A monel ötvözet vagy a monel fém vagy akár a monel ötvözetek csoportjára utal, amelyek főleg nikkelen (legfeljebb 67%) és rézen alapulnak , kis mennyiségben vasat , mangánt , szenet és szilíciumot , valamint néha titánt , alumíniumot és kén .
A leggyakoribb Monel ötvözetek Európában az 1990-es években leggyakrabban alapulnak 60 % a 70 % tömeg Ni, a 25 % és 30 % tömeg Cu, valamint a kisebb tömegű arányban Si között 2 % és 4,5 % , Mn 1,5 % és 5 % között , Fe pedig 1,5 % és 2,5 % között van .
Több mechanikailag ellenálló, mint a nikkel fém, Monel ötvözetek ellenállnak a korróziónak számos vegyi anyagok, a levegő korrózió, a tengeri korrózió, valamint a gyors áramlás, nyomás alatti tengervízben. Hideg és meleg megmunkálással, megmunkálással és hegesztéssel összekapcsolhatók. Ezek az ötvözetek, amelyek nagy ellenálló képességgel bírnak a vegyi anyagokkal szemben, elvileg alkalmasak vegyi reaktorok gyártására , hajóépítésre és elektrotechnikára, de ipari szelepekre is. A Monel számos kereskedelmi cikkben kapható, a huzaltekercsektől a különböző vastagságú lemezekig, a szűrőktől a csavarokig és alátétekig, a profiloktól a kalibrált csövekig ...
A Monel ötvözetet 1901-ben Robert Crooks Stanley vegyész tervezte , aki az International Nickel Company (INCO) munkatársa volt. A Monel 400 ötvözet egyszerű bináris ötvözet, ugyanolyan (2/3) nikkel és réz (1/3) arányban, mint ami természetesen megtalálható az ontariói Sudbury bányák nikkelércében : ezért néha természetesnek vagy tökéletesnek tekintik ötvözet, ha Ni és Cu kettős mattjának pörkölésével nyerik, majd az ötvözet finomítása és tisztítása előtt szénnel redukálják.
A Monel vagy a monel név eredetileg a vállalat elnökét, Ambrose Monnellt tiszteli. De amikor a szabadalmat 1906- ban benyújtották, el kellett hagyni az utolsó la betűt , mert a hatóságok nem engedélyezték a Belle Époque alatt bejegyzett védjegyek nyilvánvaló vezetéknevét . Ez a név immár a Special Metals Corporation csoport védjegye .
Ez egy sor drága ötvözet, amelynek egységköltségei a réz és a nikkel árának 5-10-szeresei között mozognak, ezért a felhasználás nagyon korlátozott az alapvető alkalmazásokra, ahol nem lehet kevesebb alternatívával helyettesíteni. A szénacélhoz képest a Monelből készült csövek jóval több mint háromszor drágábbak.
A Monel egy bináris szilárd oldat ötvözet . Mivel a nikkel és a réz minden arányban kölcsönösen oldódik, ezek a fémek egyetlen fázis egyesülésével képződnek.
Az acélhoz képest a monelt nagyon nehéz megmunkálni, mivel nagyon gyorsan megkeményedik, amint stressz éri. Lassú sebességgel és alacsony kapacitással kell forgatni és dolgozni. Ellenáll a kémiai korróziónak, különösen a savaknak, és egyes tűzálló ötvözetek képesek ellenállni a tűz lángjának, amelyben az oxidálószer tiszta oxigén . Általában nagyon maró környezetekben alkalmazzák. Kis mennyiségű alumínium és titán adalékok alkotják a monel K-500 ötvözeteket, amelyek ugyanolyan ellenállnak a vegyi anyagokkal szemben, de sokkal nagyobb mechanikai szilárdsággal rendelkeznek a gamma- hatás miatt, ami "gamma-fázist" eredményez, öregedéssel. A Monel általában sokkal drágább, mint a rozsdamentes acél .
A Monel 400 ötvözetek fajsúlya 8,80. Az olvadáspont -tól 1300 ° C és 1350 ° C . Az elektromos vezetőképesség körülbelül 34% IACS (a) , és lágyított állapotban, a Rockwell B keménysége van 65. Ezen túlmenően, a Monel 400 ötvözet méltó annak szívósság , amelyet fenntartunk. Hosszú hőmérséklet-tartományban. Ez a monel 400 ötvözet kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik nulla Celsius fok alatti hőmérsékleten . A nyúlással és keménységgel szembeni mechanikai ellenállás csak a rugalmasság vagy az ütésállóság enyhe romlásával növekszik . Ezek az ötvözetek még a folyékony hidrogén hőmérsékletére hűtve sem mennek át a klasszikus "képlékeny-törékeny átmeneten" . Ez figyelemre méltó különbség számos vasfém anyaggal szemben, amelyek alacsony hőmérsékleten törékenyek és törékenyek, annak ellenére, hogy megnövekedett merevségük vagy mechanikai ellenállóságuk van a megnyúlással szemben.
Az 1960-as, Monel széles körben használták, a repülőgépek, különösen a tervezés szerelvények és bevonatok kísérleti rakéta repülőgépek , mint például az X-15 , mivel a kiváló ellenállást aerodinamikai súrlódás termelő által súrlódás ipso facto nagy melegben repülés közben extrém sebességgel. A monel fém nagyon magas hőmérsékleten megőrzi jellemzőit, ami lehetővé teszi a repülőgép alakjának fenntartását repülés közben a légkör felső légkörében, nagy sebességgel, ezzel párosulva az alkatrészek tömegének ebből adódó meglehetősen nagy sűrűsége miatt. a monel ötvözet.
A monelt a biztonsági kábelezésben használják a repülőgép általános karbantartására, annak biztosítására vagy biztosítására, hogy a rögzítőelemek és rögzítőelemek ne kerülhessenek le, ha magas hőmérsékletnek vannak kitéve; egyszerű rozsdamentes huzalt takarékossági okokból másutt használnak.
A monel-fémet petrolkémiai alkilező egységekben használják , tömény fluorozott sósavval közvetlenül érintkezve . Valóban, az ötvözet kivételesen ellenáll a fluorsavnak minden koncentrációban, a forráspont felett . Ezen a ponton ez az egyik legellenállóbb ötvözet a vegyi anyagokkal szemben. A Monel ötvözet számos redukáló közegben ellenáll a kénsavnak és a sósavnak is .
Ellenáll a kémiai korrózió ideálissá teszi a technikai alkalmazások, mint a szivattyúzás egység, zárt csövek és tömlők szivattyú tengelyek, szelepek hatásának kitett tengervíz , vagy, hogy sóoldat át , szűrő kosarak, szűrő kosarak, hasznosítás sziták vagy dugó rácsok , még a trollkodó vonalak is. Egyes monellák egyáltalán nem mágnesesek, és ennek megfelelően horgonykábelként használják az aknavetők fedélzetén , a mágneses tér (ház) mérésére szolgáló háztartási berendezésekben. A szabadidős csónakázás során a monelhuzalokat használják a horgonykötelek bilincs tengelyének megfogására, a monelt általában víz- és üzemanyagtartályokhoz, valamint különféle víz alatti alkalmazásokhoz használják. Ebben a keretben használják a hajtótengelyekhez és a gerinccsavarokhoz is.
A különböző fémekkel érintkező vezető sós vízben rejlő elektrolitikus erő miatt azonban a galván mikrocellák megjelenésével felgyorsuló korrózió miatt a hajóépítésben használt monel alkatrészeket gondosan elektromosan el kell választani az elemektől. Egyéb fémeket, például acélt vagy vasat fémek. A napi New York Times a1915. augusztus 12cikket közölt egy 215 láb hosszú jachtról, "az első olyan hajóról, amelyet soha nem építettek teljes monel hajótesttel", amely az elektromos áramok és az ionos szállítás egyidejű hatására, darabokban legyengülve tört el és rontott le az alvázáról. mindössze hat hét alatt, és el kellett dobni. A monelötvözetet közvetlenül érintkező váz vagy acél váz elektrolízis hatására gyorsan romlik.
A madár bölcsen kiválaszthatja Monelt a tengeri madarak hosszú időtartamú sávozására vagy jelölésére , különösen finom fajokat vagy gyűrűket készíthet számos fajhoz, például albatroszhoz, akik állandó tengeri permetezésben vagy érintkező tengervízben élnek, és sok fémre korrozív környezetet mutatnak.
A Monel ötvözet anyaga szelepdugattyúkhoz vagy kiváló minőségű hangszerek, például trombiták , tubák és kürtök tartó részeihez , ahol kiváló kopásállósága garantálja a dugattyú és a furat közötti illesztés tartósságát (a 1/100 mm). A kiváló korrózióállóság szintén plusz, mivel a zenész nyála elég savas ahhoz, hogy más fémeket leromoljon.
A RotoSound cég 1962-ben mutatta be az elektromos basszusgitárok monellját , ezeket a fémhúrokat számos művész értékelte és választotta, köztük Steve Harris az Iron Maiden csoportból , a The Who zenészei , de Sting , John Deacon , John Paul is. Jones és a néhai Chris Squire . És mégis, a monelt már az 1930-as évek elején más vonósok vagy hangszergyártók használták, például a Gibson Guitar Corporation , amely továbbra is gyártja mandolinját, aláírta Sam Bush-t . Hasonlóképpen, a CF Martin & Company használja a monelt "Martin Rétro" akusztikus gitárhúrjaihoz . A német Pyramid húrgyártó továbbra is „Monel Classics” elektromos gitárhúrokat gyárt, kerek alapra tekerve.
A korrózióval, a savak kémiai támadásával és az oxigénnel szembeni jó ellenállása a monelt a vegyiparban választott anyaggá teszi. Ennek ellenére a maró fluorid-sókat biztonságosan el lehet helyezni egy monel készülékben vagy reaktorban; ezt a technológiát, amelyet korábban a Dupont de Nemours kémiai csoport beszállítói sajátítottak el, szisztematikusan alkalmazták az urándúsító egységekre gázdiffúzióval a híres Oak Ridge üzemben . Itt az urán-hexafluorid- gáz vezetésére szolgáló nagy átmérőjű csövek többsége monelből készült.
A csövek agresszív gázának, például hidrogén-kloridnak a szabályozására szolgáló hengeres elrendezések egy másik példa, mivel a gyakran használt PTFE már nem megfelelő megoldás, ha nagy kisülési nyomásra van szükség. Az ilyen berendezések néha tartalmaznak egy monel elosztót és szelepeket, a szabályozó mellett, amelyek lehetővé teszik, hogy használat után a szabályozót inert, száraz gázáram alatt tisztítsák a berendezés további védelme érdekében.
A korai 20 -én században , amikor a gőzgépek voltak általánosan a fő hajtóerő, Monel javasolták már lehetőség gőz túlmelegedés . A két világháború idején, Monel lett megírva, hogy lemez a katonai személyazonosító az amerikai katonák.
Monel gyakran van a konyhai kukákban és mosogatókban, és ez alkotja a szemüvegkeretet is . Hosszúkás tűzcsöves gőzkazánok égésterének védelmére is használták.
Az óra tíz évszázada épített részei, a Hosszú Most Órája, monelötvözetből készülnek, mivel a korrózióálló monel elkerüli a nemesfémek használatát.
A monelből fém van kiállítva belül Bryn Athyn katedrális , az ülés a in: General_Church_of_the_New_Jerusalem Church of New Jerusalem a Pennsylvania , különösen sok dekorációs panelek, kilincsek, stb
Monelt nem ismerik olyan luxusépületek tetőfedő anyagai, mint Pennsylvania első vasútállomása, amely valamikor New York felett tornyosult.
Az NSX Honda 1991 - 1996 Acura autót monel kulccsal szállították.
Az olajipar gyakran használ monelt sima vagy rugalmas fúrócsövek gyártásához, különösen irányított fúrásnál. A Föld mágneses terét mérő műszereket (magnetométereket vagy iránytűt) nem mágneses rudak közé helyezzük, amelyek a mérődoboz felett és alatt helyezkednek el, és amelyek elkülönítik az érzékelőket a fúróeszközök mágneses vonzerejétől. Gyakran "Monel fúrókalapácsoknak" nevezik őket, annak ellenére, hogy már nem ebből az anyagból készülnek, mivel ezeknek a fúrókalapácsoknak az első anyagaként a monelt használták. A név elakadt.
A monel a féknyergek védő és fényes bevonatú felülete texasi cowboy vagy az amerikai nyugati lovas stílusában. A Monel fémet rozsdamentes bevonatként használják az Arrow Fastener, Incorporated T50 kapcsokhoz.
Korábban a Kelvinator márkájú hűtőszekrényeknél is használták. A csecsemők hüvelykujj-felszívó készülékében, az "1930-as évek elnyomásakor" Baby Alice Thumb Guard "néven volt jelen.
| Kereskedelmi név |
ASTM / AISI
Ötvözet típusa |
UNS | % Cu | % Al | % Ti | % Fe | % Mn | %Igen | %Vagy |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Monel 400 | B 127, B 164 | N04400 | 28-34 | 2,5 max | 2,0 max | 63 perc | |||
| Monel 401 | N04401 | 28-34 | 2,5 max | 2,0 max | 63 perc | ||||
| Monel 404 | N04404 | 28-34 | 2,5 max | 2,0 max | 63 perc | ||||
| Monel K-500 | B 865 | N05500 | 27-33 | 2.3-3.15 | 0,35-0,85 | 2,0 max | 1,5 max | 63 perc | |
| Monel 405 | B 164 | N04405 | 28-34 | 2,5 max | 2,0 max | Max. 0,5 | 63 perc |
Monel 400, például Ni 0,67 Cu 0,30 Fe y Mn z, nagy mechanikai szilárdságot és kiváló korrózióállóságot mutat, erős savak és különösen lúgok támadásaival , és különösen alkalmas nagyon csökkentett környezetekhez.
Korrózióállósága általában nagyobb, mint az oxidáló közegben lévő rézé, csak nagyobb, mint a redukáló közegben lévő nikkelé. Ellenáll például a 80% -ra hígított kénsav hatásának , de semmiképpen sem a tömény kénsav hatásának, különösen levegőztetés (O 2) jelenlétében.).
Jó hajlékonysággal és jó hővezető képességgel is rendelkezik. Kemény és mechanikailag ellenálló. Megmunkálható és hegeszthető.
A Monel 400-at általában tengerészmérnöki, vegyi és petrolkémiai folyamatokban, hőcserélőkben, szelepekben és szivattyúkban használják. A következő amerikai szabványok írják le: BS 3075, 3076 NA 13, DTD 204B és ASTM B164.
A 400 monel nagy részét az alkilező egységekben használják, és pontosan a reakció azon szakaszában, amely lehetővé teszi a hidrogén-fluoridtal való érintkezéstviszonylag koncentrált. A Monel csövek képesek HF-t hordozni92% -nál nagyobb koncentráció mellett 115 ° C hőmérsékleten .
Ezt az ötvözetet kifejezetten elektromos és elektronikus alkalmazásokhoz tervezték. A 401 ötvözet könnyen hegeszthető, beleértve az autogén ív-, gáz- és volfrámelektróda (GTAW) hegesztést. Ez az ellenállási hegesztés kielégítő módszer az anyag összekapcsolására. A Monel 401 jó forrasztási tulajdonságokkal is rendelkezik . Ezt az ötvözetet az UNS N04401 amerikai szabvány sorolja fel.
Ezt az ötvözetet főleg az elektrotechnikában és az elektronikában is használják. A monel 404 ötvözet összetételét ezenkívül gondosan úgy állítják be, hogy a Curie hőmérsékletet és a mágneses permeabilitást a lehető legnagyobb mértékben csökkentsék , miközben biztosítják a jó keményforrasztási tulajdonságokat. A Monel 404 ötvözet hagyományos hegesztési technikákkal könnyen hegeszthető, kovácsolható, de nem megmunkálható. Hideg munka elvégezhető rendszeres szerszámok használatával, mielőtt könnyebb kovácsolást vagy puha öntést végezne a jobb befejezés érdekében. Ezt az ötvözetet az UNS N04404 és az ASTM F96 szabvány írja le. A Monel 404 fémet a következő alkalmazásokban használják: kupakok tranzisztorokhoz, fém / kerámia tömítés vagy fém / kerámia tömítés.
Ez az ötvözet jó fáradtságállóságot mutat és viszonylag magas hővezető képességgel rendelkezik. Ezt alkalmazzák a kondenzátorok tengervíz, a kondenzátor lemezek vagy lapok a lemezek, a desztillációs berendezés csövek, a burkolat a párologtatók és hőcserélők , csövek és vezetékek sóoldattal mossuk.
A K-500 monel kombinálja a Monel 400 ötvözetére jellemző kiváló korrózióállóságot a nagyobb szilárdság és keménység előnyeivel. Ez utóbbi tulajdonságok javítását úgy érjük el, hogy alumíniumot és titánt adunk nikkel és réz alapján, és olyan szabályozott körülmények között melegítjük, hogy a Ni 3 (Ti, Al) szubmikroszkópos részecskéikicsapódnak a mátrixon belül. A K-500 monelötvözet korrózióállósága nagyjából megegyezik a 400-as ötvözetével, azzal a különbséggel, hogy ha a fémes anyag öregedéssel megkeményedik, akkor a K-500 ötvözet sokkal élesebben hajlamos átmenni. bizonyos környezetekre vonatkozó korlátozások.
A Monel K-500 ötvözetről ismert, hogy ellenáll a kénes gázok, valamint más savas és maró gázok füstjének . Mind a nagyon alacsony korróziós arány, mind a nagyon gyors tengervízáramlás, valamint a kiváló mechanikai szilárdság együttessé teszi a K-500-at különösen a tengeri szolgálatban lévő centrifugális szivattyú tengelyekhez. A tengervízben stagnáló vagy alacsony áramlási sebességnél különféle lerakódások, különösen biofilmek okozhatják a szennyeződéseket, amelyek elkerülhetetlenül harapásoknak tűnnek, de a kezdeti és gyors támadás után a harapások megjelenése lelassul.
A K-500 ötvözet tipikus alkalmazásai: szivattyú tengelyek, turbinák és meghajtó kerekek, lehúzó lapátok és kaparók, olajkútfúró gallérok és egyéb elektronikus alkatrészek és műszerek.
A Monel R 405 a Monel 400 szabadon megmunkálható változata. Ez egy nikkel-réz ötvözet kis mennyiségű kén szabályozott hozzáadásával a fémszulfid zárványok előállításához. Ezek a keményebb zárványok "forgácstörőként" vagy "forgácsaprítóként" működnek a megmunkálás során. Az R-405 ötvözet, mint a monel 400, magas hőmérsékleten ellenáll a tengervíznek és a gőznek, valamint a sónak és a maró oldatoknak. Ez az ötvözet szilárd oldatot képez, amelyet csak hideg munkával lehet megkeményíteni. Ezt a nikkelötvözetet jó korrózióállóság, könnyű hegeszthetőség és nagy mechanikai szilárdság jellemzi. Az a tény, hogy a brakkvíz vagy a tengervíz gyors áramlása csak alacsony korróziót eredményez, a legtöbb édesvíz kiváló korrózióállóságának és nyomásrepedésének, valamint a korrozív kémiai környezetek sokféle ellenálló képességének megfigyelése igazolja ennek az ötvözetnek a széles körű alkalmazása tengeri környezetben vagy nem oxidáló klorid-oldatok alkalmazásakor. Ez az ötvözet különösen ellenálló a sósavval és a fluorsavval szemben, ha az utóbbi gázokat az aktív gáz-halmazállapotú komponensekből, például az oxigénből , eltávolítják . Magas réztartalma miatt az R-405-et kiszámíthatóan gyorsan megtámadja salétromsav és közeg, beleértve az ammóniát is .
Alloy R-405 főleg az automata csavar géppark, azaz eszterga, maró és bár esztergálás gépek , és egyéb szerszámgépek és általában nem javasolt más alkalmazásokhoz.