La lega Monel è una lega a base di Ni, la sua composizione chimica principale è il nichel (Ni), il contenuto più alto arriva fino al 67%, l'altra composizione chimica principale è il rame (Cu) e contiene anche una piccola quantità di ferro (Fe) , manganese (Mn) e carbonio (C), silicio (Si) e altri elementi.
La resistenza della lega Monel è superiore a quella del nichel puro e può resistere alla corrosione di vari mezzi, inclusa l'acqua di mare a flusso rapido.I metodi di lavorazione della lega Monel comprendono la lavorazione a caldo, la lavorazione a freddo, la lavorazione a macchina e la saldatura.
Nel 1901, Robert Crooks Stanley, un metallurgista presso la International Nickel Company (INCO), creò la lega Monel.
La fonte del nome della lega Monel si basa su informazioni per rendere omaggio all'allora presidente della società Ambrose Monell (Ambrose Monell).Successivamente, il signor Stanley è stato anche presidente della International Nickel Corporation.La lega Monel ottenne un brevetto nel 1906.
La lega Monel è una lega costosa il cui prezzo è 5-10 volte quello del rame puro e del nichel puro.Pertanto, viene utilizzato solo in applicazioni in cui non può essere sostituito da alternative economiche.
Composizione chimica e proprietà meccaniche della lega Monel 400 (N0440):
Composizione chimica della lega Monel 400 (%) | ||||||||
| C ≤ | Si ≤ | Mn ≤ | P ≤ | S ≤ | Cr ≥ | Ni ≥ | Mo ≥ | Cu ≤ |
| 0.3 | 0,5 | 2 | - | 0,024 | - | 63 | - | 28.0-34.0 |
| Altri | N ≤ | Un l≤ | Ti ≤ | F e≤ | Co ≤ | V ≤ | W ≤ | Nb ≤ |
| - | - | - | 2.5 | - | - | - | - | |
1. Resistenza alla trazione della lega Monel 400 (N04400): σb ≥ 450 Mpa.
2. Resistenza allo snervamento della lega Monel 400 (N04400): σb ≥ 170 Mpa.
3. Allungamento della lega Monel 400 (N04400): δ ≥ 30%.
Proprietà della lega di Monel
La lega Monel è una lega binaria in soluzione solida.Poiché Ni e Cu sono disciolti l'uno nell'altro, è anche una lega monofase.Rispetto all'acciaio, la lavorazione della lega Monel è difficile, principalmente a causa delle sue caratteristiche di rapido incrudimento.Richiede la tornitura a basse velocità e bassi avanzamenti.
La densità della lega Monel 400 è 8,80 g/cm3, l'intervallo di temperatura di fusione è 1300~1350 °C, la conducibilità è di circa il 34% IACS (IACS si riferisce alla conducibilità standard internazionale del rame ricotto) e il valore di durezza ricotto è 65 HRB.La lega Monel 400 è nota per la sua tenacità e può mantenere questa tenacità in un intervallo di temperatura considerevole.
Può resistere alla corrosione di vari acidi e alcali e alcune leghe di Monel possono persino resistere alla combustione di ossigeno puro.Di solito è utilizzato in ambienti altamente corrosivi.La lega Monel K-500 formata dopo l'aggiunta di una piccola quantità di alluminio (Al) e titanio (Ti) ha la stessa resistenza alla corrosione della lega Monel 400 ma una resistenza maggiore, che è principalmente dovuta alla formazione della fase γ' durante il trattamento di invecchiamento.In circostanze normali, la lega Monel è molto più costosa dell'acciaio inossidabile.
La lega Monel 400 può anche mantenere eccellenti proprietà meccaniche al di sotto dello zero.Sebbene la forza e la durezza aumenteranno, la plasticità o la tenacità diminuiranno solo leggermente.Anche se viene raffreddata in idrogeno liquido, la lega non subirà la transizione duttile-fragile.Questa è la differenza più significativa tra leghe Monel e materiali metallici ferrosi (acciaio e ferro) con fragilità a bassa temperatura.
La lega Monel ha una buona resistenza alla corrosione in molti ambienti, ma è soggetta a ruggine se esposta all'acqua salata;non può resistere alla corrosione di fluidi contenenti ossido nitrico, acido nitrico, anidride solforosa e ipoclorito.L'uso della lega Monel provoca anche corrosione elettrochimica.In altre parole, quando elementi di fissaggio in alluminio, zinco o ferro entrano in contatto con la lega Monel, in determinate condizioni (come l'uso in acqua di mare a flusso rapido), fissaggio metallico Le parti si corrodono rapidamente.
Usi della lega Monel
Aerospaziale
Negli anni '60.La lega Monel ha vinto un gran numero di ordini nel campo della costruzione spaziale e aeronautica.Particolarmente utilizzato per costruire la fusoliera e la pelle di aerei a reazione sperimentali.Ad esempio, l'X-15 nordamericano può essere utilizzato per resistere alla grande quantità di calore generata dall'attrito aerodinamico durante il volo estremamente veloce.La lega Monel può ancora mantenere la sua resistenza a temperature estremamente elevate, consentendole di mantenere la stabilità della sua forma ad alte velocità di volo atmosferiche.Durante la manutenzione dell'aeromobile, la lega Monel viene utilizzata come filo di blocco in aree ad alta temperatura per garantire che gli elementi di fissaggio siano bloccati;per motivi economici, i fili di bloccaggio in acciaio inossidabile vengono solitamente utilizzati in altri settori.
Estrazione e Raffinazione Olio
Monel viene utilizzato per realizzare parti a contatto diretto con acido fluoridrico concentrato in un'unità di alchilazione.La straordinaria resistenza della lega Monel alla corrosione dell'acido fluoridrico è sorprendente.Può resistere a tutte le concentrazioni di acido fluoridrico e la temperatura può raggiungere il punto di ebollizione dell'acido fluoridrico.Questo potrebbe essere il materiale con la migliore resistenza alla corrosione tra i materiali in lega ingegneristica comunemente usati.La lega Monel può anche resistere alla corrosione di vari solfuri e acido cloridrico in un ambiente riducente.
Ingegneria marina
La resistenza alla corrosione della lega Monel lo rende un materiale ideale per applicazioni marine, come sistemi di tubazioni, alberi delle pompe, valvole del mare, lenze da traina e filtri a cestello.Alcune leghe Monel sono completamente non magnetiche e vengono utilizzate per realizzare cavi di ancoraggio per dragamine e alloggiamenti per apparecchiature di misurazione del campo magnetico.Sugli yacht, il filo in lega Monel viene utilizzato per bloccare i grilli dei cavi di ancoraggio.La lega Monel viene anche utilizzata per realizzare serbatoi d'acqua e serbatoi di carburante e altri dispositivi subacquei, come alberi di trasmissione e bulloni della chiglia.
Va notato che a causa del problema della corrosione elettrochimica (corrosione bimetallica) nell'acqua di mare, la lega Monel deve essere isolata dagli altri metalli (come l'acciaio) durante la costruzione navale.Il New York Times pubblicò il 25 agosto 1915. Un articolo in "riportò l'incidente di uno yacht lungo 215 piedi: "Il primo yacht il cui scafo fu costruito interamente in lega Monel si trasformò in frammenti in sole sei settimane e fu costretto a rottamare”.Grazie alla corrosione elettrochimica, la chiglia della struttura in acciaio dello yacht è stata rapidamente erosa e assottigliata dopo il contatto con la lega Monel, che alla fine ha portato al crollo del fondo dello yacht.In termini di ricerca sugli uccelli marini, in particolare la selezione dei materiali per l'anello di identificazione del piede d'uccello, l'anello di identificazione del piede d'uccello in lega Monel è stato utilizzato in molti tipi di uccelli marini, come gli albatri che vivono in ambienti corrosivi dell'acqua di mare.
Strumento musicale
La lega Monel viene utilizzata per realizzare pistoni o rotori di valvole di strumenti musicali di alta qualità, come corni piccoli, grandi e francesi.RotoSound ha utilizzato la lega Monel per realizzare corde per chitarra elettrica nel 1962. Queste corde sono utilizzate da molti artisti.Nel 2017, la società di archi D'Addario (azienda di archi D'Addario) ha rilasciato una serie di prodotti per corde di violino, che sono anche corde a avvolgimento tondo con lega Monel avvolta su corde D e G.
Altri usi
Medagliette identificative in lega Monel (Medagliette per i soldati americani durante la seconda guerra mondiale)
L'eccellente resistenza alla corrosione a vari acidi e ossigeno rende la lega Monel un materiale di alta qualità nell'industria chimica.Altri scenari di utilizzo come:
1. Arricchimento dell'uranio, la maggior parte delle tubazioni di grande diametro utilizzate per l'esafluoruro di uranio sono realizzate in lega di Monel;
2. Valvola di regolazione per gas in bombole ad alta pressione e fortemente reattivi (come HCl);
3. All'inizio del XX secolo, la lega Monel era ampiamente utilizzata nel sistema a vapore surriscaldato dei gruppi elettrogeni di vapore;
4. La lega Monel viene spesso utilizzata anche per realizzare lavelli da cucina e montature per occhiali;
5. La camera di combustione utilizzata per realizzare il tubo di accensione della caldaia;
6. La vita di progetto dell'orologio di Long Now è di 10.000 anni.Partendo dal presupposto che non vengono utilizzati metalli preziosi, alcune parti dell'orologio sono realizzate in materiale in lega Monel sulla base delle preoccupazioni sulla resistenza alla corrosione.
Tempo di pubblicazione: 19-maggio-2021