Monel 400 er en nikkel-kobberlegering, der er bestandig mod korrosion i mange miljøer. Det består af to krystallinske faste stoffer, der danner et enkelt nyt fast stof.
Monel var hovedbørnen til Robert Crooks Stanley fra International Nickel Company. Patenteret i 1906 blev det navngivet til selskabets præsident, Ambrose Monell. Den anden "L" blev fjernet fra navnet på metallet, fordi det ikke var muligt at patentere en persons navn på det tidspunkt.
Oversigt
Der er flere variationer af Monel-legeringer, startende med Monel 400, der indeholder mindst 63% nikkel, mellem 29% og 34% kobber, mellem 2% og 2,5% jern og mellem 1,5% og 2% mangan. Monel 405 tilføjer højst 0,5% silicium, og Monel K-500 tilsætter mellem 2,3% og 3,15% aluminium og mellem 0,35% og 0,85% titan. Disse og andre variationer er alle værdsatte for deres modstand mod angreb fra syrer og alkalier såvel som for deres høje mekaniske styrke og gode duktilitet.
Monel 400 indeholder den samme mængde nikkel og kobber, som findes i en naturligt forekommende nikkelmalm i Ontario, Canada. Det har høj styrke og kan kun hærdes med
koldt arbejde. På grund af sin modstand mod forringelse bruges Monel 400 oftest i dele, der findes i marine og kemiske miljøer.Selvom det er et meget nyttigt metal, er det omkostningsbudget i de fleste applikationer. Monel 400 koster fem til 10 gange så meget som almindeligt nikkel eller kobber.
Som et resultat bruges det sjældent - og kun når intet andet metal kunne udføre det samme job. Som et eksempel er Monel 400 en af de få legeringer, der opretholder sin styrke i temperaturer under nul, så den bruges under disse omstændigheder.
Fabrication
Ifølge Azom.com, bearbejdningsteknikker, der bruges til jernlegeringer, kan bruges til Monel 400, selvom det er vanskeligt, fordi det hærder under processen.
Hvis hærdning af Monel 400 er målet, er koldbearbejdning ved hjælp af bløde matrismaterialer den eneste mulighed. Gennem koldbearbejdning anvendes mekanisk spænding i stedet for varme til at ændre formen på metallet.
Azom.com anbefaler gasbuesvejsning, metalbuesvejsning, gas-metalbuesvejsning og nedsænket buesvejsning til Monel 400. Når varmearbejdende Monel 400 er, bør temperaturerne ligge i området 648-1.176 grader celsius (1.200-2.150 grader Fahrenheit). Det kan anneales ved 926 grader Celsius (1.700 grader Fahrenheit).
Applikationer
På grund af dets resistens over for syrer, alkalier, havvand med mere bruges Monel 400 ofte til applikationer, hvor korrosion kan være et problem. Ifølge Azom.com inkluderer dette havmiljøer, hvor inventar, ventiler, pumper og rørsystemer er nødvendige.
Andre anvendelser inkluderer undertiden kemiske planter, herunder miljøer, der bruger svovlsyre og fluoridsyre.
Et andet område, hvor Monel 400 er populært, er brilleindustrien. Det er blandt de mest populære materialer, der bruges til rammer, specifikt til komponenter langs templerne og over næsebroen. Ifølge Øjenplejevirksomhed, kombinationen af styrke og modstand mod korrosion gør det nyttigt til rammer.
En ulempe er imidlertid, at det er vanskeligt at forme, hvilket begrænser dets anvendelighed for nogle rammer.
Ulemper
Selvom det er værdifuldt i mange applikationer, er Monel 400 ikke perfekt. Mens den på mange måder er modstandsdygtig mod korrosion, kan den ikke modstå nitrogenoxid, salpetersyre, svovldioxid og hypochloritter. Så Monel 400 bør ikke bruges i miljøer, hvor det ville blive udsat for disse elementer.
Monel 400 er også modtagelig for galvanisk korrosion. Dette betyder, at aluminium, zink eller jernfastgørere hurtigt kan korrodere, hvis de bruges sammen med Monel 400.
Standard sammensætning af Monel 400
Oftest nikkel og kobber, standardsammensætningen af Monel 400 inkluderer:
- Nikkel (plus kobolt): 63% minimum
- Carbon: maksimalt 0,3%
- Mangan: 2,0% maks
- Jern: maks. 2,5%
- Svovl: 0,024% maks
- Silicium: maks. 0,5%
- Kobber: 29-34%
Egenskaber ved nikkel-kobberlegering Monel 400
Følgende tabel beskriver egenskaberne ved Monel 400.
I forhold til andre lignende metaller er det usædvanligt stærkt og korrosionsbestandigt.
| Ejendom | Værdi (metrisk) | Værdi (Imperial) |
|---|---|---|
| Massefylde | 8.80*103 kg / m3 | 549 lb / ft3 |
| Elasticitetsmodul | 179 GPa | 26.000 ksi |
| Termisk udvidelse (20ºC) | 13.9*10-6º C-1 | 7.7*10-6 i / (i * ºF) |
| Specifik varmekapacitet | 427 J / (kg * K) | 0,102 BTU / (lb * ºF) |
| Varmeledningsevne | 21,8 W / (m * K) | 151 BTU * in / (hr * ft2* ºF) |
| Elektrisk modstand | 54.7*10-8 Ohm * m | 54.7*10-6 Ohm * cm |
| Trækstyrke (annealet) | 550 MPa | 79.800 psi |
| Yield Strength (Anneals) | 240 MPa | 34.800 psi |
| forlængelse | 48% | 48% |
| Liquidus temperatur | 1.350 ° C | 2.460º F |
| Solidus temperatur | 1.300 ºC | 2.370º F |
Kilder: www.substech.com, www.specialmetals.com