A Monel ötvözet Ni-alapú ötvözet, fő kémiai összetétele a nikkel (Ni), a legmagasabb tartalom akár 67%, a másik fő kémiai összetétel a réz (Cu), valamint kis mennyiségű vasat (Fe) is tartalmaz. , mangán (Mn) és szén (C), szilícium (Si) és egyéb elemek.
A Monel ötvözet szilárdsága nagyobb, mint a tiszta nikkelé, és ellenáll a különböző közegek korróziójának, beleértve a gyorsan folyó tengervizet is. A Monel ötvözet feldolgozási módszerei közé tartozik a meleg megmunkálás, a hideg megmunkálás, a megmunkálás és a hegesztés.
1901-ben Robert Crooks Stanley, az International Nickel Company (INCO) kohásza megalkotta a Monel ötvözetet.
A Monel ötvözet nevének forrása a cég akkori elnöke, Ambrose Monell (Ambrose Monell) előtt tisztelegve kapott információkon alapul. Később Stanley úr az International Nickel Corporation elnökeként is szolgált. A Monel ötvözetet 1906-ban szabadalmazták.
A Monel ötvözet drága ötvözet, amelynek ára 5-10-szerese a tiszta réznek és a tiszta nikkelnek. Ezért csak olyan alkalmazásokban használják, ahol nem helyettesíthető olcsó alternatívákkal.
A Monel 400 ötvözet (N0440) kémiai összetétele és mechanikai tulajdonságai:
A Monel 400 ötvözet kémiai összetétele (%) | ||||||||
| C ≤ | Si ≤ | Mn ≤ | P ≤ | S ≤ | Cr ≥ | Ni ≥ | Mo ≥ | Cu ≤ |
| 0.3 | 0.5 | 2 | - | 0,024 | - | 63 | - | 28,0-34,0 |
| Mások | N ≤ | A l≤ | Ti ≤ | F e≤ | Co ≤ | V ≤ | W ≤ | Nb ≤ |
| - | - | - | 2.5 | - | - | - | - | |
1. Monel 400 (N04400) ötvözet szakítószilárdsága: σb ≥ 450 Mpa.
2. Monel 400 (N04400) ötvözet folyáshatár: σb ≥ 170 Mpa.
3. Monel 400 (N04400) ötvözet nyúlás: δ ≥ 30%.
A Monel ötvözet tulajdonságai
A Monel ötvözet szilárd oldatú bináris ötvözet. Mivel a Ni és a réz feloldódnak egymásban, ez is egyfázisú ötvözet. Az acélhoz képest a Monel-ötvözet megmunkálása nehézkes, elsősorban a gyors munkaedzési jellemzői miatt. Alacsony fordulatszámon és alacsony előtolási sebességen kell forgatni.
A Monel 400-as ötvözet sűrűsége 8,80 g/cm3, az olvadási hőmérséklet tartománya 1300-1350 °C, a vezetőképesség körülbelül 34% IACS (IACS az izzított réz nemzetközi szabványos vezetőképességére utal), a lágyított keménység értéke 65 HRB. A Monel alloy 400 jól ismert szívósságáról, és ezt a szívósságát jelentős hőmérsékleti tartományban is meg tudja tartani.
Ellenáll a különféle savak és lúgok korróziójának, sőt egyes Monel-ötvözetek még a tiszta oxigénégetést is kibírják. Általában erősen korrozív környezetben használják. A kis mennyiségű alumínium (Al) és titán (Ti) hozzáadása után keletkezett Monel ötvözet K-500 ugyanolyan korrózióállósággal rendelkezik, mint a Monel 400 ötvözet, de nagyobb a szilárdsága, ami főként az öregedési kezelés során γ-fázis kialakulásának köszönhető. Normál körülmények között a Monel ötvözet sokkal drágább, mint a rozsdamentes acél.
A Monel 400 ötvözet kiváló mechanikai tulajdonságait is képes nulla alatt tartani. Bár a szilárdság és a keménység növekszik, a plaszticitás vagy a szívósság csak kis mértékben csökken. Még ha folyékony hidrogénben hűtik is, az ötvözet nem megy át képlékeny-törékeny átmeneten. Ez a legjelentősebb különbség a Monel ötvözet és a vasfém anyagok (acél és vas) között, amelyek alacsony hőmérsékleten törékenyek.
A Monel ötvözet számos környezetben jó korrózióállósággal rendelkezik, de hajlamos a rozsdásodásra, ha sós víznek van kitéve; nem bírja a nitrogén-oxidot, salétromsavat, kén-dioxidot és hipokloritot tartalmazó közegek korrózióját. A Monel-ötvözet használata elektrokémiai korróziót is okoz. Más szóval, ha az alumíniumból, cinkből vagy vasból készült kötőelemek Monel ötvözetkel érintkeznek, bizonyos körülmények között (például gyors folyású tengervízben történő felhasználás esetén) fémrögzítés Az alkatrészek gyorsan korrodálódnak.
A Monel-ötvözet felhasználása
Repülőgép
Az 1960-as években. A Monel ötvözet nagyszámú megrendelést nyert az űr- és repülőgépgyártás területén. Kifejezetten kísérleti sugárhajtású repülőgépek törzsének és burkolatának építésére használják. Az észak-amerikai X-15 például alkalmas arra, hogy ellenálljon a rendkívül gyors repülés során az aerodinamikai súrlódásból származó nagy mennyiségű hőnek. A Monel ötvözet rendkívül magas hőmérsékleten is meg tudja őrizni szilárdságát, így nagy légköri repülési sebesség mellett is megőrzi alakstabilitását. A repülőgép karbantartása során a Monel ötvözetet zárhuzalként használják magas hőmérsékletű helyeken, hogy biztosítsák a rögzítőelemek reteszelését; gazdasági okokból a rozsdamentes acél zárhuzalokat általában más területeken használják.
Olajkitermelés és -finomítás
A Monelt olyan alkatrészek előállítására használják, amelyek közvetlenül érintkeznek tömény hidrogén-fluoriddal egy alkilező egységben. A Monel ötvözet rendkívüli ellenálló képessége a hidrogén-fluorid korrózióval szemben elképesztő. A hidrogén-fluorid minden koncentrációját képes ellenállni, és a hőmérséklet elérheti a hidrogén-fluorid forráspontját. Ez lehet a legjobb korrózióállóságú anyag az általánosan használt mérnöki ötvözetanyagok közül. A monel ötvözet ellenáll a különféle szulfidok és sósav korróziójának is redukáló környezetben.
Tengerészmérnökség
A Monel ötvözet korrózióállósága ideális anyaggá teszi a tengeri alkalmazásokhoz, mint például csőrendszerekhez, szivattyútengelyekhez, tengeri szelepekhez, pergető damilokhoz és kosárszűrőkhöz. Egyes Monel-ötvözetek teljesen nem mágnesesek, és aknakeresők horgonykábeleinek és mágneses térmérő berendezések házainak készítésére használják. A jachtokon Monel ötvözethuzalt használnak a horgonykábel bilincseinek rögzítésére. A monelötvözetet víztartályok és üzemanyagtartályok, valamint egyéb víz alatti eszközök, például propellertengelyek és gerinccsavarok készítésére is használják.
Megjegyzendő, hogy a tengervízben fellépő elektrokémiai korrózió (bimetallikus korrózió) problémája miatt a Monel-ötvözetet el kell különíteni más fémektől (például acéltól) a hajóépítés során. A New York Times 1915. augusztus 25-én jelent meg. Egy cikk a ”-ban egy 215 láb hosszú jacht balesetéről számolt be: „Az első jacht, amelynek a teste teljes egészében Monel-ötvözetből készült, mindössze hat hét alatt töredezetté vált, és selejtezésre kényszerült”. Az elektrokémiai korróziónak köszönhetően a jacht acélszerkezetű gerince gyorsan erodálódott és elvékonyodott a Monel ötvözettel való érintkezés után, ami végül a jacht fenekének összeomlásához vezetett. Ami a tengeri madarak kutatását illeti, különösen a madárláb azonosító gyűrű anyagának kiválasztását illetően, a Monel ötvözetből készült madárláb azonosító gyűrűt sokféle tengeri madárnál alkalmazták, mint például a maró tengervíz környezetben élő albatroszban.
Hangszer
A Monel ötvözetből bizonyos kiváló minőségű hangszer-szelepdugattyúkat vagy forgórészeket, például kis-, nagy- és franciakürtöket készítenek. A RotoSound 1962-ben Monel ötvözetet használt elektromos gitárhúrok készítéséhez. Ezeket a húrokat sok művész használja. 2017-ben a D'Addario vonósvállalat (D'Addario vonósvállalat) kiadott egy hegedűhúrterméket, amelyek egyben körtekercselt húrok is, amelyek Monel ötvözetből készültek D és G húrokra.
Egyéb felhasználások
Monel ötvözetből készült azonosító címkék (Kutyacímkék amerikai katonák számára a második világháború alatt)
A különféle savakkal és oxigénnel szembeni kiváló korrózióállóság a Monel ötvözetet kiváló minőségű anyaggá teszi a vegyiparban. Egyéb használati forgatókönyvek, például:
1. Urándúsítás, az urán-hexafluoridhoz használt nagy átmérőjű csővezetékek többsége Monel-ötvözetből készül;
2. Szabályozószelep nagynyomású és erős reaktív palackos gázhoz (például HCl);
3. A huszadik század elején a Monel-ötvözetet széles körben használták a gőzfejlesztő berendezések túlhevített gőzrendszerében;
4. A monel ötvözetet gyakran használják konyhai mosogatók és szemüvegkeretek készítésére is;
5. A kazán gyújtócsövének elkészítéséhez használt égéstér;
6. A Clock of Long Now tervezett élettartama 10 000 év. Feltételezve, hogy nem használnak nemesfémeket, az óra egyes részei Monel-ötvözetből készülnek, a korrózióállóság miatt.
Feladás időpontja: 2021. május 19