מונל 400 היא סגסוגת ניקל-נחושת העמידה בפני קורוזיה בסביבות רבות. זה מורכב משני מוצקים גבישיים היוצרים מוצק יחיד חדש.
מונל הייתה פרי המוח של רוברט קרוקס סטנלי מחברת הניקל הבינלאומית. פטנט בשנת 1906, הוא נקרא על שם נשיא החברה אמברוזה מונל. ה- "L" השני הוסר משם המתכת מכיוון שלא היה ניתן לרשום פטנט על שמו של אדם באותה תקופה.
סקירה כללית
ישנן וריאציות מרובות של סגסוגות מונל, החל במונל 400 המכיל לפחות 63% ניקל, בין 29% ל 34% נחושת, בין 2% ל 2.5% ברזל, ובין 1.5% ל -2% מנגן. מונל 405 מוסיפה לא יותר מ 0.5% סיליקון, ומונל K-500 מוסיפה בין 2.3% ל 3.15% אלומיניום ובין 0.35% ל 0.85% טיטניום. וריאציות אלה ואחרות מוערכות כולם כעמידותן בפני התקפה על ידי חומצות ואלקליות, כמו גם בגלל חוזקותן המכניות הגבוהות והדיכאון הטוב שלה.
מונל 400 מכיל את אותה כמות של ניקל ונחושת כמו שנמצא בעפרות ניקל באופן טבעי באונטריו, קנדה. יש לו חוזק גבוה וניתן להקשות אותו רק על ידי עובד קר. בגלל עמידותו בפני הידרדרות, מונל 400 משמש לרוב בחלקים שנמצאים בסביבות ימיות וכימיות.
למרות שמדובר במתכת שימושית מאוד, היא חסרת עלות ברוב היישומים. מונל 400 עולה פי חמישה עד עשרה מאשר ניקל או נחושת רגילים.
כתוצאה מכך משתמשים בו לעיתים רחוקות - ורק כאשר אף מתכת אחרת לא תוכל לבצע את אותה העבודה. כדוגמה, מונל 400 היא אחת הסגסוגות הבודדות ששומרת על חוזקה בטמפרטורות תת אפסיות, ולכן היא משמשת בנסיבות אלה.
ייצור
לפי Azom.comניתן להשתמש בטכניקות עיבוד המשמשות לסגסוגות ברזל עבור מונל 400, אם כי קשה מכיוון שהיא מתקשה במהלך התהליך.
אם התקשות של מונל 400 הן המטרה, עבודה קרה, שימוש בחומרים למות רכים, היא האפשרות היחידה. באמצעות עבודה קרה, משתמשים במתח מכני במקום בחום כדי לשנות את צורת המתכת.
Azom.com ממליץ על ריתוך בקשת גז, ריתוך בקשת מתכת, ריתוך בקשת גז ומתכת וריתוך קשת שקוע עבור מונל 400. כאשר מונה 400 עובד חם, הטמפרטורות צריכות לנוע בין 648-1,176 מעלות צלזיוס (1,200-2,150 מעלות פרנהייט). ניתן לביטולו בטמפרטורה של 926 מעלות צלזיוס (1,700 מעלות פרנהייט).
יישומים
בגלל עמידותו בפני חומצות, אלקליות, מי ים ועוד, מונל 400 משמש לעתים קרובות ביישומים בהם קורוזיה עשויה להוות דאגה. על פי Azom.com, זה כולל סביבות ימיות בהן יש צורך בגופי, שסתומים, משאבות ומערכות צנרת.
יישומים אחרים כוללים לפעמים מפעלים כימיים, כולל סביבות שמשתמשות בחומצה גופרתית וחומצה הידרפלואורית.
תחום נוסף בו פופולרי מונל 400 הוא ענף המשקפיים. זה בין החומרים הפופולריים ביותר המשמשים למסגרות, במיוחד לרכיבים לאורך הרקות ומעל גשר האף. לפי עסקי עיניים, השילוב של חוזק ועמידות בפני קורוזיה הופך אותו לשימושי למסגרות.
אולם החיסרון הוא שקשה לעצב אותו, ומגביל את השימושיות שלו למסגרות מסוימות.
חסרונות
למרות שיקר ביישומים רבים, מונל 400 אינו מושלם. הוא אמנם עמיד בפני קורוזיה במובנים רבים, אך הוא אינו יכול לעמוד בתחמוצת החנקן, בחומצה החנקתית, בגופרית דו חמצנית ובהיפוכלוריטים. לכן, אין להשתמש במונל 400 בסביבות בהן הוא ייחשף לאותם גורמים.
מונל 400 גם חשוף לקורוזיה גלוונית. משמעות הדבר היא כי מחברי אלומיניום, אבץ או ברזל יכולים להשתבש במהירות אם משתמשים בהם במונל 400.
הרכב סטנדרטי של מונל 400
ההרכב הסטנדרטי של מונל 400 כולל בעיקר ניקל ונחושת:
- ניקל (פלוס קובלט): 63% מינימום
- פחמן: 0.3% מקסימום
- מנגן: 2.0% מקסימום
- ברזל: 2.5% מקסימום
- גופרית: מקסימום 0.024%
- סיליקון: מקסימום 0.5%
- נחושת: 29-34%
מאפייני סגסוגת ניקל נחושת מונל 400
הטבלה הבאה מתארת את המאפיינים של מונל 400.
יחסית למתכות דומות אחרות, הוא באופן חריג חזק ועמיד בפני קורוזיה.
| תכונה | ערך (מטרי) | ערך (קיסרי) |
|---|---|---|
| צפיפות | 8.80*103 ק"ג / מ '3 | 549 £ / ft3 |
| מודול האלסטיות | 179 GPa | 26,000 ksi |
| התרחבות תרמית (20 מעלות צלזיוס) | 13.9*10-6º C-1 | 7.7*10-6 בתוך / (בתוך * ºF) |
| קיבולת חום ספציפית | 427 J / (kg * K) | 0.102 BTU / (£ * ºF) |
| מוליכות תרמית | 21.8 W / (m * K) | 151 BTU * בתוך / (hr * ft2* ºF) |
| התנגדות חשמלית | 54.7*10-8 אוהם * מ | 54.7*10-6 אוהם * ס"מ |
| חוזק מתיחה (מבוטל) | 550 מגפ"ס | 79,800 psi |
| חוזק תשואה (מבוטל) | 240 מגפ"ס | 34,800 psi |
| התארכות | 48% | 48% |
| טמפרטורת נוזלים | 1,350 מעלות צלזיוס | 2,460 מעלות צלזיוס |
| טמפרטורת סולידוס | 1,300 מעלות צלזיוס | 2,370 מעלות צלזיוס |
מקורות: www.substech.com, www.specialmetals.com