بهترین ها برای شما می باشد
بهترین ها برای شما می باشد
بهترین ها برای شما می باشد
بهترین ها برای شما می باشد
معرفی آلیاژهای مونل و مشخصات آنها
مونل 400 آلیاژ نیکل–مس بوده که از طریق اعمال کارسرد (عملیاتی نظیر نورد سرد) سخت میشود. آلیاژ مورد بحث در سایر محیط های خورنده مقاومت به خوردگی عالی داشته و استحکام بالایی نیز دارد. آلیاژهای مونل به زیرگروه های مختلفی اعم از: Monel 400، Monel 401، Monel R405، Monel 450 و Monel K500تقسیم میشوند. آلیاژ Monel K500 مقاومت به خوردگی بالاتری نسبت به آلیاژ Monel 400 دارد. همچنین مقرون به صرفه بودن و تولید نسبتاً آسان در مقایسه با دیگر آلیاژهای هم رده، سبب شده است آلیاژهای Monel متمایز از دیگر آلیاژها شوند.Monel به شکلهای صفحه، ورق، تیوب و… مورد استفاده قرار میگیرند.
از مهم ترین ویژگیهای آلیاژهای مونل میتوان به موارد ذیل اشاره نمود:
-
مقاومت بسیار بالا در مقابل خوردگی، زنگ زدگی و محیط های اسیدی دارند
-
استحکام آلیاژهای مونل از اکثر فولادها بیشتر است
-
انعطافپذیری بالایی دارند
-
ضریب انبساط حرارتی کمی دارند
-
به راحتی میتواند جوشکاری شود
آنالیز ترکیب شیمیایی
ترکیب شیمیایی آلیاژ Monel 400 و 500 در جدول زیر ارائه و مقایسه شده است.
| Wt% | Wt% | Component |
|---|---|---|
| Monel 400 | Monel 500 | |
| Min. 63 | Min. 63 | Nickle+ Cobalt |
| 28-34 | 27-33 | cuprum |
| Max. 2.5 | Max. 2 | Ferrum |
| Max. 2 | Max. 1.5 | Manganese |
| Max. 0.024 | Max. 0.01 | Sulfur |
| Max. 0.5 | Max. 0.5 | Silicon |
| Max. 0.3 | Max. 0.18 | Carbon |
| - | 2.3-3.15 | Aluminum |
| - | 0.0-35.85 | Titanium |
ملاحظه میشود در آلیاژ Monel 500 آلومینیوم (Al) و تیتانیوم (Ti) نسبت به Monel 400 به ترکیب اضافه شده است که سبب افزایش استحکام خواهد شد.
خواص فیزیکی
| Alloy | Monel 400 | Monel 500 |
|---|---|---|
| density ((gr/cm3 | 8.8 | 8.47 |
| Melting Point (C) | 1350-1300 | 1350-1315 |
| Modulus of elasticity 10 | Ksi 26 | 26 ksi |
| Specific Heat (J/Kg.C) | 427 | 419 |
| Curie temperature (C) | 49-21 | -134 |
برخی از کاربردهای اصلی
تلفیق استحکام بالا و همچنین مقاومت به خوردگی مناسب، سبب شده که در صنایع مختلف از آلیاژهای مونل استفاده شود. از آلیاژ Monel 400 در محدوده وسیعی از صنایع و به خصوص ساخت تجهیزات دریایی و همچنین تجهیزات صنایع شیمیایی استفاده میشود. از مرسومترین تجهیزاتی که از جنس آلیاژ Monel ساخته میشوند میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
انواع لوله ها
ساخت مفتول و کابل مونل
پمپ ها
شفت ها
اتصالات
قطعات الکترونیکی
فنرها
تجهیزات صنایع شیمیایی
مخازن نگهداری گازوئیل و آب شیرین
مبدل های حرارتی
استانداردهای آلیاژ
Monel 400
| شکل/استاندارد | DIN | ASME | ASTM | SAE AMS |
|---|---|---|---|---|
| میله و مفتول | 17752 17754 | SB 564 | B 164 | 4675 |
| ورق و صفحه | 17750 | SB 127 | 4544 | |
| لوله | 17751 | SB 165 SB 730 | B 163 B 165 | 4574 |
| B 829 B 730 | ||||
| سیم | 17753 | --- | --- | 4730 4731 |
Monel 500
| شکل/استاندارد | DIN | ASME | ASTM | SAE AMS |
|---|---|---|---|---|
| میله و مفتول و سیم | 17754 | 1192 | B 865 | 4676 |
| ورق و صفحه | 17750 | --- | --- | --- |
| لوله | 17751 17743 | --- | --- | --- |
روش تولید
شکل دهی گرم: آلیاژ Monel 400 از اغلب فولادها نرم تر بوده و به راحتی میتواند به هر شکلی در بیاید. انتخاب محدوده دمایی مناسب جهت تغییرشکل و نورد بسیار مهم است. محدوده دمایی گزارش شده برای تغییرشکل گرم آلیاژ مونل 800 تا C ֯ 1200 گزارش شده است از این حیث محدوده دمایی کار گرم برای آلیاژ Monel وسیعتر از دیگر سوپرآلیاژها است. در کاهش ضخامت های زیاد حین فرآیند نورد گرم بهتر است فرآیند مذکور در محدوده دمایی 926 تا C ֯ 1176 انجام شود. همچنین گزارش شده است نگهداری طولانی مدت در دمای نورد مضر است.
خواص کششی
خواص کششی آلیاژ Monel 400 در جدول ارائه شده است. آلیاژ Monel 400 میتواند استحکام مناسبی را در دماهای زیر صفر درجه از خود نشان دهد که جلوتر به مقادیر آن اشاره خواهد شد. این نتایج پس از عملیات آنیل انحلالی در محدوده دمایی مشخص از آلیاژ گرفته شده است.
| نام آلیاژ | تنش تسلیم (MPa) | تنش حداکثر (MPa) | ازدیاد طول % |
|---|---|---|---|
| Monel 400 | 275-415 | 550-600 | >20 |
جدول زیر نیز خواص کششی آلیاژ Monel 500 را ارائه کرده است. آلیاژ Monel 500 قابلیت این را دارد که با عملیات رسوب سختی افزایش استحکام دهد. عملیات رسوب سختی در محدوده دمایی مشخص و زمان معین انجام میشود. بنابراین نتایج تست کشش برای آلیاژ Monel 500 پس از عملیات رسوب سختی گزارش شده است. همانطور که ملاحظه میشود آلیاژ Monel 500 استحکام بیشتری نسبت به Monel 400 دارد.
| نام آلیاژ | تنش تسلیم (MPa) | تنش حداکثر (MPa) | ازدیاد طول % |
|---|---|---|---|
| Monel 500 | >655 | >930 | >20 |
برعکس بیشتر آلیاژهای آهنی که در دماهای پایین ترد میشوند، آلیاژهای مونل حتی در دماهای پایین (در محیطهای هیدروژن مایع) نیز دچار ترد شکنندگی نمیشوند. جدول ذیل نیز نتایج خواص کششی آلیاژ Monel 400 را در دماهای پایین نشان میدهد.
| Reduction of Area,% | Elongation , % | Yield Strength (0.2% Offset), ksi | Tensile Strenght,ksi | Temperature, F | Temper |
|---|---|---|---|---|---|
| 71.0 | 19.0 | 93.70 | 103.80 | Room | Cold-Drawn |
| 70.2 | 21.8 | 100.85 | 117.45 | -110 | - |
| 72.5 | 17.3 | 93.30 | 103.40 | Room | - |
| 72.7 | 31.0 | 67.00 | 92.00 | 70 | Forged |
| 71.8 | 44.5 | 91.50 | 128.25 | -297 | - |
| 61.0 | 38.5 | 96.40 | 142.00 | -423 | - |
| 75.0 | 51.5 | 31.30 | 78.65 | 70 | Annealed |
| 73.9 | 49.5 | 49.50 | 115.25 | -297 | - |
ماشین کاری
ماشین کاری به طورکلی آلیاژهای نیکل سختی بالایی دارند یا به عبارتی ماشین کاری آنها به راحتی انجام نمیشود. ضریب هدایت حرارتی اندک نیز دلیلی بر آن است که ماشین کاری آلیاژهای نیکلی به راحتی انجام نشود. در این بخش مقایسه ای بین قابلیت ماشین کاری آلیاژ Inc 625، Inc 718 و Monel 400 انجام میشود که قابلیت ماشین کاری آنها بهتر درک شود. ملاحظه میشود که تحت شرایط یکسان برش (سرعت ابزار برش، خوراک برداری و عمق برش)، آلیاژ Monel 400 در دماهای مختلف عملکرد بهتری نسبت به دیگر آلیاژهای نیکلی نظیرInconel 625 و Inconel 718 دارد. علت آن هم وجود عناصر آلیاژی کمتر (نظیر، کروم، تنگستن، مولیبدن و…) در آلیاژ Monel 400 نسبت به دیگر آلیاژها است.
جوشکاری
آلیاژ Monel 400 را میتوان با خودش یا دیگر فلزات غیر متشابه جوشکاری نمود. برای جوشکاری تحت گاز محافظ (SMAW)، از الکترود 190 استفاده میشود. همچنین الکترودهای 141، و الکترود 112 نیز از دیگر الکترودهای پیشنهادی برای جوشکاری آلیاژ Monel 400 است. جدول زیر خواص کششی آلیاژ Monel 400 جوشکاری شده با الکترود 190 را نشان میدهد. همچنین آلیاژ Monel 500 را نیز میتوان به روش GTAW جوشکاری کرد. از فیلر Monel 60 برای جوشکاری این آلیاژ استفاده میشود. شایان ذکر است قطعات بهم جوش خورده قابلیت رسوب سخت شدن (افزایش استحکام) را ندارند، بنابراین قاعدتاً استحکام فلز پایه را ندارند. چنانچه اتصالاتی با استحکام بالا مدنظر باشد، میبایست از فیلرهایی استفاده شود که تطابق بیشتری با فلز پایه داشته باشند
| Reduction of Area,% | Elongation , % | Yield Strength (0.2% Offset), ksi | Tensile Strenght,ksi | Temperature, F |
|---|---|---|---|---|
| All-Weld Metal | ||||
| 66.4 | 41.0 | 46.65 | 74.35 | Room |
| 56.5 | 39.0 | 46.05 | 42.25 | 200 |
| 64.2 | 33.5 | 43.10 | 68.60 | 400 |
| 59.9 | 34.0 | 43.15 | 69.25 | 600 |
| 47.4 | 32.5 | 43.00 | 66.10 | 800 |
| 24.5 | 22.0 | 38.70 | 55.95 | 1000 |
