Monel 400 este un aliaj nichel-cupru care este rezistent la coroziune în multe medii. Este format din două solide cristaline care formează un singur solid nou.
Monel a fost creierul lui Robert Crooks Stanley al Companiei Internaționale de Nichel. Brevetat în 1906, a fost numit pentru președintele companiei, Ambrose Monell. Al doilea "L" a fost eliminat din numele metalului, deoarece nu a fost posibil să breveteze numele unei persoane la acel moment.
Prezentare generală
Există multiple variații ale aliajelor Monel, începând cu Monel 400, care conține cel puțin 63% nichel, între 29% și 34% cupru, între 2% și 2,5% fier și între 1,5% și 2% mangan. Monel 405 adaugă nu mai mult de 0,5% siliciu, iar Monel K-500 adaugă între 2,3% și 3,15% aluminiu și între 0,35% și 0,85% titan. Acestea și alte variații sunt apreciate pentru rezistența lor la atac de acizi și alcaline, precum și pentru rezistența mecanică ridicată și ductilitatea bună.
Monel 400 conține aceeași cantitate de nichel și cupru, cum se găsește într-un minereu natural de nichel în Ontario, Canada. Are o rezistență ridicată și poate fi întărit doar de
lucru la rece. Datorită rezistenței sale la deteriorare, Monel 400 este cel mai adesea utilizat în piese care se găsesc în medii marine și chimice.Deși este un metal foarte util, este prohibitiv în majoritatea aplicațiilor. Monel 400 costă de cinci până la 10 ori mai mult decât nichelul obișnuit sau cupru.
Drept urmare, este folosit rar și numai atunci când niciun alt metal nu ar putea face aceeași treabă. Ca exemplu, Monel 400 este unul dintre puținele aliaje care își păstrează rezistența la temperaturi sub zero, deci este utilizat în aceste circumstanțe.
Fabricare
Conform Azom.com, tehnicile de prelucrare utilizate pentru aliaje de fier pot fi utilizate pentru Monel 400, deși este dificil, deoarece se întărește în timpul procesului.
Dacă întărirea Monel 400 este obiectivul, lucrarea la rece, folosind materiale moale, este singura opțiune. Prin prelucrarea la rece, tensiunea mecanică este utilizată în loc de căldură pentru a schimba forma metalului.
Azom.com recomandă sudare cu arc, sudare cu arc metal, sudare cu arc metal și gaz și sudare cu arc scufundat pentru Monel 400. Atunci când lucrează la cald Monel 400, temperaturile ar trebui să varieze între 648-1,176 grade Celsius (1.200-2.150 grade Fahrenheit). Poate fi recuperat la 926 grade Celsius (1.700 grade Fahrenheit).
Aplicații
Datorită rezistenței sale la acizi, alcaline, apă de mare și multe altele, Monel 400 este adesea utilizat în aplicații în care coroziunea ar putea fi un motiv de îngrijorare. Potrivit Azom.com, aceasta include medii marine în care sunt necesare instalații, supape, pompe și sisteme de conducte.
Alte aplicații includ uneori plante chimice, inclusiv medii care folosesc acid sulfuric și acid fluorhidric.
Un alt domeniu în care Monel 400 este popular este industria ochelarilor. Este printre cele mai populare materiale utilizate pentru rame, special pentru componente de-a lungul templelor și peste podul nasului. Conform Business Eyecare, combinația de rezistență și rezistență la coroziune îl face util pentru cadre.
Un dezavantaj este însă că este dificil de modelat, limitându-i utilitatea pentru unele cadre.
Inconvenientele
Deși este valabil în multe aplicații, Monel 400 nu este perfect. Deși rezistă la coroziune în multe feluri, nu poate rezista la oxidul nitric, acidul azotat, dioxidul de sulf și hipocloritele. Deci, Monel 400 nu trebuie utilizat în medii în care ar fi expus la aceste elemente.
Monel 400 este, de asemenea, sensibil la coroziunea galvanică. Acest lucru înseamnă că organele de fixare din aluminiu, zinc sau fier se pot coroda rapid dacă sunt utilizate cu Monel 400.
Compoziția standard a Monel 400
În principal nichel și cupru, compoziția standard a Monel 400 include:
- Nichel (plus cobalt): 63% minim
- Carbon: 0,3% maxim
- Mangan: 2,0% maxim
- Fier: maxim 2,5%
- Sulf: 0,024% maxim
- Silicon: 0,5% maxim
- Cupru: 29-34%
Proprietățile aliajului de nichel-cupru Monel 400
Următorul tabel descrie proprietățile Monel 400.
În raport cu alte metale similare, este neobișnuit de rezistent și la coroziune.
| Proprietate | Valoare (metrică) | Valoare (imperială) |
|---|---|---|
| Densitate | 8.80*103 kg / m3 | 549 lb / ft3 |
| Modul de elasticitate | 179 GPa | 26.000 ksi |
| Extensie termică (20ºC) | 13.9*10-6º C-1 | 7.7*10-6 in / (in * ºF) |
| Capacitate specifică de căldură | 427 J / (kg * K) | 0,102 BTU / (lb * ºF) |
| Conductivitate termică | 21,8 W / (m * K) | 151 BTU * in / (hr * ft2* ºF) |
| Rezistivitate electrică | 54.7*10-8 Ohm * m | 54.7*10-6 Ohm * cm |
| Forța de tracțiune (acoperită) | 550 MPa | 79.800 psi |
| Puterea randamentului | 240 MPa | 34.800 psi |
| elongație | 48% | 48% |
| Temperatura lichidului | 1.350º C | 2.460º F |
| Temperatura Solidus | 1.300º C | 2.370º F |
Surse: www.substech.com, www.specialmetals.com