Die Monel-Legierung ist eine Legierung auf Ni-Basis, ihre chemische Hauptzusammensetzung ist Nickel (Ni), der höchste Gehalt beträgt bis zu 67%, die andere chemische Hauptzusammensetzung ist Kupfer (Cu) und enthält auch eine kleine Menge Eisen (Fe). , Mangan (Mn) und Kohlenstoff (C), Silizium (Si) und andere Elemente.
Die Festigkeit der Monel-Legierung ist höher als die von reinem Nickel und widersteht der Korrosion verschiedener Medien, einschließlich schnell fließendem Meerwasser.Die Verarbeitungsmethoden der Monel-Legierung umfassen Warmumformung, Kaltumformung, Bearbeitung und Schweißen.
1901 schuf Robert Crooks Stanley, ein Metallurge bei der International Nickel Company (INCO), die Monel-Legierung.
Die Quelle des Monel-Legierungsnamens basiert auf Informationen, die dem damaligen Vorsitzenden der Firma Ambrose Monell (Ambrose Monell) Tribut zollen.Später diente Herr Stanley auch als Vorsitzender der International Nickel Corporation.Monel-Legierung wurde 1906 ein Patent erteilt.
Die Monel-Legierung ist eine teure Legierung, deren Preis das 5- bis 10-fache von reinem Kupfer und reinem Nickel beträgt.Daher wird es nur dort eingesetzt, wo es nicht durch billige Alternativen ersetzt werden kann.
Chemische Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften von Monel 400 Alloy (N0440):
Chemische Zusammensetzung der Monel 400-Legierung (%) | ||||||||
| C ≤ | Si ≤ | Mn ≤ | P ≤ | S ≤ | Cr ≥ | Ni ≥ | Mo ≥ | Cu ≤ |
| 0,3 | 0,5 | 2 | - | 0,024 | - | 63 | - | 28.0-34.0 |
| Andere | N ≤ | Ein l ≤ | Ti ≤ | F e ≤ | Co ≤ | V ≤ | W ≤ | Nb ≤ |
| - | - | - | 2.5 | - | - | - | - | |
1. Zugfestigkeit der Legierung Monel 400 (N04400): σb ≥ 450 MPa.
2. Streckgrenze der Legierung Monel 400 (N04400): σb ≥ 170 MPa.
3. Dehnung der Legierung Monel 400 (N04400): δ ≥ 30 %.
Eigenschaften der Monel-Legierung
Die Monel-Legierung ist eine binäre Festlösungslegierung.Da Ni und Cu ineinander gelöst sind, handelt es sich ebenfalls um eine einphasige Legierung.Im Vergleich zu Stahl ist die maschinelle Bearbeitung von Monel-Legierungen schwierig, hauptsächlich aufgrund ihrer schnellen Kaltverfestigungseigenschaften.Es erfordert das Drehen mit niedrigen Drehzahlen und geringen Vorschüben.
Die Dichte der Monel-Legierung 400 beträgt 8,80 g/cm3, der Schmelztemperaturbereich 1300–1350 °C, die Leitfähigkeit etwa 34 % IACS (IACS bezieht sich auf den International Standard Conductivity of Annealed Copper) und der geglühte Härtewert beträgt 65 HRB.Monel Alloy 400 ist bekannt für seine Zähigkeit und kann diese Zähigkeit in einem beträchtlichen Temperaturbereich beibehalten.
Es kann der Korrosion durch verschiedene Säuren und Laugen standhalten, und einige Monel-Legierungen können sogar der Verbrennung mit reinem Sauerstoff standhalten.Es wird normalerweise in stark korrosiven Umgebungen eingesetzt.Monel-Legierung K-500, die nach Zugabe einer kleinen Menge Aluminium (Al) und Titan (Ti) gebildet wurde, hat die gleiche Korrosionsbeständigkeit wie Monel-Legierung 400, aber eine höhere Festigkeit, was hauptsächlich auf die Bildung der γ'-Phase während der Alterungsbehandlung zurückzuführen ist.Unter normalen Umständen ist Monel-Legierung viel teurer als Edelstahl.
Monel-Legierung 400 kann auch unter Null hervorragende mechanische Eigenschaften aufrechterhalten.Obwohl die Festigkeit und Härte zunimmt, nimmt die Plastizität oder Zähigkeit nur geringfügig ab.Selbst wenn sie in flüssigem Wasserstoff gekühlt wird, unterliegt die Legierung keinem duktil-spröden Übergang.Dies ist der bedeutendste Unterschied zwischen Monel-Legierung und eisenhaltigen Metallmaterialien (Stahl und Eisen) mit Niedertemperatursprödigkeit.
Die Monel-Legierung weist in vielen Umgebungen eine gute Korrosionsbeständigkeit auf, neigt jedoch dazu, zu rosten, wenn sie Salzwasser ausgesetzt wird.es widersteht der Korrosion von Medien, die Stickstoffmonoxid, Salpetersäure, Schwefeldioxid und Hypochlorit enthalten.Die Verwendung von Monel-Legierungen verursacht auch elektrochemische Korrosion.Mit anderen Worten, wenn Verbindungselemente aus Aluminium, Zink oder Eisen mit Monel-Legierung in Kontakt kommen, werden unter bestimmten Bedingungen (z. B. Verwendung in schnell fließendem Meerwasser) metallische Befestigungsteile schnell korrodiert.
Verwendung von Monel-Legierung
Luft- und Raumfahrt
In den 1960ern.Monel-Legierung hat eine große Anzahl von Aufträgen im Bereich des Weltraum- und Flugzeugbaus erhalten.Besonders verwendet, um den Rumpf und die Außenhaut von experimentellen Düsenflugzeugen zu bauen.Beispielsweise kann die North American X-15 verwendet werden, um der großen Hitze zu widerstehen, die durch aerodynamische Reibung bei extrem schnellen Flügen entsteht.Die Monel-Legierung kann ihre Festigkeit auch bei extrem hohen Temperaturen beibehalten, wodurch sie ihre Formstabilität bei hohen atmosphärischen Fluggeschwindigkeiten beibehält.Während der Flugzeugwartung wird Monel-Legierung als Sicherungsdraht in Hochtemperaturbereichen verwendet, um sicherzustellen, dass die Befestigungselemente verriegelt sind.aus wirtschaftlichen gründen werden in anderen bereichen meist edelstahl-sicherungsdrähte eingesetzt.
Ölgewinnung und Raffination
Monel wird zur Herstellung von Teilen verwendet, die in einer Alkylierungseinheit direkt mit konzentrierter Flusssäure in Kontakt kommen.Die außergewöhnliche Beständigkeit der Monel-Legierung gegenüber Flusssäurekorrosion ist erstaunlich.Es kann allen Konzentrationen von Flusssäure standhalten, und die Temperatur kann den Siedepunkt von Flusssäure erreichen.Dies kann das Material mit der besten Korrosionsbeständigkeit unter den üblicherweise verwendeten technischen Legierungsmaterialien sein.Die Monel-Legierung kann auch der Korrosion verschiedener Sulfide und Salzsäure in einer reduzierenden Umgebung widerstehen.
Schiffstechnik
Die Korrosionsbeständigkeit der Monel-Legierung macht sie zu einem idealen Material für Schiffsanwendungen, wie z. B. Rohrleitungssysteme, Pumpenwellen, Seeventile, Schleppangelschnüre und Korbfilter.Einige Monel-Legierungen sind völlig unmagnetisch und werden zur Herstellung von Ankerkabeln für Minensuchboote und Gehäuse für Magnetfeldmessgeräte verwendet.Auf Yachten wird Monel-Legierungsdraht verwendet, um Ankerkabelschäkel zu verriegeln.Die Monel-Legierung wird auch zur Herstellung von Wassertanks und Kraftstofftanks und anderen Unterwassergeräten wie Propellerwellen und Kielbolzen verwendet.
Es ist zu beachten, dass aufgrund des Problems der elektrochemischen Korrosion (Bimetallkorrosion) im Meerwasser die Monel-Legierung während des Schiffsbaus von anderen Metallen (z. B. Stahl) isoliert werden muss.Die New York Times veröffentlichte am 25. August 1915. Ein Artikel in “berichtete über den Unfall einer 215 Fuß langen Yacht: „Die erste Yacht, deren Rumpf vollständig aus Monel-Legierung gebaut war, wurde in nur sechs Wochen in Fragmente verwandelt und wurde gezwungen zu verschrotten“.Dank elektrochemischer Korrosion wurde der Stahlstrukturkiel der Yacht nach dem Kontakt mit der Monel-Legierung schnell erodiert und verdünnt, was schließlich zum Einsturz des Yachtbodens führte.In Bezug auf die Seevogelforschung, insbesondere die Auswahl von Materialien für den Vogelfuß-Identifikationsring, wurde der Vogelfuß-Identifikationsring aus einer Monel-Legierung bei vielen Arten von Seevögeln verwendet, wie z. B. Albatrossen, die in korrosiven Meerwasserumgebungen leben.
Musikinstrument
Die Monel-Legierung wird zur Herstellung bestimmter hochwertiger Ventilkolben oder Rotoren für Musikinstrumente wie kleine, große und Waldhörner verwendet.RotoSound verwendete 1962 die Monel-Legierung zur Herstellung von Saiten für E-Gitarren. Diese Saiten werden von vielen Künstlern verwendet.Im Jahr 2017 veröffentlichte die D'Addario-Saitenfirma (D'Addario-Saitenfirma) eine Reihe von Geigensaitenprodukten, bei denen es sich auch um rundgewickelte Saiten mit Monel-Legierung handelt, die auf D- und G-Saiten gewickelt sind.
Andere Verwendungen
Erkennungsmarken aus Monel-Legierung (Erkennungsmarken für amerikanische Soldaten während des Zweiten Weltkriegs)
Die hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegenüber verschiedenen Säuren und Sauerstoff macht die Monel-Legierung zu einem hochwertigen Material in der chemischen Industrie.Andere Nutzungsszenarien wie:
1. Urananreicherung, die meisten Pipelines mit großem Durchmesser, die für Uranhexafluorid verwendet werden, bestehen aus einer Monel-Legierung;
2. Regulierventil für Hochdruck und stark reaktives Flaschengas (z. B. HCl);
3. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde die Monel-Legierung häufig im Heißdampfsystem von Dampfgeneratoren verwendet.
4. Monel-Legierung wird auch oft zur Herstellung von Küchenspülen und Brillengestellen verwendet;
5. Die Brennkammer, aus der das Zündrohr des Kessels hergestellt wird;
6. Die geplante Lebensdauer der Uhr von Long Now beträgt 10.000 Jahre.Unter der Prämisse, dass keine Edelmetalle verwendet werden, sind einige Teile der Uhr aus Gründen der Korrosionsbeständigkeit aus Monel-Legierungsmaterial hergestellt.
Postzeit: 19. Mai 2021