Moneli sulam on Ni-põhine sulam, selle põhiline keemiline koostis on nikkel (Ni), kõrgeim sisaldus kuni 67%, teine peamine keemiline koostis on vask (Cu) ja sisaldab ka vähesel määral rauda (Fe) , mangaan (Mn) ja süsinik (C), räni (Si) ja muud elemendid.
Moneli sulami tugevus on kõrgem kui puhtal niklil ja see talub erinevate ainete, sealhulgas kiiresti voolava merevee korrosiooni. Moneli sulami töötlemismeetodid hõlmavad kuumtöötlemist, külmtööd, töötlemist ja keevitamist.
1901. aastal lõi International Nickel Company (INCO) metallurg Robert Crooks Stanley Moneli sulami.
Moneli sulami nimetuse allikas põhineb teabel, millega avaldatakse austust ettevõtte tollasele esimehele Ambrose Monellile (Ambrose Monell). Hiljem oli hr Stanley ka International Nickel Corporationi esimees. Moneli sulamile anti patent 1906. aastal.
Moneli sulam on kallis sulam, mille hind on 5-10 korda kõrgem kui puhtal vasel ja puhtal niklil. Seetõttu kasutatakse seda ainult rakendustes, kus seda ei saa asendada odavate alternatiividega.
Sulami Monel 400 (N0440) keemiline koostis ja mehaanilised omadused:
Sulami Monel 400 keemiline koostis (%) | ||||||||
| C ≤ | Si ≤ | Mn ≤ | P ≤ | S ≤ | Cr ≥ | Ni ≥ | Mo ≥ | Cu ≤ |
| 0.3 | 0.5 | 2 | - | 0,024 | - | 63 | - | 28,0-34,0 |
| teised | N ≤ | A l≤ | Ti ≤ | F e≤ | Co ≤ | V ≤ | W ≤ | Nb ≤ |
| - | - | - | 2.5 | - | - | - | - | |
1. Monel 400 (N04400) sulami tõmbetugevus: σb ≥ 450 MPa.
2. Monel 400 (N04400) sulami voolavuspiir: σb ≥ 170 MPa.
3. Monel 400 (N04400) sulami pikenemine: δ ≥ 30%.
Moneli sulami omadused
Moneli sulam on tahke lahusega kahekomponentne sulam. Kuna Ni ja Cu on üksteises lahustunud, on see ka ühefaasiline sulam. Võrreldes terasega, on Moneli sulami töötlemine keeruline, peamiselt selle kiirete töökõvenemisomaduste tõttu. See nõuab pööramist madalatel kiirustel ja madalal etteandekiirusel.
Moneli sulami 400 tihedus on 8,80 g/cm3, sulamistemperatuuri vahemik on 1300–1350 °C, juhtivus on umbes 34% IACS (IACS viitab lõõmutatud vase rahvusvahelisele standardjuhtivusele) ja lõõmutatud kõvaduse väärtus on 65 HRB. Monel sulam 400 on tuntud oma sitkuse poolest ja suudab seda sitkust säilitada märkimisväärses temperatuurivahemikus.
See talub erinevate hapete ja leeliste korrosiooni ning mõned Moneli sulamid taluvad isegi puhast hapniku põlemist. Tavaliselt kasutatakse seda väga söövitavas keskkonnas. Pärast väikese koguse alumiiniumi (Al) ja titaani (Ti) lisamist moodustunud Moneli sulam K-500 on sama korrosioonikindlusega kui Monel sulam 400, kuid suurem tugevus, mis on peamiselt tingitud γ-faasi moodustumisest vananemistöötluse käigus. Tavaolukorras on Moneli sulam palju kallim kui roostevaba teras.
Monel sulam 400 suudab säilitada ka suurepärased mehaanilised omadused alla nulli. Kuigi tugevus ja kõvadus suurenevad, väheneb plastilisus või sitkus vaid veidi. Isegi kui seda jahutatakse vedelas vesinikus, ei toimu sulam plastilise-hapra üleminekut. See on kõige olulisem erinevus madala temperatuuriga rabedusega Moneli sulami ja mustmetalli materjalide (teras ja raud) vahel.
Moneli sulamil on paljudes keskkondades hea korrosioonikindlus, kuid soolase veega kokkupuutel on see roostevaba; see ei talu lämmastikoksiidi, lämmastikhapet, vääveldioksiidi ja hüpokloriti sisaldavate ainete korrosiooni. Moneli sulami kasutamine põhjustab ka elektrokeemilist korrosiooni. Teisisõnu, kui alumiiniumist, tsingist või rauast valmistatud kinnitusdetailid puutuvad kokku Moneli sulamiga, siis teatud tingimustel (nt kasutamine kiirevoolulises merevees) metallist kinnitus Osad korrodeeruvad kiiresti.
Moneli sulami kasutusalad
Lennundus
1960. aastatel. Moneli sulam on võitnud suure hulga tellimusi kosmose- ja lennukiehituse valdkonnas. Kasutatakse eriti eksperimentaalsete reaktiivlennukite kere ja naha ehitamiseks. Näiteks Põhja-Ameerika X-15 suudab taluda ülikiire lennu ajal aerodünaamilise hõõrdumise tõttu tekkivat suurt soojushulka. Moneli sulam suudab säilitada oma tugevust ka ülikõrgetel temperatuuridel, võimaldades tal säilitada oma kuju stabiilsust ka kõrgel atmosfäärilennukiirusel. Lennuki hoolduse ajal kasutatakse Moneli sulamit lukutraadina kõrge temperatuuriga piirkondades, et tagada kinnitusdetailide lukustamine; majanduslikel põhjustel kasutatakse roostevabast terasest lukutraate tavaliselt muudes valdkondades.
Nafta ekstraheerimine ja rafineerimine
Moneli kasutatakse kontsentreeritud vesinikfluoriidhappega vahetult kokkupuutuvate osade valmistamiseks alküülimisseadmes. Moneli sulami erakordne vastupidavus vesinikfluoriidhappe korrosioonile on hämmastav. See talub kõiki vesinikfluoriidhappe kontsentratsioone ja temperatuur võib ulatuda vesinikfluoriidhappe keemistemperatuurini. See võib olla materjal, millel on tavaliselt kasutatavate tehniliste sulamite hulgas parim korrosioonikindlus. Moneli sulam talub ka erinevate sulfiidide ja vesinikkloriidhappe korrosiooni redutseerivas keskkonnas.
Meretehnika
Moneli sulami korrosioonikindlus muudab selle ideaalseks materjaliks mererakendustes, nagu torustikud, pumbavõllid, mereventiilid, õngenöörid ja korvfiltrid. Mõned Moneli sulamid on täiesti mittemagnetilised ja neid kasutatakse miinijahtijate ankurduskaablite ja magnetvälja mõõtmisseadmete korpuste valmistamiseks. Jahtidel kasutatakse ankurduskaabli köidikute lukustamiseks Moneli sulamist traati. Monelisulamist kasutatakse ka vee- ja kütusepaakide ning muude veealuste seadmete, näiteks sõukruvide ja kiilupoltide valmistamiseks.
Tuleb märkida, et merevees esineva elektrokeemilise korrosiooni (bimetallkorrosiooni) probleemi tõttu tuleb Moneli sulam laevaehituse käigus teistest metallidest (näiteks terasest) isoleerida. Ajaleht New York Times avaldas 25. augustil 1915. Ajakirjas ” avaldatud artikkel kirjeldas 215 jala pikkuse jahi õnnetust: „Esimene jaht, mille kere oli valmistatud täielikult Moneli sulamist, muudeti vaid kuue nädalaga kildudeks ja hävis. sunnitud lammutama”. Tänu elektrokeemilisele korrosioonile oli jahi teraskonstruktsiooni kiil pärast kokkupuudet Moneli sulamiga kiiresti erodeerunud ja õhenenud, mis lõpuks viis jahi põhja kokkuvarisemiseni. Merelindude uurimisel, eriti linnujala identifitseerimisrõnga materjalide valikul, on Moneli sulamist valmistatud linnujala identifitseerimisrõngast kasutatud mitmesugustel merelindudel, näiteks albatrossil, kes elab söövitavas mereveekeskkonnas.
Muusikainstrument
Moneli sulamit kasutatakse teatud kvaliteetsete muusikariistade klapikolbide või rootorite, näiteks väikeste, suurte ja sarvede valmistamiseks. RotoSound kasutas 1962. aastal elektrikitarri keelte valmistamiseks Moneli sulamit. Neid keeli kasutavad paljud artistid. 2017. aastal andis D'Addario keelpillifirma (D'Addario keelpillifirma) välja komplekti viiulikeelte tooteid, mis on ühtlasi D- ja G-keeltele keritud Moneli sulamist ümarkeeled.
Muud kasutusalad
Moneli sulamist identifitseerimissildid (Teise maailmasõja ajal Ameerika sõdurite koerasildid)
Suurepärane korrosioonikindlus erinevatele hapetele ja hapnikule teeb Moneli sulamist keemiatööstuses kvaliteetse materjali. Muud kasutusstsenaariumid, näiteks:
1. Uraani rikastamine, enamik uraanheksafluoriidi jaoks kasutatavaid suure läbimõõduga torujuhtmeid on valmistatud Moneli sulamist;
2. Kõrgsurve ja tugeva reaktiivse pudeligaasi (nt HCl) reguleerimisventiil;
3. Kahekümnenda sajandi alguses kasutati aurugeneraatorikomplektide ülekuumendatud aurusüsteemis laialdaselt Moneli sulamit;
4. Moneli sulamit kasutatakse sageli ka köögivalamute ja prilliraamide valmistamiseks;
5. Katla süütetoru valmistamiseks kasutatav põlemiskamber;
6. Clock of Long Now projekteeritud eluiga on 10 000 aastat. Eeldusel, et väärismetalle ei kasutata, on mõned kella osad valmistatud Moneli sulamist, lähtudes murest korrosioonikindluse pärast.
Postitusaeg: 19. mai-2021