturi, sârma din aliaj Monel este folosită pentru a bloca cătușele cablurilor de ancorare. Aliajul Monel este, de asemenea, folosit pentru a face rezervoare de apă și rezervoare de combustibil și alte dispozitive subacvatice, cum ar fi arbori de elice și șuruburi de chilă.
Trebuie remarcat faptul că din cauza problemei coroziunii electrochimice (coroziune bimetală) în apa de mare, aliajul Monel trebuie izolat de alte metale (cum ar fi oțelul) în timpul construcției navale. The New York Times a publicat pe 25 august 1915. Un articol din „a raportat despre accidentul unui iaht de 215 picioare lungime: „Primul iaht a cărui carenă a fost construită în întregime din aliaj Monel a fost transformat în fragmente în doar șase săptămâni și a fost forțat la casare”. Datorită coroziunii electrochimice, chila structurii de oțel a iahtului a fost rapid erodata și subțiată după contactul cu aliajul Monel, ceea ce a dus în cele din urmă la prăbușirea fundului iahtului. În ceea ce privește cercetarea păsărilor marine, în special selecția materialelor pentru inelul de identificare a piciorului de pasăre, inelul de identificare a piciorului de pasăre din aliaj Monel a fost folosit la multe tipuri de păsări marine, cum ar fi albatrosul care trăiește în medii corozive cu apă de mare.
Instrument muzical
Aliajul Monel este folosit pentru a face anumite pistoane sau rotoare de supapă pentru instrumente muzicale de înaltă calitate, cum ar fi coarnele mici, mari și franceze. RotoSound a folosit aliajul Monel pentru a face corzi de chitară electrică în 1962. Aceste corzi sunt folosite de mulți artiști. În 2017, compania de corzi D'Addario (compania de corzi D'Addario) a lansat un set de produse de corzi de vioară, care sunt, de asemenea, corzi înfăşurate rotund cu aliaj Monel înfăşurat pe corzi D şi G.
Alte utilizări
Etichete de identitate din aliaj Monel (etichete pentru soldații americani în timpul celui de-al Doilea Război Mondial)
Rezistența excelentă la coroziune la diferiți acizi și oxigen face din aliajul Monel un material de înaltă calitate în industria chimică. Alte scenarii de utilizare, cum ar fi:
1. Îmbogățirea uraniului, majoritatea conductelor de diametru mare utilizate pentru hexafluorura de uraniu sunt realizate din aliaj Monel;
2. Supapă de reglare pentru presiune înaltă și gaz îmbuteliat reactiv puternic (cum ar fi HCl);
3. La începutul secolului XX, aliajul Monel era utilizat pe scară largă în sistemul de abur supraîncălzit al generatoarelor de abur;
4. Aliajul Monel este adesea folosit și pentru a face chiuvete de bucătărie și rame de ochelari;
5. Camera de ardere folosită la realizarea tubului de aprindere a cazanului;
6. Durata de viață a ceasului de la Long Now este de 10.000 de ani. Pornind de la premisa că nu sunt folosite metale prețioase, unele părți ale ceasului sunt fabricate din material din aliaj Monel, pe baza preocupărilor legate de rezistența la coroziune.
Ora postării: 19-mai-2021