A aliaxe Monel é unha aliaxe a base de Ni, a súa composición química principal é níquel (Ni), o contido máis alto é de ata o 67%, a outra composición química principal é cobre (Cu) e tamén contén unha pequena cantidade de ferro (Fe). , manganeso (Mn) e carbono (C), silicio (Si) e outros elementos.
A resistencia da aliaxe Monel é maior que a do níquel puro e pode soportar a corrosión de varios medios, incluída a auga do mar de fluxo rápido. Os métodos de procesamento da aliaxe Monel inclúen o traballo en quente, o traballo en frío, o mecanizado e a soldadura.
En 1901, Robert Crooks Stanley, un metalúrxico da International Nickel Company (INCO), creou a aliaxe Monel.
A fonte do nome da aliaxe Monel baséase na información para render homenaxe ao entón presidente da empresa Ambrose Monell (Ambrose Monell). Máis tarde, o Sr. Stanley tamén exerceu como presidente da International Nickel Corporation. A aliaxe Monel recibiu unha patente en 1906.
A aliaxe de monel é unha aliaxe cara cuxo prezo é 5-10 veces superior ao do cobre puro e do níquel puro. Polo tanto, só se usa en aplicacións onde non se pode substituír por alternativas baratas.
Composición química e propiedades mecánicas da aliaxe Monel 400 (N0440):
Composición química da aliaxe Monel 400 (%) | ||||||||
| C ≤ | Si ≤ | Mn ≤ | P ≤ | S ≤ | Cr ≥ | Ni ≥ | Mo ≥ | Cu ≤ |
| 0,3 | 0,5 | 2 | - | 0,024 | - | 63 | - | 28,0-34,0 |
| Outros | N ≤ | A l≤ | Ti ≤ | F e≤ | Co ≤ | V ≤ | W ≤ | Nb ≤ |
| - | - | - | 2.5 | - | - | - | - | |
1. Resistencia á tracción da aliaxe Monel 400 (N04400): σb ≥ 450 Mpa.
2. Limite de fluencia da aliaxe Monel 400 (N04400): σb ≥ 170 Mpa.
3. Alongamento da aliaxe Monel 400 (N04400): δ ≥ 30%.
Propiedades da aliaxe Monel
A aliaxe Monel é unha aliaxe binaria en solución sólida. Dado que Ni e Cu están disoltos un no outro, tamén é unha aliaxe monofásica. En comparación co aceiro, o mecanizado da aliaxe Monel é difícil, principalmente debido ás súas características de endurecemento rápido. Require xirar a baixas velocidades e baixas velocidades de avance.
A densidade da aliaxe Monel 400 é de 8,80 g/cm3, o intervalo de temperatura de fusión é de 1300 ~ 1350 °C, a condutividade é de aproximadamente 34% IACS (IACS refírese á condutividade estándar internacional do cobre recocido) e o valor de dureza recocido é de 65. HRB. A aliaxe Monel 400 é coñecida pola súa dureza e pode manter esta tenacidade nun rango de temperatura considerable.
Pode soportar a corrosión de varios ácidos e álcalis, e algunhas aliaxes de Monel poden incluso soportar a queima de osíxeno puro. Normalmente úsase en ambientes altamente corrosivos. A aliaxe Monel K-500 formada despois de engadir unha pequena cantidade de aluminio (Al) e titanio (Ti) ten a mesma resistencia á corrosión que a aliaxe Monel 400, pero unha maior resistencia, que se debe principalmente á formación da fase γ' durante o tratamento de envellecemento. En circunstancias normais, a aliaxe Monel é moito máis cara que o aceiro inoxidable.
A aliaxe Monel 400 tamén pode manter excelentes propiedades mecánicas por debaixo de cero. Aínda que a resistencia e dureza aumentarán, a plasticidade ou dureza só diminuirá lixeiramente. Aínda que se arrefríe en hidróxeno líquido, a aliaxe non sufrirá transición dúctil-fráxil. Esta é a diferenza máis significativa entre a aliaxe Monel e os materiais de metais férreos (aceiro e ferro) con fraxilidade a baixa temperatura.
A aliaxe de Monel ten unha boa resistencia á corrosión en moitos ambientes, pero é propensa a oxidarse cando se expón á auga salgada; non pode soportar a corrosión de medios que conteñan óxido nítrico, ácido nítrico, dióxido de xofre e hipoclorito. O uso da aliaxe Monel tamén provocará corrosión electroquímica. Noutras palabras, cando os elementos de fixación de aluminio, cinc ou ferro entran en contacto coa aliaxe Monel, en determinadas condicións (como o uso en auga de mar de fluxo rápido), fixación metálica As pezas corroídaranse rapidamente.
Usos da aliaxe Monel
Aeroespacial
Na década de 1960. A aliaxe Monel gañou un gran número de pedidos no campo da construción espacial e de avións. Especialmente usado para construír a fuselaxe e a pel dos avións a reacción experimentais. Por exemplo, o X-15 norteamericano pódese usar para soportar a gran cantidade de calor xerada pola fricción aerodinámica durante un voo extremadamente rápido. A aliaxe Monel aínda pode manter a súa resistencia a temperaturas extremadamente altas, o que lle permite manter a súa estabilidade de forma a altas velocidades de voo atmosférica. Durante o mantemento da aeronave, a aliaxe Monel úsase como fío de bloqueo en zonas de alta temperatura para garantir que os fixadores estean bloqueados; por razóns económicas, os fíos de bloqueo de aceiro inoxidable adoitan usarse noutras áreas.
Extracción e refino de petróleo
Monel úsase para fabricar pezas que entran en contacto directamente con ácido fluorhídrico concentrado nunha unidade de alquilación. A extraordinaria resistencia da aliaxe Monel á corrosión do ácido fluorhídrico é sorprendente. Pode soportar todas as concentracións de ácido fluorhídrico e a temperatura pode alcanzar o punto de ebulición do ácido fluorhídrico. Este pode ser o material con mellor resistencia á corrosión entre os materiais de aliaxe de enxeñería de uso común. A aliaxe de Monel tamén pode soportar a corrosión de varios sulfuros e ácido clorhídrico nun ambiente redutor.
Enxeñaría Mariña
A resistencia á corrosión da aliaxe Monel fai que sexa un material ideal para aplicacións mariñas, como sistemas de tubaxes, eixes de bombas, válvulas de mar, liñas de pesca de arrastre e filtros de cesta. Algunhas aliaxes de Monel son completamente non magnéticas e utilízanse para fabricar cables de ancoraxe para buscaminas e carcasas para equipos de medición de campos magnéticos. Nos iates, o fío de aliaxe Monel úsase para bloquear os grilletes dos cables de ancoraxe. A aliaxe Monel tamén se usa para fabricar tanques de auga e de combustible e outros dispositivos submarinos, como eixes de hélice e parafusos da quilla.
Cómpre sinalar que debido ao problema da corrosión electroquímica (corrosión bimetálica) na auga do mar, a aliaxe Monel debe illarse doutros metais (como o aceiro) durante a construción naval. O New York Times publicou o 25 de agosto de 1915. Un artigo en "informaba sobre o accidente dun iate de 215 pés de eslora: "O primeiro iate cuxo casco foi construído enteiramente con aliaxe de Monel converteuse en fragmentos en só seis semanas e foi obrigado a desbotar”. Grazas á corrosión electroquímica, a quilla da estrutura de aceiro do iate foi rapidamente erosionada e adelgazada despois do contacto coa aliaxe Monel, o que finalmente levou ao colapso do fondo do iate. En canto á investigación de aves mariñas, especialmente á selección de materiais para o anel de identificación do pé do paxaro, o anel de identificación do pé do paxaro feito de aliaxe Monel utilizouse en moitos tipos de aves mariñas, como os albatros que viven en ambientes corrosivos de auga mariña.
Instrumento Musical
A aliaxe Monel úsase para fabricar certos pistóns ou rotores de válvulas de instrumentos musicais de alta calidade, como trompas pequenas, grandes e francesas. RotoSound utilizou a aliaxe Monel para fabricar cordas de guitarra eléctrica en 1962. Estas cordas son usadas por moitos artistas. En 2017, a compañía de cordas D'Addario (compañía de cordas D'Addario) lanzou un conxunto de produtos de cordas de violín, que tamén son cordas redondas con enrolamento de aliaxe Monel en cordas D e G.
Outros Usos
Placas de identidade feitas de aliaxe Monel (placas de identificación para soldados estadounidenses durante a Segunda Guerra Mundial)
A excelente resistencia á corrosión a varios ácidos e osíxeno fai da aliaxe Monel un material de alta calidade na industria química. Outros escenarios de uso como:
1. Enriquecemento de uranio, a maioría das conducións de gran diámetro utilizadas para o hexafluoruro de uranio están feitas de aliaxe Monel;
2. Válvula reguladora para alta presión e gas embotellado reactivo forte (como HCl);
3. A principios do século XX, a aliaxe Monel foi amplamente utilizada no sistema de vapor superquecido dos xeradores de vapor;
4. A aliaxe de monel tamén se usa a miúdo para facer pías de cociña e monturas de lentes;
5. A cámara de combustión utilizada para facer o tubo de ignición da caldeira;
6. A vida útil do deseño do Reloxo de Long Now é de 10.000 anos. Partindo da premisa de que non se usan metais preciosos, algunhas partes do reloxo están feitas de material de aliaxe Monel en función da preocupación pola resistencia á corrosión.
Hora de publicación: 19-mai-2021