Monel-seos on Ni-pohjainen seos, sen pääkemiallinen koostumus on nikkeliä (Ni), korkein pitoisuus on jopa 67%, toinen pääkemiallinen koostumus on kupari (Cu) ja sisältää myös pienen määrän rautaa (Fe) , mangaani (Mn) ja hiili (C), pii (Si) ja muut alkuaineet.
Monel-lejeeringin lujuus on korkeampi kuin puhtaan nikkelin, ja se kestää eri väliaineiden, mukaan lukien nopeasti virtaavan meriveden, korroosiota.Monel-metalliseoksen käsittelymenetelmiä ovat kuumatyöstö, kylmätyöstö, koneistus ja hitsaus.
Vuonna 1901 International Nickel Companyn (INCO) metallurgi Robert Crooks Stanley loi Monel-lejeeringin.
Monel-lejeeringin nimen lähde perustuu tietoihin, joilla osoitetaan kunnioitusta yrityksen silloiselle puheenjohtajalle Ambrose Monellille (Ambrose Monell).Myöhemmin Stanley toimi myös International Nickel Corporationin puheenjohtajana.Monel-seokselle myönnettiin patentti vuonna 1906.
Monel-seos on kallis metalliseos, jonka hinta on 5-10 kertaa puhtaan kuparin ja puhtaan nikkelin hinta.Siksi sitä käytetään vain sovelluksissa, joissa sitä ei voida korvata halvoilla vaihtoehdoilla.
Monel 400 -lejeeringin (N0440) kemiallinen koostumus ja mekaaniset ominaisuudet:
Monel 400 -lejeeringin kemiallinen koostumus (%) | ||||||||
| C ≤ | Si ≤ | Mn ≤ | P ≤ | S ≤ | Cr ≥ | Ni ≥ | Mo ≥ | Cu ≤ |
| 0.3 | 0.5 | 2 | - | 0,024 | - | 63 | - | 28,0-34,0 |
| muut | N ≤ | A l≤ | Ti ≤ | F e≤ | Co ≤ | V ≤ | W ≤ | Nb ≤ |
| - | - | - | 2.5 | - | - | - | - | |
1. Monel 400 (N04400) metalliseoksen vetolujuus: σb ≥ 450 Mpa.
2. Monel 400 (N04400) metalliseoksen myötölujuus: σb ≥ 170 Mpa.
3. Monel 400 (N04400) lejeeringin venymä: δ ≥ 30 %.
Monel-seoksen ominaisuudet
Monel-seos on kiinteä liuos binäärinen metalliseos.Koska Ni ja Cu ovat liuenneet toisiinsa, se on myös yksifaasinen metalliseos.Teräkseen verrattuna Monel-lejeeringin työstäminen on vaikeaa lähinnä sen nopeiden työstökovettuvuusominaisuuksien vuoksi.Se vaatii kääntymistä pienillä nopeuksilla ja pienillä syöttönopeuksilla.
Monel-lejeeringin 400 tiheys on 8,80 g/cm3, sulamislämpötila-alue on 1300-1350 °C, johtavuus on noin 34 % IACS (IACS viittaa hehkutetun kuparin kansainväliseen standardijohtokykyyn) ja hehkutetun kovuuden arvo on 65 HRB.Monel-seos 400 on tunnettu sitkeystään ja voi säilyttää tämän sitkeyden huomattavalla lämpötila-alueella.
Se kestää erilaisten happojen ja alkalien korroosiota, ja jotkut Monel-lejeeringit kestävät jopa puhtaan hapen palamisen.Sitä käytetään yleensä erittäin syövyttävissä ympäristöissä.Monel-seoksella K-500, joka muodostuu pienen määrän alumiinia (Al) ja titaania (Ti) lisäämisen jälkeen, on sama korroosionkestävyys kuin Monel-lejeeringillä 400, mutta suurempi lujuus, mikä johtuu pääasiassa y-faasin muodostumisesta vanhenemiskäsittelyn aikana.Normaaleissa olosuhteissa Monel-seos on paljon kalliimpaa kuin ruostumaton teräs.
Monel-seos 400 voi myös säilyttää erinomaiset mekaaniset ominaisuudet alle nollan.Vaikka lujuus ja kovuus kasvavat, plastisuus tai sitkeys heikkenee vain hieman.Vaikka se jäähdytetään nestemäisessä vedyssä, seoksessa ei tapahdu sitkeä-hauras siirtymä.Tämä on merkittävin ero Monel-lejeeringin ja rautametallimateriaalien (teräs ja rauta) välillä, joiden hauraus on alhainen.
Monel-seoksella on hyvä korroosionkestävyys monissa ympäristöissä, mutta se on altis ruostumaan altistuessaan suolavedelle;se ei kestä typpioksidia, typpihappoa, rikkidioksidia ja hypokloriittia sisältävien väliaineiden korroosiota.Monel-lejeeringin käyttö aiheuttaa myös sähkökemiallista korroosiota.Toisin sanoen, kun alumiinista, sinkistä tai raudasta valmistetut kiinnikkeet joutuvat kosketuksiin Monel-seoksen kanssa, tietyissä olosuhteissa (esim. käyttö nopeasti virtaavassa merivedessä) metallikiinnitys Osat ruostuvat nopeasti.
Monel-seoksen käyttötarkoitukset
Ilmailu
1960-luvulla.Monel-seos on saanut suuren määrän tilauksia avaruus- ja lentokoneiden rakentamisen alalla.Käytetään erityisesti kokeellisten suihkukoneiden rungon ja kuoren rakentamiseen.Esimerkiksi North American X-15:tä voidaan käyttää kestämään aerodynaamisen kitkan aiheuttamaa suurta lämpöä erittäin nopean lennon aikana.Monel-seos voi silti säilyttää lujuutensa erittäin korkeissa lämpötiloissa, mikä mahdollistaa sen muodon pysyvyyden korkeilla ilmakehän lentonopeuksilla.Lentokoneen huollon aikana Monel-seosta käytetään lukituslankaana korkeissa lämpötiloissa varmistamaan, että kiinnikkeet ovat lukittuneet;taloudellisista syistä ruostumattomasta teräksestä valmistettuja lukkolankoja käytetään yleensä muilla alueilla.
Öljyn louhinta ja jalostus
Monelista valmistetaan osia, jotka ovat suoraan kosketuksessa väkevän fluorivetyhapon kanssa alkylointiyksikössä.Monel-lejeeringin poikkeuksellinen kestävyys fluorivetyhappokorroosiota vastaan on hämmästyttävä.Se kestää kaikki fluorivetyhapon pitoisuudet, ja lämpötila voi saavuttaa fluorivetyhapon kiehumispisteen.Tämä voi olla materiaali, jolla on paras korroosionkestävyys yleisesti käytettyjen teknisten seosmateriaalien joukossa.Monel-seos kestää myös erilaisten sulfidien ja suolahapon korroosiota pelkistävässä ympäristössä.
Meritekniikka
Monel-lejeeringin korroosionkestävyys tekee siitä ihanteellisen materiaalin merisovelluksiin, kuten putkistojärjestelmiin, pumppuakseleihin, meriventtiileihin, uistelusiimiin ja korisuodattimiin.Jotkut Monel-lejeeringit ovat täysin ei-magneettisia, ja niitä käytetään miinanraivaajien ankkurikaapeleiden ja magneettikentän mittauslaitteiden koteloiden valmistukseen.Veneissä Monel-seoslankaa käytetään ankkurikaapelin kahleiden lukitsemiseen.Monel-lejeeringistä valmistetaan myös vesi- ja polttoainesäiliöitä ja muita vedenalaisia laitteita, kuten potkuriakseleita ja kölipultteja.
On huomattava, että meriveden sähkökemiallisen korroosion (bimetallikorroosion) ongelman vuoksi Monel-seos on eristettävä muista metalleista (kuten teräksestä) laivanrakennuksen aikana.The New York Times julkaisi 25. elokuuta 1915. Artikkeli "raportoi 215 jalkaa pitkän jahdin onnettomuudesta: "Ensimmäinen huvijahti, jonka runko oli rakennettu kokonaan Monel-seoksesta, muuttui sirpaleiksi vain kuudessa viikossa ja pakotettu romuttamaan".Sähkökemiallisen korroosion ansiosta jahdin teräsrakenneköli kului nopeasti ja ohensi kosketuksen jälkeen Monel-metalliseoksen kanssa, mikä johti lopulta jahdin pohjan romahtamiseen.Merilintututkimuksen, erityisesti lintujen jalan tunnistusrenkaan materiaalivalinnan kannalta Monel-seoksesta valmistettua linnunjalan tunnistusrengasta on käytetty monenlaisissa merilintuissa, kuten syövyttävässä merivesiympäristössä elävässä albatrossissa.
Musiikki-instrumentti
Monel-lejeeringistä valmistetaan tiettyjä korkealaatuisia soittimien venttiilimäntiä tai roottoreita, kuten pieniä, suuria ja ranskalaisia torvia.RotoSound käytti Monel-seosta sähkökitaran kielten valmistukseen vuonna 1962. Monet taiteilijat käyttävät näitä jousia.Vuonna 2017 D'Addario jousiyhtiö (D'Addario string company) julkaisi joukon viulun kielituotteita, jotka ovat myös pyöreäkääreisiä kieleitä, joissa on Monel-lejeeringit kierretty D- ja G-kieliin.
Muut käyttötarkoitukset
Monel-seoksesta tehdyt henkilöllisyysmerkit (koiramerkit amerikkalaisille sotilaille toisen maailmansodan aikana)
Erinomainen korroosionkestävyys eri happoja ja happea vastaan tekee Monel-seoksesta korkealaatuisen materiaalin kemianteollisuudessa.Muut käyttöskenaariot, kuten:
1. Uraanin rikastus, suurin osa uraaniheksafluoridin suurihalkaisijaisista putkistoista on valmistettu Monel-seoksesta;
2. Säätöventtiili korkealle paineelle ja vahvalle reaktiiviselle pullotetulle kaasulle (kuten HCl);
3. 1900-luvun alussa Monel-seosta käytettiin laajalti höyrygeneraattorisarjojen tulistetun höyryn järjestelmässä;
4. Monel-seosta käytetään usein myös tiskialtaiden ja silmälasien kehysten valmistukseen;
5. Polttokammio, jota käytetään kattilan sytytysputken valmistukseen;
6. Clock of Long Now -kellon suunniteltu käyttöikä on 10 000 vuotta.Olettaen, että jalometalleja ei käytetä, jotkin kellon osat on valmistettu Monel-seosmateriaalista korroosionkestävyyden vuoksi.
Postitusaika: 19.5.2021