Монел 400 Легура на база на никел

Легурата на монел е легура на база на Ni, нејзиниот главен хемиски состав е никел (Ni), најголемата содржина е до 67%, другиот главен хемиски состав е бакар (Cu), а исто така содржи мала количина на железо (Fe). , манган (Mn) и јаглерод (C), силициум (Si) и други елементи.

Јачината на легурата на Монел е поголема од онаа на чистиот никел и може да издржи корозија на различни медиуми, вклучително и морска вода што тече брзо. Методите на обработка на легура Монел вклучуваат топла работа, ладна работа, обработка и заварување.

Во 1901 година, Роберт Крукс Стенли, металург во Меѓународната компанија за никел (INCO), ја создаде легурата Монел.

Изворот на името на легура на Монел се заснова на информации за да му се оддаде почит на тогашниот претседател на компанијата Амброуз Монел (Амброуз Монел). Подоцна, г. Стенли служеше и како претседател на Меѓународната корпорација за никел. Легурата на Монел доби патент во 1906 година.

Легурата на Монел е скапа легура чија цена е 5-10 пати поголема од онаа на чистиот бакар и чистиот никел. Затоа, се користи само во апликации каде што не може да се замени со евтини алтернативи.

 

Хемиски состав и механички својства на легура Монел 400 (N0440):

 

Хемиски состав на легура Монел 400 (%)
C ≤	Si ≤	Mn ≤	P ≤	S ≤	Cr ≥	Ни ≥	Мо ≥	Cu ≤
0.3	0,5	2	-	0,024	-	63	-	28,0-34,0
Други	N ≤	A l≤	Ti ≤	F e≤	Ко ≤	V ≤	W ≤	Nb ≤
	-	-	-	2.5	-	-	-	-

1. Монел 400 (N04400) легура на цврстина на истегнување: σb ≥ 450 Mpa.
2. Монел 400 (N04400) цврстина на легура: σb ≥ 170 Mpa.
3. Монел 400 (N04400) издолжување на легура: δ ≥ 30%.

 

Својства на легура Монел

Легурата на Монел е бинарна легура со цврст раствор. Бидејќи Ni и Cu се растворени еден во друг, тој е исто така еднофазна легура. Во споредба со челикот, обработката на легура Монел е тешка, главно поради карактеристиките на брзо стврднување на работата. Потребно е вртење со мали брзини и ниски стапки на напојување.

Густината на легура Монел 400 е 8,80 g/cm3, температурниот опсег на топење е 1300 ~ 1350 °C, спроводливоста е околу 34% IACS (IACS се однесува на Меѓународниот стандарден спроводливост на варениот бакар), а вредноста на тврдоста е 65 HRB. Легурата Монел 400 е добро позната по својата цврстина и може да ја одржи оваа цврстина во значителен температурен опсег.

Може да издржи корозија на разни киселини и алкалии, а некои легури на Монел можат да издржат дури и согорување на чист кислород. Обично се користи во високо корозивни средини. Легурата Монел К-500 формирана по додавање на мала количина алуминиум (Al) и титаниум (Ti) има иста отпорност на корозија како и легурата на Монел 400, но поголема јачина, што главно се должи на формирањето γ'фаза за време на третманот на стареење. Во нормални околности, легурата на Монел е многу поскапа од нерѓосувачкиот челик.

Монел легура 400, исто така, може да одржува одлични механички својства под нулата. Иако силата и цврстината ќе се зголемат, пластичноста или цврстината само малку ќе се намалат. Дури и ако се лади во течен водород, легурата нема да претрпи дуктилно-кршлива транзиција. Ова е најзначајната разлика помеѓу легура на Монел и материјали од црни метали (челик и железо) со ниска температурна кршливост.

Легурата на монел има добра отпорност на корозија во многу средини, но е подложна на 'рѓа кога е изложена на солена вода; не може да ја издржи корозијата на медиумот што содржи азотен оксид, азотна киселина, сулфур диоксид и хипохлорит. Употребата на легура Монел исто така ќе предизвика електрохемиска корозија. Со други зборови, кога прицврстувачите направени од алуминиум, цинк или железо ќе дојдат во контакт со легура на Монел, под одредени услови (како што е употребата во морска вода што тече брзо), метално прицврстување Деловите брзо ќе се кородираат.

 

Употреба на легура Монел

Воздухопловна
Во 1960-тите. Легурата Монел има освоено голем број нарачки во областа на вселенската и изградбата на авиони. Особено се користи за изградба на трупот и кожата на експериментални млазни авиони. На пример, северноамериканскиот X-15 може да се користи за да издржи големо количество топлина генерирана од аеродинамичко триење при исклучително брз лет. Легурата на Монел сè уште може да ја одржува својата цврстина на екстремно високи температури, овозможувајќи и да ја одржува стабилноста на обликот при високи атмосферски брзини на летот. За време на одржувањето на авионот, легура Монел се користи како жица за заклучување во области со висока температура за да се осигура дека прицврстувачите се заклучени; од економски причини, жиците за заклучување од нерѓосувачки челик обично се користат во други области.

Екстракција и рафинирање на нафта
Монел се користи за правење делови кои директно допираат концентрирана флуороводоводна киселина во единица за алкилација. Извонредната отпорност на легурата на Монел на корозија на флуороводородна киселина е неверојатна. Може да ги издржи сите концентрации на флуороводородна киселина, а температурата може да достигне точка на вриење на флуороводородна киселина. Ова може да биде материјал со најдобра отпорност на корозија меѓу најчесто користените материјали од инженерска легура. Легурата на монел може да издржи и корозија на разни сулфиди и хлороводородна киселина во редуцирачка средина.

Морски инженеринг
Отпорноста на корозија на легурата Монел ја прави идеален материјал за морски апликации, како што се цевководни системи, вратила на пумпи, поморски вентили, риболовни линии за тролање и филтри за кошници. Некои легури на Монел се целосно немагнетни и се користат за правење сидро кабли за миночистачи и куќишта за опрема за мерење на магнетно поле. На јахтите, жица од легура на Монел се користи за заклучување на окови на прицврстените кабли. Легурата на монел исто така се користи за производство на резервоари за вода и резервоари за гориво и други подводни уреди, како што се вратилата на пропелерот и завртките на јазичето.

Треба да се напомене дека поради проблемот на електрохемиска корозија (биметаллична корозија) во морската вода, легурата Монел мора да биде изолирана од други метали (како челик) за време на изградбата на бродови. „Њујорк тајмс“ објавен на 25 август 1915 година. Еден напис во „известен за несреќата на јахта долга 215 метри: „Првата јахта чиј труп беше целосно изграден од легура Монел беше претворена во фрагменти за само шест недели и беше принудени на отпад“. Благодарение на електрохемиската корозија, челичната конструкција на јахтата брзо беше еродирана и разредена по контакт со легура Монел, што на крајот доведе до колапс на дното на јахтата. Во однос на истражувањето на морските птици, особено изборот на материјали за прстенот за идентификација на птичјото стапало, прстенот за идентификација на птичјото стапало направен од легура на Монел се користи во многу видови морски птици, како што се албатросот што живее во корозивни средини со морска вода.

Музички инструмент
Легурата на Монел се користи за изработка на одредени висококвалитетни клипови или ротори за вентили за музички инструменти, како што се мали, големи и француски рогови. RotoSound користеше легура на Монел за правење жици за електрична гитара во 1962 година. Овие жици ги користат многу уметници. Во 2017 година, гудачката компанија D'Addario (гудачка компанија D'Addario) објави сет производи од виолински жици, кои исто така се тркалезни жици со легура на Монел намотани на жиците D и G.

 

Други употреби
Идентификациски ознаки направени од легура на Монел (ознаки за кучиња за американски војници за време на Втората светска војна)

Одличната отпорност на корозија на различни киселини и кислород ја прави легурата на Монел висококвалитетен материјал во хемиската индустрија. Други сценарија за употреба како што се:
1. Збогатување на ураниум, повеќето од цевководите со голем дијаметар што се користат за ураниум хексафлуорид се направени од легура Монел;
2. Регулациски вентил за висок притисок и силен реактивен флаширан гас (како HCl);
3. Во почетокот на дваесеттиот век, легурата Монел беше широко користена во системот за прегреана пареа на комплетите на генератори на пареа;
4. Легурата од монел често се користи и за изработка на кујнски мијалници и рамки за очила;
5. Комората за согорување што се користи за изработка на цевката за палење на котелот;
6. Животот на дизајнот на Clock of Long Now е 10.000 години. Под претпоставка дека не се користат благородни метали, некои делови од часовникот се направени од материјал од легура на Монел, врз основа на загриженоста за отпорноста на корозија.