Monel 400 is een nikkel-koperlegering die in veel omgevingen bestand is tegen corrosie. Het bestaat uit twee kristallijne vaste stoffen die een enkele nieuwe vaste stof vormen.
Monel was het geesteskind van Robert Crooks Stanley van de International Nickel Company. Gepatenteerd in 1906, werd het genoemd naar de president van het bedrijf, Ambrose Monell. De tweede "L" werd verwijderd uit de naam van het metaal omdat het op dat moment niet mogelijk was om de naam van een persoon te patenteren.
Overzicht
Er zijn meerdere variaties van Monel-legeringen, te beginnen met Monel 400, die ten minste 63% nikkel bevat, tussen 29% en 34% koper, tussen 2% en 2,5% ijzer en tussen 1,5% en 2% mangaan. Monel 405 voegt niet meer dan 0,5% silicium toe en Monel K-500 voegt tussen 2,3% en 3,15% aluminium en tussen 0,35% en 0,85% titanium toe. Deze en andere variaties worden allemaal gewaardeerd vanwege hun weerstand tegen aantasting door zuren en alkaliën, evenals vanwege hun hoge mechanische sterkte en goede ductiliteit.
Monel 400 bevat dezelfde hoeveelheid nikkel en koper als wordt aangetroffen in een natuurlijk voorkomend nikkelerts in Ontario, Canada. Het heeft een hoge sterkte en kan alleen worden gehard door koud werken. Vanwege zijn weerstand tegen slijtage wordt Monel 400 meestal gebruikt in onderdelen die worden aangetroffen in maritieme en chemische omgevingen.
Hoewel het een zeer nuttig metaal is, is het in de meeste toepassingen kostenbeperkend. Monel 400 kost vijf tot tien keer zoveel als gewoon nikkel of koper.
Als gevolg hiervan wordt het zelden gebruikt - en alleen wanneer geen ander metaal hetzelfde zou kunnen doen. Als voorbeeld is Monel 400 een van de weinige legeringen die zijn sterkte behoudt bij temperaturen onder nul, dus wordt het in die omstandigheden gebruikt.
Fabricage
Volgens Azom.com, bewerkingstechnieken die worden gebruikt voor ijzerlegeringen kunnen worden gebruikt voor Monel 400, hoewel dit moeilijk is omdat het tijdens het proces hard wordt.
Als het harden van Monel 400 het doel is, is koud bewerken met zachte matrijsmaterialen de enige optie. Door koudbewerking wordt mechanische spanning gebruikt in plaats van warmte om de vorm van het metaal te veranderen.
Azom.com beveelt gas-booglassen, metaal-booglassen, gas-metaal-booglassen en ondergedompeld booglassen aan voor Monel 400. Bij heet werkende Monel 400 moeten de temperaturen variëren van 648-1,176 graden Celsius (1200-2,150 graden Fahrenheit). Het kan worden gegloeid op 926 graden Celsius (1.700 graden Fahrenheit).
Toepassingen
Vanwege zijn weerstand tegen zuren, alkaliën, zeewater en meer, wordt Monel 400 vaak gebruikt in toepassingen waar corrosie een probleem kan zijn. Volgens Azom.com omvat dit maritieme omgevingen waar armaturen, kleppen, pompen en leidingsystemen nodig zijn.
Andere toepassingen omvatten soms chemische fabrieken, waaronder omgevingen die zwavelzuur en waterstoffluoride gebruiken.
Een ander gebied waar Monel 400 populair is, is de brilindustrie. Het is een van de meest populaire materialen die worden gebruikt voor frames, met name voor componenten langs de slapen en over de neusbrug. Volgens Oogzorgzaken, de combinatie van sterkte en weerstand tegen corrosie maakt het bruikbaar voor frames.
Een nadeel is echter dat het moeilijk te vormen is, waardoor het nuttig is voor sommige frames.
Nadelen
Hoewel waardevol in veel toepassingen, is Monel 400 niet perfect. Hoewel op vele manieren bestand tegen corrosie, is het niet bestand tegen stikstofoxide, salpeterzuur, zwaveldioxide en hypochlorieten. Dus Monel 400 mag niet worden gebruikt in omgevingen waar het aan die elementen zou worden blootgesteld.
Monel 400 is ook gevoelig voor galvanische corrosie. Dit betekent dat bevestigingsmiddelen van aluminium, zink of ijzer snel kunnen corroderen als ze worden gebruikt met Monel 400.
Standaard samenstelling van Monel 400
Meestal nikkel en koper, de standaard samenstelling van Monel 400 omvat:
- Nikkel (plus kobalt): Minimaal 63%
- Koolstof: maximaal 0,3%
- Mangaan: maximaal 2,0%
- IJzer: maximaal 2,5%
- Zwavel: maximaal 0,024%
- Silicium: maximaal 0,5%
- Koper: 29-34%
Eigenschappen van nikkel-koperlegering Monel 400
De volgende tabel beschrijft de eigenschappen van Monel 400.
Ten opzichte van andere vergelijkbare metalen is het ongewoon sterk en corrosiebestendig.
| Eigendom | Waarde (metrisch) | Waarde (imperiaal) |
|---|---|---|
| Dichtheid | 8.80*103 kg / m3 | 549 lb / ft3 |
| Elasticiteitsmodulus | 179 GPa | 26.000 ksi |
| Thermische uitzetting (20 ° C) | 13.9*10-6º C-1 | 7.7*10-6 in / (in * ºF) |
| Specifieke warmte capaciteit | 427 J / (kg * K) | 0,102 BTU / (lb * ºF) |
| Warmtegeleiding | 21,8 W / (m * K) | 151 BTU * in / (uur * ft2* ºF) |
| Elektrische weerstand | 54.7*10-8 Ohm * m | 54.7*10-6 Ohm * cm |
| Treksterkte (gegloeid) | 550 MPa | 79.800 psi |
| Opbrengststerkte (onthard) | 240 MPa | 34.800 psi |
| Rek | 48% | 48% |
| Liquidustemperatuur | 1.350º C | 2.460º F |
| Solidus-temperatuur | 1.300º C | 2.370º F |
Bronnen: www.substech.com, www.specialmetals.com