مقدمه
400 مونلنیکل - آلیاژ مس مشهور به استثنایی آن استمقاومت در برابر خوردگیو استحکام بالا در یک طیف درجه حرارت گسترده. این Superalloy در سال 1901 توسط شرکت بین المللی نیکل توسعه یافته و به نام رئیس جمهور شرکت Ambrose Monell نامگذاری شده است ، به یک ماده سنگ بنای سنگ در صنایع اعم از مهندسی دریایی گرفته تا فرآوری شیمیایی تبدیل شده است. ترکیب منحصر به فرد آن ، آینه ای از نسبت های سنگ معدن طبیعی موجود در سودوری ، معادن انتاریو ، ویژگی های عملکردی را ارائه می دهد که از بسیاری از مواد مهندسی شده پیشی می گیرد.
در این مقاله یک مرور کلی از مونل 400 ، جزئیات ترکیب شیمیایی آن ، خصوصیات مکانیکی و فیزیکی ، کاربردهای متنوع ، ساخت و ملاحظات قیمت بازار ارائه شده است.
400 مونلترکیب شیمیایی
مونل 400 به عنوان یک آلیاژ باینری با دونده راه حل جامد - طبقه بندی می شود که فقط از طریق سرماخوردگی می توان سخت شد. ترکیب شیمیایی آن دقیقاً برای دستیابی به خواص مشهور آن کنترل می شود.
جدول زیر ترکیب معمولی آن را تشریح می کند:
|
عنصر |
محتوا (٪) |
|
نیکل (نیکل) |
حداقل 63 ٪ (از جمله کبالت) |
|
مس (مس) |
28 - 34% |
|
آهن (آهن) |
حداکثر 2.5 ٪ |
|
منگنز (MN) |
حداکثر 2.0 ٪ |
|
سیلیکون (SI) |
حداکثر 0.5 ٪ |
|
کربن (ج) |
حداکثر 0.3 ٪ |
|
گوگرد (ها) |
0.024 ٪ حداکثر |
این ترکیب خاص منجر به مطالبی می شود که توسط چندین تعیین استاندارد شناخته شده است ، از جملهUNS N04400, Werkstoff nr . 2.4360/2.4361وتASTM B164بشر همچنین تحت مشخصاتی مانند AMS 4574 و QQ {2} N-281 پوشانده شده است.
خواص مونل 400
خصوصیات مکانیکی و فیزیکی
مونل 400 ترکیبی از قدرت ، سختی و دوام را نشان می دهد. در حالت آنیل شده ، قدرت کششی از آن را ارائه می دهد517-620 MPa (75-90 KSI)و قدرت عملکرد172-345 MPa (25-50 KSI)بشر مدول خاصیت ارتجاعی آن تقریباً است179 GPA (26،000 KSI)بشر یک مزیت اصلی آن استحفظ خصوصیات مکانیکی از دمای زیر- دمای صفر تا حدود 538 درجه (1000 درجه F)بشر بر خلاف مواد آهنی ، در دمای کرایوژنیک شکننده نمی شود. در عوض ، قدرت آن تنها با کاهش جزئی در انعطاف پذیری افزایش می یابد.
از نظر جسمی ، مونل 400 چگالی بالایی دارد8.8 گرم در سانتی متر مربع (0.318 پوند/in³)، که اجزای آن را سنگین تر از آنهایی که از فولاد ضد زنگ ساخته شده اند ، سنگین تر می کند. نقطه ذوب آن ازدرجه 1300-1350 (2370-2460 درجه F)بشر سایر خصوصیات فیزیکی قابل توجه شامل هدایت حرارتی است21.8 W/m·Kو میانگین ضریب گسترش حرارتی13.9 میکرومتر در متر درجه (20-100 درجه).
مقاومت در برابر خوردگی
ویژگی برجسته Monel 400 آن استمقاومت در برابر خوردگی عالیدر طیف گسترده ای از محیط های تهاجمی. این فوق العاده خوب درآب دریا و آب پرشور به سرعت در حال جریان است، مقاومت بالایی در برابر کاویتاسیون و فرسایش. به ویژه در برابر مقاوم استکلرید - ترک خوردگی استرس ناشی از، یک حالت خرابی مشترک برای بسیاری از فلزات دیگر.
عملکرد آن در محیط های اسیدی قابل توجه است:
مقاومت عالیبه اسیدهای هیدروفلوئوریک و هیدروکلریک ، به ویژه در شرایط هوادهی DE {{0}.
مقاومت خوببه اسیدهای گوگرد و فسفریک.
مناسب نیستبرای اسیدهای اکسید کننده مانند اسید نیتریک ، جایی که مقاومت در برابر خوردگی آن ضعیف است.
آلیاژ همچنین در بیشتر قلیایی ها ، نمک ها ، مواد آلی و قرار گرفتن در معرض جوی مقاومت می کند.
برنامه های مونل 400
خصوصیات منحصر به فرد مونل 400 آن را در صنایعی که قابلیت اطمینان در شرایط سخت مهم است ، ضروری می کند. برنامه های آن گسترده و مهم است.
مهندسی دریایی
Monel 400 یک ماده برتر برایکاربردهای دریاییبشر از آن در:
پمپ ها ، دریچه ها و سیستم های لوله کشیبرای کار با آب دریا
شفت های پروانه ، وسایل دریایی و روکشبرای ساختارهای موجود در منطقه چلپ چلوپ.
گیاهان نمک زدایی و سکوهای دریاییبه دلیل مقاومت در برابر خوردگی شور.
پردازش شیمیایی و هیدروکربن
در گیاهان شیمیایی و پالایشگاه ها ، از مونل 400 در تجهیزات استفاده می شود که دارای رسانه های خورنده است. برنامه های کلیدی شامل:
تجهیزات پردازش شیمیاییمانند راکتورها و مخازن ذخیره سازی.
مبدلهای حرارتی ، مجدداً و برج های تقطیربرای پردازش هیدروکربن ها و حلال های کلر.
پمپ ها ، شفت ها و دریچه هادست زدن به اسیدهای گوگرد و هیدروفلوئوریک.
سایر کاربردهای صنعتی
هوا و فضا: برای سیمهای ایمنی ، مجامع اگزوز و سایر مؤلفه هایی که نیاز به قابلیت اطمینان دارند تحت استرس استفاده می شود.
نفت و گاز: ایده آل برایابزارهای بازیابی چاه روغن و بخاری های آب تغذیه.
کاربردهای تخصصی: یافت شده درسازهای موسیقی ، فریم برای عینک و اجزای الکتریکی.
ساخت و ماشینکاری
کار با Monel 400 به دلیل تمایل به آن نیاز به تکنیک های خاص داردکار - به سرعت سخت می شوددر حین ماشینکاری
قابلیت تغییر: ماشین سازی دشوار است. توصیه ها شامل استفاده از سرعت آهسته ، نرخ کم خوراک و تیز ، مثبت- ke - ابزارهای زاویه ای برای غلبه بر سخت شدن کار است. درجه ماشینکاری {{4} free ، مونل 405 ، با گوگرد اضافه شده ، برای بهبود قابلیت تغییر در دسترس است.
جوش: نمایشگاه های آلیاژجوشکاری خوببا استفاده از روشهای متداول مانند GAS-} قوس تنگستن (GTAW/TIG) و گاز-} قوس فلزی (GMAW/MIG) جوش. POST-} عملیات حرارتی جوش به طور کلی غیر ضروری است ، اما تمیز کردن کامل برای جلوگیری از آلودگی بسیار مهم است.
گرم و سرد کار: کار گرم بیندرجه 648-1176 (درجه 1200-2150 درجه F)، در حالی که کار سرماخوردگی می تواند با استفاده از روشهای استاندارد انجام شود. آلیاژ تقریباً در حدود آنیل می شود926 درجه (1700 درجه F)برای تسکین استرس
ملاحظات قیمت و هزینه
به عنوان یک نیکل - superalloy مبتنی بر ، مونل 400 یک استPremium - مواد قیمتبشر هزینه آن به طور قابل توجهی بالاتر از فولادهای ضد زنگ معمول مانند 304 یا 316 است ، اغلبشش تا هشت برابر گرانتربشر نشانه های قیمت فعلی در حدود است50 دلار در هر کیلوگرم.هزینه بالا به قیمت نیکل و پردازش پیچیده مورد نیاز نسبت داده می شود. با این حال ، آنعمر طولانی مدت ، کاهش نیازهای نگهداری و قابلیت اطمینان در برنامه های مهمغالباً آن را به یک هزینه - انتخاب موثر در طولانی مدت تبدیل کنید و سرمایه گذاری اولیه را توجیه کنید.
پایان
مونل 400 بیش از یک قرن پس از اختراع آن یک ماده مهم در چشم انداز مهندسی است. منحصر به فردنیکل - ترکیب مستعادل استثنایی ازمقاومت بالا ، سختی و مقاومت در برابر خوردگی برجستهدر محیط های خواستار ، به ویژه در صنایع فرآوری دریایی و شیمیایی. در حالی که آنهزینه اولیه بالا و ماشینکاری چالش برانگیزعواملی هستند که باید در نظر بگیرند ، عملکرد ، دوام و طول عمر آن ارزش قابل توجهی را در برنامه هایی ارائه می دهد که در آن خرابی گزینه ای نیست. از آنجا که صنایع در محیط های فشار به طور فزاینده ای خورنده و بالا {1} فعالیت می کنند ، ارتباط مواد قوی مانند Monel 400 برای تحمل است.
