Monel 400 è una lega di nichel-rame resistente alla corrosione in molti ambienti. È costituito da due solidi cristallini che formano un singolo nuovo solido.
Monel nasce da un'idea di Robert Crooks Stanley della International Nickel Company. Brevettato nel 1906, è stato nominato per il presidente della società, Ambrose Monell. La seconda "L" è stata rimossa dal nome del metallo perché non era possibile brevettare il nome di una persona in quel momento.
Panoramica
Esistono diverse varianti di leghe Monel, a partire da Monel 400, che contiene almeno il 63% di nichel, tra il 29% e il 34% di rame, tra il 2% e il 2,5% di ferro e tra l'1,5% e il 2% di manganese. Monel 405 non aggiunge più dello 0,5% di silicio e Monel K-500 aggiunge tra il 2,3% e il 3,15% di alluminio e tra lo 0,35% e lo 0,85% di titanio. Queste e altre varianti sono tutte apprezzate per la loro resistenza agli attacchi di acidi e alcali, nonché per la loro elevata resistenza meccanica e buona duttilità.
Monel 400 contiene la stessa quantità di nichel e rame che si trova in un minerale di nichel presente in Ontario, in Canada. Ha un'alta resistenza e può essere indurito solo da
lavorazione a freddo. A causa della sua resistenza al deterioramento, Monel 400 viene spesso utilizzato in parti presenti in ambienti marini e chimici.Sebbene sia un metallo molto utile, è proibitivo in molte applicazioni. Monel 400 costa da 5 a 10 volte più del normale nichel o rame.
Di conseguenza, viene usato raramente e solo quando nessun altro metallo può fare lo stesso lavoro. Ad esempio, Monel 400 è una delle poche leghe che mantiene la sua resistenza a temperature inferiori allo zero, quindi viene utilizzata in tali circostanze.
costruzione
Secondo Azom.com, le tecniche di lavorazione utilizzate per le leghe di ferro possono essere utilizzate per Monel 400, sebbene sia difficile perché indurisce durante il processo.
Se l'obiettivo è l'indurimento di Monel 400, l'unica opzione è la lavorazione a freddo, utilizzando materiali per stampi morbidi. Attraverso la lavorazione a freddo, viene utilizzato lo stress meccanico anziché il calore per modificare la forma del metallo.
Azom.com consiglia la saldatura ad arco di gas, saldatura ad arco di metallo, saldatura ad arco di gas-metallo e saldatura ad arco sommerso per Monel 400. Quando si lavora a caldo Monel 400, le temperature dovrebbero variare da 648-1.176 gradi Celsius (1.200-2.150 gradi Fahrenheit). Può essere ricotto a 926 gradi Celsius (1.700 gradi Fahrenheit).
applicazioni
A causa della sua resistenza agli acidi, agli alcali, all'acqua di mare e altro, Monel 400 viene spesso utilizzato in applicazioni in cui la corrosione potrebbe rappresentare un problema. Secondo Azom.com, questo include ambienti marini in cui sono necessari dispositivi, valvole, pompe e sistemi di tubazioni.
Altre applicazioni a volte includono impianti chimici, compresi ambienti che usano acido solforico e acido fluoridrico.
Un'altra area in cui Monel 400 è popolare è l'industria degli occhiali. È tra i materiali più popolari in uso per i telai, in particolare per i componenti lungo le tempie e sopra il ponte del naso. Secondo Eyecare Business, la combinazione di resistenza e resistenza alla corrosione lo rende utile per i telai.
Uno svantaggio, tuttavia, è che è difficile da modellare, limitando la sua utilità per alcuni fotogrammi.
svantaggi
Sebbene prezioso in molte applicazioni, Monel 400 non è perfetto. Resistente alla corrosione in molti modi, non può resistere a ossido nitrico, acido nitroso, anidride solforosa e ipocloriti. Pertanto, Monel 400 non dovrebbe essere utilizzato in ambienti in cui sarebbe esposto a tali elementi.
Monel 400 è anche suscettibile alla corrosione galvanica. Ciò significa che gli elementi di fissaggio in alluminio, zinco o ferro possono corrodersi rapidamente se vengono utilizzati con Monel 400.
Composizione standard di Monel 400
Principalmente nichel e rame, la composizione standard di Monel 400 comprende:
- Nichel (più cobalto): Minimo 63%
- Carbonio: massimo 0,3%
- Manganese: massimo 2,0%
- Ferro: massimo 2,5%
- Zolfo: massimo 0,024%
- Silicio: 0,5% massimo
- Rame: 29-34%
Proprietà della lega di nichel-rame Monel 400
La tabella seguente descrive le proprietà di Monel 400.
Rispetto ad altri metalli simili, è insolitamente forte e resistente alla corrosione.
| Proprietà | Valore (sistema metrico) | Valore (imperiale) |
|---|---|---|
| Densità | 8.80*103 kg / m3 | 549 libbre / piedi3 |
| Modulo di elasticità | 179 GPa | 26.000 ksi |
| Espansione termica (20 ° C) | 13.9*10-6º C-1 | 7.7*10-6 a / (a * ° F) |
| Capacità termica specifica | 427 J / (kg * K) | 0,102 BTU / (lb * ºF) |
| Conduttività termica | 21,8 W / (m * K) | 151 BTU * in / (hr * ft2* ° F) |
| Resistività elettrica | 54.7*10-8 Ohm * m | 54.7*10-6 Ohm * cm |
| Resistenza alla trazione (ricotto) | 550 MPa | 79.800 psi |
| Resa di snervamento (ricotto) | 240 MPa | 34.800 psi |
| Allungamento | 48% | 48% |
| Temperatura di Liquidus | 1.350º C | 2.460º F |
| Temperatura di Solidus | 1.300º C | 2.370º F |
Fonti: www.substech.com, www.specialmetals.com