Monel-legering är en Ni-baserad legering, dess huvudsakliga kemiska sammansättning är nickel (Ni), den högsta halten är upp till 67%, den andra huvudkemiska sammansättningen är koppar (Cu), och innehåller också en liten mängd järn (Fe) , mangan (Mn) och kol (C), kisel (Si) och andra grundämnen.
Styrkan hos Monel-legeringen är högre än den för rent nickel, och den kan motstå korrosion av olika medier, inklusive snabbflytande havsvatten. Bearbetningsmetoderna för Monel-legering inkluderar varmbearbetning, kallbearbetning, bearbetning och svetsning.
1901 skapade Robert Crooks Stanley, en metallurg vid International Nickel Company (INCO), Monel-legeringen.
Källan till Monel-legeringsnamnet är baserad på information för att hylla den dåvarande ordföranden för företaget Ambrose Monell (Ambrose Monell). Senare fungerade Stanley också som ordförande för International Nickel Corporation. Monel-legering beviljades patent 1906.
Monel-legering är en dyr legering vars pris är 5-10 gånger det för ren koppar och rent nickel. Därför används den bara i applikationer där den inte kan ersättas med billiga alternativ.
Kemisk sammansättning och mekaniska egenskaper hos Monel 400-legering (N0440):
Kemisk sammansättning av Monel 400-legering (%) | ||||||||
| C ≤ | Si ≤ | Mn ≤ | P ≤ | S ≤ | Cr ≥ | Ni ≥ | Mån ≥ | Cu ≤ |
| 0,3 | 0,5 | 2 | - | 0,024 | - | 63 | - | 28,0-34,0 |
| Andra | N ≤ | A l≤ | Ti ≤ | F e≤ | Co ≤ | V ≤ | W ≤ | Nb ≤ |
| - | - | - | 2.5 | - | - | - | - | |
1. Monel 400 (N04400) legeringsdraghållfasthet: σb ≥ 450 Mpa.
2. Monel 400 (N04400) legering sträckgräns: σb ≥ 170 Mpa.
3. Monel 400 (N04400) legeringsförlängning: 5 ≥ 30 %.
Egenskaper hos Monel Alloy
Monel-legering är en binär legering med fast lösning. Eftersom Ni och Cu är lösta i varandra är det också en enfaslegering. Jämfört med stål är bearbetning av Monel-legering svår, främst på grund av dess snabba härdningsegenskaper. Det kräver svängning vid låga hastigheter och låga matningshastigheter.
Densiteten för Monel legering 400 är 8,80 g/cm3, smälttemperaturområdet är 1300~1350 °C, konduktiviteten är cirka 34% IACS (IACS hänvisar till International Standard Conductivity of Annealed Copper), och det glödgade hårdhetsvärdet är 65 HRB. Monel legering 400 är välkänd för sin seghet och kan bibehålla denna seghet i ett avsevärt temperaturområde.
Det kan motstå korrosion av olika syror och alkalier, och vissa Monel-legeringar tål till och med ren syrebränning. Det används vanligtvis i mycket korrosiva miljöer. Monel-legering K-500 bildad efter tillsats av en liten mängd aluminium (Al) och titan (Ti) har samma korrosionsbeständighet som Monel-legering 400 men högre hållfasthet, vilket främst beror på bildandet av γ'-fas under åldringsbehandling. Under normala omständigheter är Monel-legering mycket dyrare än rostfritt stål.
Monel-legeringen 400 kan också bibehålla utmärkta mekaniska egenskaper under noll. Även om styrkan och hårdheten kommer att öka, kommer plasticiteten eller segheten endast att minska något. Även om den kyls i flytande väte kommer legeringen inte att genomgå segt-spröd övergång. Detta är den mest signifikanta skillnaden mellan Monel-legering och järnmetallmaterial (stål och järn) med sprödhet vid låg temperatur.
Monel-legering har god korrosionsbeständighet i många miljöer, men den är benägen att rosta när den utsätts för saltvatten; den tål inte korrosion av media som innehåller kväveoxid, salpetersyra, svaveldioxid och hypoklorit. Användningen av Monel-legering kommer också att orsaka elektrokemisk korrosion. Med andra ord, när fästelement gjorda av aluminium, zink eller järn kommer i kontakt med Monel-legering, under vissa förhållanden (som användning i snabbt strömmande havsvatten), metallfästning Delarna kommer att korroderas snabbt.
Användning av Monel-legering
Flyg och rymd
På 1960-talet. Monel legering har vunnit ett stort antal order inom området rymd- och flygplanskonstruktion. Används speciellt för att bygga flygkroppen och huden på experimentella jetflygplan. Till exempel kan den nordamerikanska X-15 användas för att motstå den stora mängden värme som genereras av aerodynamisk friktion under extremt snabb flygning. Monel-legeringen kan fortfarande behålla sin styrka vid extremt höga temperaturer, vilket gör att den kan behålla sin formstabilitet vid höga atmosfäriska flyghastigheter. Under flygplansunderhåll används Monel-legering som en låsvajer i områden med hög temperatur för att säkerställa att fästelementen är låsta; av ekonomiska skäl används vanligtvis låsvajrar i rostfritt stål inom andra områden.
Oljeutvinning och raffinering
Monel används för att tillverka delar som kommer i direkt kontakt med koncentrerad fluorvätesyra i en alkyleringsenhet. Monel-legeringens extraordinära motståndskraft mot fluorvätesyrakorrosion är fantastisk. Den tål alla koncentrationer av fluorvätesyra, och temperaturen kan nå fluorvätesyrans kokpunkt. Detta kan vara materialet med den bästa korrosionsbeständigheten bland de vanligaste tekniska legeringsmaterialen. Monel-legering kan också motstå korrosion av olika sulfider och saltsyra i en reducerande miljö.
Marinteknik
Korrosionsbeständigheten hos Monel-legeringen gör den till ett idealiskt material för marina applikationer, såsom rörsystem, pumpaxlar, sjöventiler, trollinglinor och korgfilter. Vissa Monel-legeringar är helt omagnetiska och används för att tillverka ankarkablar för minsvepare och hus för mätutrustning för magnetfält. På yachter används Monel-legeringstråd för att låsa ankarkabelbyglar. Monel-legering används också för att tillverka vattentankar och bränsletankar och andra undervattensanordningar, såsom propelleraxlar och kölbultar.
Det bör noteras att på grund av problemet med elektrokemisk korrosion (bimetallisk korrosion) i havsvatten måste Monel-legeringen isoleras från andra metaller (som stål) under skeppsbyggnad. New York Times publicerade den 25 augusti 1915. En artikel i ”rapporterade om olyckan med en 215 fot lång yacht: ”Den första yachten vars skrov var konstruerad helt av Monel-legering förvandlades till fragment på bara sex veckor och var tvingas skrota”. Tack vare elektrokemisk korrosion eroderades yachtens stålkonstruktionsköl snabbt och tunnades ut efter kontakt med Monel-legering, vilket så småningom ledde till kollapsen av yachtens botten. När det gäller sjöfågelforskning, särskilt valet av material för fågelfotsidentifieringsringen, har fågelfotsidentifieringsringen av Monel-legering använts i många sorters sjöfåglar, till exempel albatross som lever i korrosiva havsvattenmiljöer.
Musikinstrument
Monel-legering används för att tillverka vissa högkvalitativa ventilkolvar eller rotorer för musikinstrument, såsom små, stora och franska horn. RotoSound använde Monel-legering för att tillverka elgitarrsträngar 1962. Dessa strängar används av många artister. Under 2017 släppte strängföretaget D'Addario (D'Addario strängföretag) en uppsättning fiolsträngsprodukter, som också är rundlindade strängar med Monel-legering lindade på D- och G-strängar.
Andra användningsområden
Identitetsetiketter gjorda av Monel-legering (hundbrickor för amerikanska soldater under andra världskriget)
Utmärkt korrosionsbeständighet mot olika syror och syre gör Monel-legering till ett högkvalitativt material inom den kemiska industrin. Andra användningsscenarier som:
1. Urananrikning, de flesta av de stora rörledningarna som används för uranhexafluorid är gjorda av Monel-legering;
2. Reglerventil för högtrycks- och stark reaktiv flaskgas (som HCl);
3. I början av nittonhundratalet användes Monel-legering i stor utsträckning i det överhettade ångsystemet i ånggeneratorset;
4. Monel-legering används också ofta för att tillverka diskbänkar och glasögonbågar;
5. Förbränningskammaren som används för att tillverka pannans tändrör;
6. Designlivslängden för Clock of Long Now är 10 000 år. Med förutsättningen att inga ädelmetaller används är vissa delar av klockan gjorda av Monel-legeringsmaterial baserat på oro för korrosionsbeständighet.
Posttid: 19 maj 2021