Монель сплаў - гэта сплаў на аснове Ni, яго асноўны хімічны склад - нікель (Ni), самае высокае ўтрыманне - да 67%, іншы асноўны хімічны склад - медзь (Cu), а таксама змяшчае невялікую колькасць жалеза (Fe) , марганец (Mn) і вуглярод (C), крэмній (Si) і іншыя элементы.
Трываласць сплаву Монель вышэй, чым у чыстага нікеля, і ён можа супрацьстаяць карозіі ў розных асяроддзях, у тым ліку ў хуткаплыннай марской вадзе.Метады апрацоўкі сплаву Монель ўключаюць гарачую апрацоўку, халодную апрацоўку, механічную апрацоўку і зварку.
У 1901 годзе Роберт Крукс Стэнлі, металург Міжнароднай нікелевай кампаніі (INCO), стварыў сплаў манель.
Крыніца назвы сплаву Monel заснавана на інфармацыі, каб аддаць даніну павагі тагачаснаму старшыні кампаніі Амброуз Монел (Ambrose Monell).Пазней г-н Стэнлі таксама займаў пасаду старшыні International Nickel Corporation.У 1906 годзе быў атрыманы патэнт на сплаў монель.
Монель сплаў - гэта дарагі сплаў, кошт якога ў 5-10 разоў даражэй чыстай медзі і чыстага нікеля.Такім чынам, ён выкарыстоўваецца толькі ў тых прыкладаннях, дзе яго нельга замяніць таннымі альтэрнатывамі.
Хімічны склад і механічныя ўласцівасці сплаву Monel 400 (N0440):
Хімічны склад сплаву Monel 400 (%) | ||||||||
| C ≤ | Si ≤ | Mn ≤ | P ≤ | S ≤ | Cr ≥ | Ni ≥ | Mo ≥ | Cu ≤ |
| 0,3 | 0,5 | 2 | - | 0,024 | - | 63 | - | 28,0-34,0 |
| Іншыя | N ≤ | A l≤ | Ti ≤ | F e≤ | Co ≤ | V ≤ | W ≤ | Nb ≤ |
| - | - | - | 2.5 | - | - | - | - | |
1. Мяжа трываласці сплаву Monel 400 (N04400): σb ≥ 450 МПа.
2. Мяжа цякучасці сплаву Monel 400 (N04400): σb ≥ 170 МПа.
3. Падаўжэнне сплаву Monel 400 (N04400): δ ≥ 30%.
Уласцівасці монель сплаву
Монель сплаў з'яўляецца цвёрдым растворам бінарнага сплаву.Паколькі Ni і Cu раствораны адзін у адным, гэта таксама аднафазны сплаў.У параўнанні са сталлю, механічная апрацоўка сплаву Монель складаная, галоўным чынам з-за яго хуткага ўмацавання.Ён патрабуе павароту на нізкіх хуткасцях і нізкай падачы.
Шчыльнасць сплаву Monel 400 складае 8,80 г/см3, дыяпазон тэмператур плаўлення складае 1300~1350 °C, праводнасць складае каля 34% IACS (IACS адносіцца да міжнароднага стандарту праводнасці апаленай медзі), а значэнне цвёрдасці отожженной медзі складае 65 HRB.Монель сплаў 400 добра вядомы сваёй трываласцю і можа падтрымліваць гэтую трываласць у значным дыяпазоне тэмператур.
Ён можа супрацьстаяць карозіі розных кіслот і шчолачаў, а некаторыя сплавы Monel могуць нават супрацьстаяць гарэнню чыстага кіслароду.Звычайна ён выкарыстоўваецца ў моцна агрэсіўных асяроддзях.Монель сплаў K-500, утвораны пасля дадання невялікай колькасці алюмінія (Al) і тытана (Ti), мае такую ж каразійную ўстойлівасць, як і манель сплаў 400, але больш высокую трываласць, што ў асноўным звязана з утварэннем γ'фазы падчас апрацоўкі старэння.У звычайных абставінах сплаў Монель каштуе значна даражэй, чым нержавеючая сталь.
Монель сплаў 400 таксама можа падтрымліваць выдатныя механічныя ўласцівасці ніжэй за нуль.Нягледзячы на тое, што трываласць і цвёрдасць павялічацца, пластычнасць або трываласць толькі нязначна зменшацца.Нават калі яго астудзіць у вадкім вадародзе, у сплаве не адбудзецца пластычна-ломкі пераход.Гэта самае істотнае адрозненне паміж сплавам Монель і матэрыяламі з чорных металаў (сталь і жалеза) з нізкатэмпературнай далікатнасцю.
Монель сплаў мае добрую ўстойлівасць да карозіі ў многіх асяроддзях, але ён схільны да іржы пры ўздзеянні салёнай вады;ён не можа супрацьстаяць карозіі асяроддзяў, якія змяшчаюць аксід азоту, азотную кіслату, дыяксід серы і гипохлорит.Выкарыстанне сплаву Monel таксама прывядзе да электрахімічнай карозіі.Іншымі словамі, калі крапежныя элементы з алюмінія, цынку або жалеза ўступаюць у кантакт са сплавам Монель, пры пэўных умовах (напрыклад, пры выкарыстанні ў хуткаплыннай марской вадзе), металічныя крапежныя дэталі хутка падвяргаюцца карозіі.
Выкарыстанне сплаву Монель
Аэракасмічная
У 1960-я гг.Монельный сплаў атрымаў вялікую колькасць заказаў у галіне касманаўтыкі і авіябудавання.Асабліва выкарыстоўваецца для пабудовы фюзеляжа і абшыўкі эксперыментальных рэактыўных самалётаў.Напрыклад, паўночнаамерыканскі X-15 можна выкарыстоўваць, каб супрацьстаяць вялікай колькасці цяпла, якое ўтвараецца аэрадынамічным трэннем падчас надзвычай хуткага палёту.Монель-сплаў усё яшчэ можа захоўваць сваю трываласць пры надзвычай высокіх тэмпературах, што дазваляе яму захоўваць стабільнасць формы пры высокіх хуткасцях палёту ў атмасферы.Падчас тэхнічнага абслугоўвання самалёта сплаў Monel выкарыстоўваецца ў якасці фіксуючага дроту ў зонах з высокай тэмпературай, каб забяспечыць фіксацыю крапежных элементаў;па эканамічных прычынах замкавыя дроты з нержавеючай сталі звычайна выкарыстоўваюцца ў іншых галінах.
Здабыча і перапрацоўка нафты
Манель выкарыстоўваецца для вытворчасці дэталяў, якія непасрэдна кантактуюць з канцэнтраванай плавікавай кіслатой у ўстаноўцы алкілавання.Надзвычайная ўстойлівасць сплаву Монель да карозіі плавікавай кіслатой дзіўная.Ён можа вытрымліваць любыя канцэнтрацыі плавікавай кіслаты, а тэмпература можа дасягаць тэмпературы кіпення плавікавай кіслаты.Гэта можа быць матэрыял з лепшай устойлівасцю да карозіі сярод звычайна выкарыстоўваных інжынерных сплаваў.Монель сплаў таксама можа супрацьстаяць карозіі розных сульфідаў і салянай кіслаты ў аднаўленчым асяроддзі.
Марская тэхніка
Каразійная ўстойлівасць сплаву Monel робіць яго ідэальным матэрыялам для марскіх прымянення, такіх як сістэмы трубаправодаў, валы помпаў, марскія клапаны, лёскі для тролінга і кошыкавыя фільтры.Некаторыя сплавы Monel цалкам немагнітныя і выкарыстоўваюцца для вырабу анкерных кабеляў для тральшчыкаў і карпусоў для абсталявання для вымярэння магнітнага поля.На яхтах дрот са сплаву Монель выкарыстоўваецца для фіксацыі кайданоў анкернага троса.Монель сплаў таксама выкарыстоўваецца для вырабу рэзервуараў для вады і паліўных бакаў і іншых падводных прылад, такіх як карданныя валы і кілевыя балты.
Варта адзначыць, што з-за праблемы электрахімічнай карозіі (біметалічнай карозіі) у марской вадзе, сплаў Monel павінен быць ізаляваны ад іншых металаў (напрыклад, сталі) падчас будаўніцтва судна.The New York Times апублікавала 25 жніўня 1915 г. Артыкул у «Паведамлялася пра аварыю яхты даўжынёй 215 футаў: «Першая яхта, корпус якой быў цалкам пабудаваны са сплаву Монель, была ператворана на фрагменты ўсяго за шэсць тыдняў і была вымушаны здаць на металалом».Дзякуючы электрахімічнай карозіі кіль сталёвай канструкцыі яхты хутка размыўся і вытанчыўся пасля кантакту са сплавам Monel, што ў выніку прывяло да абвалу дна яхты.Што тычыцца даследаванняў марскіх птушак, асабліва выбару матэрыялаў для ідэнтыфікацыйнага кольца птушынай лапкі, ідэнтыфікацыйнае кольца птушынай лапкі, вырабленае са сплаву манель, выкарыстоўвалася для многіх відаў марскіх птушак, такіх як альбатросы, якія жывуць у агрэсіўных марскіх умовах.
Музычны інструмент
Монель сплаў выкарыстоўваецца для вырабу некаторых высакаякасных поршняў клапанаў або ротараў музычных інструментаў, такіх як малыя, вялікія і валторны.У 1962 годзе кампанія RotoSound выкарыстала сплаў манель для вырабу струн для электрагітары. Гэтыя струны выкарыстоўваюцца многімі мастакамі.У 2017 годзе струнная кампанія D'Addario (D'Addario string company) выпусціла набор струн для скрыпкі, якія таксама ўяўляюць сабой круглыя струны са сплаву Monel, наматаныя на струны D і G.
Іншае выкарыстанне
Ідэнтыфікацыйныя біркі са сплаву Монель (Жыткі для сабак амерыканскіх салдат падчас Другой сусветнай вайны)
Выдатная каразійная стойкасць да розных кіслот і кіслароду робіць сплаў Монель якасным матэрыялам у хімічнай прамысловасці.Іншыя сцэнарыі выкарыстання, такія як:
1. Узбагачэнне ўрану, большасць трубаправодаў вялікага дыяметра, якія выкарыстоўваюцца для гексафтарыду ўрану, зроблены са сплаву Monel;
2. Рэгулявальны клапан для высокага ціску і моцнага рэактыўнага газу ў бутэльках (напрыклад, HCl);
3. У пачатку дваццатага стагоддзя сплаў Манель шырока выкарыстоўваўся ў сістэмах перагрэтай пары парагенератарных установак;
4. Монель сплаў таксама часта выкарыстоўваецца для вырабу кухонных ракавін і аправы для ачкоў;
5. Камера згарання, якая выкарыстоўваецца для вырабу запальнай трубкі катла;
6. Праектны тэрмін службы Гадзінніка Доўгага Цяпер складае 10 000 гадоў.Зыходзячы з таго, што не выкарыстоўваюцца каштоўныя металы, некаторыя часткі гадзінніка зроблены са сплаву манель, зыходзячы з занепакоенасці каразійнай устойлівасцю.
Час размяшчэння: 19 мая 2021 г