Slitina Monel je slitina na bázi Ni, jejím hlavním chemickým složením je nikl (Ni), nejvyšší obsah je až 67 %, dalším hlavním chemickým složením je měď (Cu) a obsahuje také malé množství železa (Fe) , mangan (Mn) a uhlík (C), křemík (Si) a další prvky.
Pevnost slitiny Monel je vyšší než u čistého niklu a odolá korozi různých médií, včetně rychle tekoucí mořské vody. Metody zpracování slitiny Monel zahrnují zpracování za tepla, zpracování za studena, obrábění a svařování.
V roce 1901 vytvořil Robert Crooks Stanley, metalurg v International Nickel Company (INCO), slitinu Monel.
Zdroj názvu slitiny Monel je založen na informacích, které mají vzdát hold tehdejšímu předsedovi společnosti Ambrose Monell (Ambrose Monell). Později pan Stanley také působil jako předseda International Nickel Corporation. Slitina Monel získala patent v roce 1906.
Slitina Monel je drahá slitina, jejíž cena je 5-10krát vyšší než cena čisté mědi a čistého niklu. Proto se používá pouze v aplikacích, kde jej nelze nahradit levnými alternativami.
Chemické složení a mechanické vlastnosti slitiny Monel 400 (N0440):
Chemické složení slitiny Monel 400 (%) | ||||||||
| C ≤ | Si ≤ | Mn ≤ | P ≤ | S ≤ | Cr ≥ | Ni ≥ | Po ≥ | Cu ≤ |
| 0,3 | 0,5 | 2 | - | 0,024 | - | 63 | - | 28,0-34,0 |
| Ostatní | N ≤ | A l≤ | Ti ≤ | F e≤ | Co ≤ | V ≤ | W ≤ | Nb ≤ |
| - | - | - | 2.5 | - | - | - | - | |
1. Slitina Monel 400 (N04400) pevnost v tahu: σb ≥ 450 Mpa.
2. Mez kluzu slitiny Monel 400 (N04400): σb ≥ 170 Mpa.
3. Tažnost slitiny Monel 400 (N04400): δ ≥ 30 %.
Vlastnosti Monel Alloy
Monel slitina je pevná roztoková binární slitina. Vzhledem k tomu, že Ni a Cu jsou vzájemně rozpuštěny, jedná se také o jednofázovou slitinu. Ve srovnání s ocelí je obrábění slitiny Monel obtížné, zejména kvůli jejímu rychlému mechanickému zpevnění. Vyžaduje soustružení při nízkých rychlostech a nízkých posuvech.
Hustota slitiny Monel 400 je 8,80 g/cm3, rozsah teplot tání je 1300~1350 °C, vodivost je asi 34 % IACS (IACS odkazuje na mezinárodní standardní vodivost žíhané mědi) a hodnota žíhané tvrdosti je 65 HRB. Slitina Monel 400 je dobře známá svou houževnatostí a dokáže si tuto houževnatost udržet ve značném teplotním rozsahu.
Dokáže odolat korozi různých kyselin a louhů a některé slitiny Monel dokonce vydrží hoření čistého kyslíku. Obvykle se používá ve vysoce korozivním prostředí. Slitina Monel K-500 vytvořená po přidání malého množství hliníku (Al) a titanu (Ti) má stejnou odolnost proti korozi jako slitina Monel 400, ale vyšší pevnost, což je způsobeno hlavně tvorbou γ'fáze během ošetření stárnutím. Za normálních okolností je slitina Monel mnohem dražší než nerezová ocel.
Slitina Monel 400 si také dokáže udržet vynikající mechanické vlastnosti pod nulou. Pevnost a tvrdost se sice zvýší, ale plasticita či houževnatost se sníží jen nepatrně. I když je ochlazena v kapalném vodíku, slitina nepodléhá přechodu z tvárnosti a křehkosti. Toto je nejvýznamnější rozdíl mezi slitinou Monel a materiály ze železných kovů (ocel a železo) s křehkostí při nízkých teplotách.
Monel slitina má dobrou odolnost proti korozi v mnoha prostředích, ale je náchylná ke korozi, když je vystavena slané vodě; nemůže odolat korozi médií obsahujících oxid dusnatý, kyselinu dusičnou, oxid siřičitý a chlornan. Použití slitiny Monel také způsobí elektrochemickou korozi. Jinými slovy, když se spojovací prvky vyrobené z hliníku, zinku nebo železa dostanou do kontaktu se slitinou Monel, za určitých podmínek (jako je použití v rychle tekoucí mořské vodě), kovové upevnění Součásti rychle zkorodují.
Použití slitiny Monel
Aerospace
V 60. letech 20. století. Slitina Monel získala velké množství zakázek v oblasti konstrukce vesmíru a letadel. Používá se zejména pro stavbu trupu a pláště experimentálních proudových letadel. Například North American X-15 může být použit k tomu, aby vydržel velké množství tepla generovaného aerodynamickým třením během extrémně rychlého letu. Slitina Monel si stále může zachovat svou pevnost při extrémně vysokých teplotách, což jí umožňuje zachovat tvarovou stálost při vysokých rychlostech atmosférického letu. Během údržby letadla se slitina Monel používá jako zámkový drát v oblastech s vysokou teplotou, aby bylo zajištěno, že jsou upevňovací prvky uzamčeny; z ekonomických důvodů se v jiných oblastech obvykle používají zámkové dráty z nerezové oceli.
Těžba a rafinace ropy
Monel se používá k výrobě dílů, které jsou v přímém kontaktu s koncentrovanou kyselinou fluorovodíkovou v alkylační jednotce. Mimořádná odolnost slitiny Monel vůči korozi kyselinou fluorovodíkovou je úžasná. Může odolat všem koncentracím kyseliny fluorovodíkové a teplota může dosáhnout bodu varu kyseliny fluorovodíkové. To může být materiál s nejlepší odolností proti korozi mezi běžně používanými konstrukčními slitinovými materiály. Monel slitina může také odolat korozi různých sulfidů a kyseliny chlorovodíkové v redukčním prostředí.
námořní inženýrství
Odolnost slitiny Monel proti korozi z ní činí ideální materiál pro námořní aplikace, jako jsou potrubní systémy, hřídele čerpadel, mořské ventily, rybářské vlasce a košíkové filtry. Některé slitiny Monel jsou zcela nemagnetické a používají se k výrobě kotevních kabelů pro minolovky a krytů pro zařízení pro měření magnetického pole. Na jachtách se drát ze slitiny Monel používá k uzamčení třmenů kotevních kabelů. Slitina Monel se také používá k výrobě vodních nádrží a palivových nádrží a dalších podvodních zařízení, jako jsou vrtulové hřídele a kýlové šrouby.
Je třeba poznamenat, že kvůli problému elektrochemické koroze (bimetalická koroze) v mořské vodě musí být slitina Monel během stavby lodí izolována od jiných kovů (jako je ocel). The New York Times publikoval 25. srpna 1915. Článek v “popsal nehodu 215 stop dlouhé jachty: “První jachta, jejíž trup byl vyroben výhradně ze slitiny Monel, byla přeměněna na úlomky během pouhých šesti týdnů a byla nuceni sešrotovat“. Díky elektrochemické korozi byl kýl ocelové konstrukce jachty po kontaktu se slitinou Monel rychle erodován a ztenčen, což nakonec vedlo ke zhroucení dna jachty. Z hlediska výzkumu mořských ptáků, zejména výběru materiálů pro identifikační kroužek ptačí nohy, byl identifikační kroužek ptačí nohy vyrobený ze slitiny Monel použit u mnoha druhů mořských ptáků, jako je například albatros žijící v korozivním prostředí mořské vody.
Hudební nástroj
Slitina Monel se používá k výrobě určitých vysoce kvalitních pístů nebo rotorů ventilů hudebních nástrojů, jako jsou malé, velké a lesní rohy. Společnost RotoSound použila slitinu Monel k výrobě strun pro elektrickou kytaru v roce 1962. Tyto struny používá mnoho umělců. V roce 2017 společnost D'Addario string company (D'Addario string company) vydala sadu produktů pro houslové struny, což jsou rovněž kulaté struny se slitinou Monel navinuté na strunách D a G.
Další použití
Identifikační známky vyrobené ze slitiny Monel (psí známky pro americké vojáky během druhé světové války)
Vynikající odolnost proti korozi vůči různým kyselinám a kyslíku dělá ze slitiny Monel vysoce kvalitní materiál v chemickém průmyslu. Další scénáře použití, například:
1. Obohacování uranu, většina potrubí velkého průměru používaných pro hexafluorid uranu je vyrobena ze slitiny Monel;
2. Regulační ventil pro vysokotlaký a silně reaktivní plyn v lahvích (jako je HCl);
3. Na počátku dvacátého století byla slitina Monel široce používána v systému přehřáté páry v parogenerátorech;
4. Slitina Monel se také často používá k výrobě kuchyňských dřezů a brýlových obrub;
5. Spalovací komora použitá k výrobě zapalovací trubky kotle;
6. Designová životnost hodin dlouhého dne je 10 000 let. Na základě předpokladu, že nejsou použity žádné drahé kovy, jsou některé části hodin vyrobeny z materiálu slitiny Monel na základě obav z odolnosti proti korozi.
Čas odeslání: 19. května 2021