Monel 400 عبارة عن سبيكة من النيكل والنحاس مقاومة للتآكل في العديد من البيئات. يتكون من مادتين صلبتين بلوريتين تشكلان مادة صلبة جديدة واحدة.
كان مونيل من بنات أفكار روبرت كروكس ستانلي من شركة النيكل الدولية. براءة اختراع في عام 1906 ، تم تسميته لرئيس الشركة ، أمبروز مونيل. تمت إزالة الحرف "L" الثاني من اسم المعدن لأنه لم يكن من الممكن تسجيل براءة اختراع اسم الشخص في ذلك الوقت.
نظرة عامة
هناك العديد من الاختلافات في سبائك Monel ، بدءًا من Monel 400 ، والتي تحتوي على 63٪ على الأقل من النيكل ، وبين 29٪ و 34٪ من النحاس ، وبين 2٪ و 2.5٪ من الحديد ، وبين 1.5٪ و 2٪ منجنيز. لا يضيف Monel 405 أكثر من 0.5٪ من السليكون ، ويضيف Monel K-500 ما بين 2.3٪ و 3.15٪ من الألمنيوم وبين 0.35٪ و 0.85٪ تيتانيوم. يتم تقييم جميع هذه الاختلافات وغيرها لمقاومتها للهجوم من الأحماض والقلويات ، وكذلك لقوتها الميكانيكية العالية والليونة الجيدة.
يحتوي Monel 400 على نفس كمية النيكل والنحاس الموجودة في خام النيكل الطبيعي في أونتاريو ، كندا. لديها قوة عالية ويمكن أن تصلب فقط من قبل العمل الباردة. بسبب مقاومته للتدهور ، يستخدم Monel 400 غالبًا في الأجزاء الموجودة في البيئات البحرية والكيميائية.
في حين أنه معدن مفيد للغاية ، إلا أنه باهظ التكلفة في معظم التطبيقات. يكلف Monel 400 خمسة إلى عشرة أضعاف تكلفة النيكل العادي أو النحاس.
نتيجة لذلك ، يتم استخدامه نادراً - وفقط عندما لا يستطيع أي معدن آخر القيام بنفس المهمة. على سبيل المثال ، Monel 400 هو أحد السبائك القليلة التي تحافظ على قوتها في درجات حرارة دون الصفر ، لذلك يتم استخدامها في تلك الظروف.
تلفيق
بالنسبة الى Azom.com، يمكن استخدام تقنيات المعالجة المستخدمة في سبائك الحديد في Monel 400 ، على الرغم من أنها صعبة لأنها تعمل بقوة أثناء العملية.
إذا كان تصلب Monel 400 هو الهدف ، فإن العمل البارد ، باستخدام مواد لينة ، هو الخيار الوحيد. من خلال العمل على البارد ، يتم استخدام الإجهاد الميكانيكي بدلاً من الحرارة لتغيير شكل المعدن.
توصي Azom.com باللحام باستخدام الغاز والقوس واللحام بالقوس المعدني واللحام بالقوس المعدني ولحام القوس المغمور لشركة Monel 400. عند ارتفاع درجة حرارة مونيل 400 ، يجب أن تتراوح درجات الحرارة بين 648-1،176 درجة مئوية (1200-2،150 درجة فهرنهايت). يمكن أن يكون صلب في 926 درجة مئوية (1700 درجة فهرنهايت).
التطبيقات
بسبب مقاومته للأحماض والقلويات ومياه البحر ، وأكثر من ذلك ، يستخدم Monel 400 غالبًا في التطبيقات التي قد يكون التآكل فيها مصدر قلق. وفقًا لموقع Azom.com ، يشمل ذلك البيئات البحرية حيث تحتاج التركيبات والصمامات والمضخات وأنظمة الأنابيب.
تتضمن التطبيقات الأخرى في بعض الأحيان مصانع كيميائية ، بما في ذلك البيئات التي تستخدم حمض الكبريتيك وحمض الهيدروفلوريك.
مجال آخر يحظى بشعبية Monel 400 هو صناعة النظارات. إنه من بين المواد الأكثر شعبية المستخدمة للإطارات ، وخاصة للمكونات على طول المعابد وعلى جسر الأنف. بالنسبة الى العناية بالبشرة الأعمالمزيج من القوة والمقاومة للتآكل يجعلها مفيدة للإطارات.
لكن العيب هو أنه من الصعب تشكيله ، مما يحد من فائدته لبعض الإطارات.
عيوب
على الرغم من أنها قيمة في العديد من التطبيقات ، إلا أن Monel 400 ليس مثاليًا. على الرغم من مقاومته للتآكل بعدة طرق ، فإنه لا يمكنه مقاومة أكسيد النيتريك وحمض النيتروز وثاني أكسيد الكبريت والهيبوكلوريت. لذلك ، لا ينبغي استخدام Monel 400 في البيئات التي يتعرض فيها لتلك العناصر.
مونيل 400 أيضا عرضة للتآكل كلفاني. هذا يعني أن مثبتات الألومنيوم أو الزنك أو الحديد يمكن أن تتآكل بسرعة إذا تم استخدامها مع Monel 400.
التكوين القياسي لـ Monel 400
معظمها من النيكل والنحاس ، التكوين القياسي لـ Monel 400 يشمل:
- النيكل (زائد الكوبالت): 63 ٪ كحد أدنى
- الكربون: 0.3 ٪ كحد أقصى
- المنغنيز: 2.0 ٪ كحد أقصى
- الحديد: 2.5 ٪ كحد أقصى
- الكبريت: 0.024 ٪ كحد أقصى
- السيليكون: 0.5 ٪ كحد أقصى
- النحاس: 29-34 ٪
خصائص سبائك النيكل والنحاس مونيل 400
يصف الجدول التالي خصائص Monel 400.
بالنسبة للمعادن المماثلة الأخرى ، فهي قوية ومقاومة للتآكل بشكل غير عادي.
| خاصية | القيمة (متري) | القيمة (الامبراطوري) |
|---|---|---|
| كثافة | 8.80*103 كجم / م3 | 549 رطل / قدم3 |
| معامل المرونة | 179 GPa | 26000 كسي |
| التمدد الحراري (20 درجة مئوية) | 13.9*10-6º C-1 | 7.7*10-6 في / (في * ºF) |
| السعة الحرارية محددة | 427 ج / (كجم * ك) | 0.102 وحدة حرارية بريطانية / (رطل * ºF) |
| توصيل حراري | 21.8 واط / (م * ك) | 151 وحدة حرارية بريطانية * في / (ساعة * قدم)2* ºF) |
| المقاومة الكهربائية | 54.7*10-8 أوم * م | 54.7*10-6 أوم * سم |
| قوة الشد (صلب) | 550 ميجا باسكال | 79800 رطل |
| قوة العائد (صلب) | 240 ميجا باسكال | 34800 رطل |
| استطالة | 48% | 48% |
| درجة حرارة السائل | 1350 درجة مئوية | 2460 درجة فهرنهايت |
| درجة حرارة Solidus | 1300 درجة مئوية | 2370 درجة فهرنهايت |
المصادر: www.substech.com ، www.specialmetals.com