Войти
Арт Деко ворота в вестибюле охранным здания выполнен из монель - металла. Монель - это группа никелевых сплавов, в основном состоящих из никеля (от 52 до 67%) и меди с небольшими количествами железа, марганца, углерода и кремния. Сплавы с содержанием меди 60% и более называются мельхиора.
Более прочный, чем чистый никель, сплавы монель устойчивы к коррозии под воздействием многих агрессивных агентов, в том числе быстро текущей морской воды. Их легко изготавливать путем горячей и холодной обработки, механической обработки и сварки.
Монель был создан в 1905 году Робертом Круксом Стэнли, который в то время работал в International Nickel Company (Inco). Монелевый сплав 400 представляет собой бинарный сплав никеля и меди в тех же пропорциях, что и метеоритная никелевая руда из рудников Садбери (Онтарио), и поэтому считается пуританским сплавом. Monel был назван в честь президента компании Амброуза Монелла и запатентован в 1906 году. Один L был исключен, потому что в то время фамилии не были разрешены в качестве товарных знаков. Торговая марка была зарегистрирована в мае 1921 года, а название в настоящее время является торговой маркой из Special Metals Corporation.
Поскольку он является дорогим сплавом, его использование ограничено теми приложениями, в которых его нельзя заменить более дешевыми альтернативами. Например, в 2015 году трубопроводы из монеля были в три раза дороже аналогичных трубопроводов из углеродистой стали.
Монель представляет собой бинарный сплав твердого раствора. Поскольку никель и медь взаимно растворимы во всех пропорциях, это однофазный сплав. По сравнению со сталью, монель очень трудно обрабатывать, так как он очень быстро затвердевает. Его нужно вращать и обрабатывать на малых скоростях и малых подачах. Он устойчив к коррозии и кислотам, а некоторые сплавы выдерживают огонь в чистом кислороде. Он обычно используется в условиях сильной коррозии. Небольшие добавки алюминия и титана образуют сплав (К-500) с такой же коррозионной стойкостью, но с гораздо большей прочностью из-за образования гамма-прайма при старении. Монель обычно намного дороже нержавеющей стали.
Монелевый сплав 400 имеет удельный вес 8,80, диапазон плавления 1300–1350 ° C, электропроводность приблизительно 34% по шкале IACS и (в отожженном состоянии) твердость 65 по Роквеллу B. Сплав монел 400 примечателен своим прочность, которая сохраняется в значительном диапазоне температур.
Сплав монель 400 имеет отличные механические свойства при отрицательных температурах. Прочность и твердость увеличиваются при незначительном ухудшении пластичности или ударопрочности. Сплав не претерпевает перехода из пластичного в хрупкий даже при охлаждении до температуры жидкого водорода. Это резко контрастирует со многими черными металлами, которые являются хрупкими при низких температурах, несмотря на их повышенную прочность.
В 1960-х годах монель-металл нашел широкое применение в авиастроении, особенно в производстве корпусов и обшивок экспериментальных ракетных самолетов, таких как North American X-15, чтобы противостоять сильному нагреву, создаваемому аэродинамическим трением во время полета на очень высокой скорости. Металл монель сохраняет свою прочность при очень высоких температурах, что позволяет ему сохранять форму при высоких атмосферных скоростях полета, что является компромиссом с увеличением веса деталей из-за высокой плотности монеля.
Монель используется для защитной проводки при техническом обслуживании самолетов, чтобы гарантировать, что крепежные детали не открутятся, как правило, в высокотемпературных зонах; нержавеющая проволока используется в других областях для экономии.
Монель используется в части установок алкилирования, находящихся в прямом контакте с концентрированной плавиковой кислотой. Монель обладает исключительной стойкостью к фтористоводородной кислоте во всех концентрациях вплоть до точки кипения. Это, пожалуй, самый стойкий из всех обычно используемых инженерных сплавов. Сплав также устойчив ко многим формам серной и соляной кислот в восстановительных условиях.
Коррозионная стойкость монеля делает его идеальным для таких применений, как трубопроводные системы, валы насосов, клапаны забортной воды, троллинговый трос и сетчатые корзины. Некоторые сплавы полностью немагнитны и используются для якорного троса на борту тральщиков, корпусов для оборудования для измерения магнитного поля. В прогулочном катании на лодках монель используется для изготовления троса для захвата скоб для якорных тросов, для резервуаров для воды и топлива, а также для подводных применений. Он также используется для гребных валов и килевых болтов. На популярных парусных лодках Hobiecat заклепки из монеля используются там, где требуется прочность, но нержавеющая сталь не может использоваться из-за коррозии, которая может возникнуть в результате контакта нержавеющей стали с алюминиевой мачтой, гиком и рамой лодки в морской среде.
Из-за проблемы с электролитическим действием в соленой воде (также известной как гальваническая коррозия ) в судостроении монель необходимо тщательно изолировать от других металлов, таких как сталь. The New York Times 12 августа 1915 года опубликовала статью о 215-футовой яхте, «первом корабле, который когда-либо был построен с полностью монелевым корпусом», который «развалился» всего за шесть недель и должен был быть утилизирован. "из-за разрушения ее дна электрическим током". Стальной каркас яхты разрушился из-за электролитического взаимодействия с монелем.
В исследованиях морских птиц, в частности кольцевания или кольцевания птиц, монель использовался для изготовления лент или колец для птиц многих видов, таких как альбатросы, которые обитают в агрессивной среде морской воды.
Монель используется в качестве материала для поршней или роторов клапанов в некоторых музыкальных инструментах более высокого качества, таких как трубы, тубы и валторны. RotoSound представил использование Monel для струн для бас-гитары в 1962 году, и эти струны использовались многими артистами, включая Стива Харриса из Iron Maiden, The Who, Sting, Джона Дикона, Джона Пола Джонса и покойного Криса Сквайра. Монель использовался в начале 1930-х годов другими производителями музыкальных струн, такими как Gibson Guitar Corporation, которые продолжают предлагать их для мандолины в качестве фирменного набора Сэма Буша. Кроме того, CF Martin amp; Co. использует Monel для струн для акустической гитары Martin Retro. Струнный завод «Пирамида» (Германия) производит струны для электрогитары Monel classics, намотанные на круглый сердечник. В 2017 году струнная компания D'Addario выпустила линейку струн для скрипки с обмоткой Monel на струнах D и G.
Идентификационные бирки из Монеля Хорошая стойкость к коррозии под действием кислот и кислорода делает монель хорошим материалом для химической промышленности. В аппарате Monel можно работать даже с коррозионными фторидами; это широко применялось при обогащении урана на газодиффузионном заводе в Ок-Ридж. Здесь большая часть труб большего диаметра для гексафторида урана была сделана из монеля. Регуляторы для реактивных газов в баллонах, таких как хлористый водород, являются еще одним примером, где ПТФЭ не является подходящим вариантом, когда требуется высокое давление подачи. Иногда они включают в себя коллектор из монеля и краны перед регулятором, которые позволяют промывать регулятор сухим инертным газом после использования для дополнительной защиты оборудования.
В начале 20 века, когда широко использовалась паровая энергия, монель рекламировался как желательный для использования в системах с перегретым паром. Во время мировых войн монель использовался для изготовления военных жетонов США.
Дверные ручки из монеля в соборе Брин Атин Монель часто используется для кухонных раковин и в оправе очков. Он также использовался для топки топки в жаротрубных котлах.
Части часов Long Now, которые предназначены для работы в течение 10 000 лет, сделаны из монеля из-за коррозионной стойкости без использования драгоценных металлов.
Монель использовался для изготовления большей части обнаженного металла, используемого в интерьере собора Брин-Атин в Пенсильвании, религиозной резиденции Генеральной церкви Нового Иерусалима. Сюда входили большие декоративные ширмы, дверные ручки и т. Д. Монель также использовался в качестве кровельного материала в зданиях, таких как оригинальный вокзал Пенсильвании в Нью-Йорке.
Зеленоватая крыша вокзала Пенсильвании в Нью-Йорке была сделана из монеля. В 1991–1996 годах Acura (Honda) NSX поставлялась с ключом из монеля.
Применение на месторождениях нефти включает использование утяжеленных бурильных труб из монеля. Инструменты, которые измеряют магнитное поле Земли для определения направления, помещаются в немагнитную манжету, которая изолирует их от магнитного притяжения буровых инструментов, расположенных над и под немагнитными манжетами. Монель сейчас используется редко, обычно его заменяют немагнитными нержавеющими сталями.
Монель также используется в качестве защитного связующего материала на внешней стороне стремян западного стиля.
Компания Arrow Fastener Co., Inc. использует монель для изготовления нержавеющих скоб T50.
Монель также использовался в холодильниках Kelvinator.
Монель использовался в предохранителе для большого пальца малышки Алисы, устройстве 1930-х годов, препятствующем сосанию большого пальца.
Монель используется при обработке кинофильмов. Скобы из монеля идеально подходят для защиты от коррозии при использовании в фотохимических резервуарах непрерывного действия.
Монель часто продается в соответствии со стандартами ISO 6208 (листы, полосы), 9723 (прутки), 9724 (проволока), 9725 (поковки) и DIN 17751 (трубы и трубки).
| Торговое наименование | ASTM / AISI Тип сплава | UNS | % Cu | % Al | % Ti | % Fe | % Mn | % Si | % Ni |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Монель 400 | В 127, В 164 | N04400 | 28–34 | 2,5 макс | 2,0 макс | 0,5 макс | 63 мин. | ||
| Монель 401 | N04401 | 28–34 | 2,5 макс | 2,0 макс | 63 мин. | ||||
| Монель 404 | N04404 | Рем | 0,05 макс. | 0,5 макс | 0,1 макс | 0,1 макс | 52–57 | ||
| Монель К-500 | В 865 | N05500 | 27–33 | 2.3–3.15 | 0,35–0,85 | 2,0 макс | 1,5 макс | 0,5 макс | 63 мин. |
| Монель 405 | В 164 | N04405 | 28–34 | 2,5 макс | 2,0 макс | 0,5 макс | 63 мин. |
Монель 400 демонстрирует высокую прочность и отличную коррозионную стойкость в различных кислых и щелочных средах и особенно подходит для восстановительных условий. Также он обладает хорошей пластичностью и теплопроводностью. Монель 400 обычно находит применение в морской технике, химической промышленности и переработке углеводородов, теплообменниках, клапанах и насосах. Он соответствует следующим стандартам: BS 3075, 3076 NA 13, DTD 204B и ASTM B164.
Монель 400 широко используется в установках алкилирования, а именно в реакционной секции, контактирующей с концентрированной плавиковой кислотой.
Этот сплав разработан для использования в специализированных электрических и электронных устройствах. Сплав 401 легко подвергается автогенной сварке газо-вольфрамовой дугой. Контактная сварка - очень хороший метод соединения материала. Он также демонстрирует хорошие характеристики пайки. Соответствует стандарту UNS N04401.
Сплав монель 404 используется в основном в специализированных электрических и электронных устройствах. Состав Monel 404 тщательно отрегулирован для обеспечения очень низкой температуры Кюри, низкой проницаемости и хороших характеристик пайки.
Монель 404 можно сваривать обычными методами сварки и ковать, но нельзя подвергать горячей обработке. Холодная обработка может выполняться с использованием стандартного инструмента и мягких штамповочных материалов для лучшей отделки. Он соответствует стандартам UNS N04404 и ASTM F96. Монель 404 используется в капсулах для транзисторов и уплотнениях из керамики и металла.
Монель 405 - это марка сплава 400 для свободной механической обработки. Процентное содержание никеля, углерода, марганца, железа, кремния и меди остается таким же, как в сплаве 400, но содержание серы изменяется от 0,024 до 0,025-0,060%. Сплав 405 используется, в основном, для производства винтовых автоматов и не рекомендуется для других применений. Сульфиды никеля и меди, образующиеся из серы в его составе, действуют как стружколом, но из-за этих включений обработка поверхности сплава не такая гладкая, как у сплава 400. Монель 405 имеет обозначение UNS N04405 и покрывается стандартом ASME SB. -164, ASTM B-164, Federal QQ-N-281, SAE AMS 4674 и 7234, Military MIL-N-894 и NACE MR-01-75.
Этот сплав обладает хорошей усталостной прочностью и относительно высокой теплопроводностью. Он используется для конденсаторов морской воды, пластин конденсаторов, дистилляционных труб, трубок испарителя и теплообменника, а также трубопроводов для морской воды.
Monel K-500 сочетает в себе отличную коррозионную стойкость, характерную для сплава Monel 400, с дополнительными преимуществами большей прочности и твердости. Улучшенные свойства достигаются добавлением алюминия и титана к никель-медной основе и нагреванием в контролируемых условиях, так что субмикроскопические частицы Ni 3 (Ti, Al) осаждаются по всей матрице.
Коррозионная стойкость сплава К-500 из монеля практически эквивалентна коррозионной стойкости сплава 400, за исключением того, что в состоянии упрочнения при старении сплав К-500 имеет большую тенденцию к коррозионному растрескиванию под напряжением в некоторых средах. Монелевый сплав К-500 оказался устойчивым к воздействию высокосернистых газов. Комбинация очень низкой скорости коррозии в морской воде с высокими скоростями и высокой прочности делает сплав К-500 особенно подходящим для валов центробежных насосов, работающих на море. В стоячей или медленно движущейся морской воде может произойти обрастание с последующим питтингом, но этот питтинг замедляется после довольно быстрой начальной атаки.
Типичные области применения сплава К-500 - валы и рабочие колеса насосов, ракельные лопатки и скребки, утяжеленные бурильные трубы для нефтяных скважин, инструменты и электронные компоненты.
Monel R-405 - это версия Monel 400 для свободной обработки. Это никель-медный сплав с контролируемым количеством добавленной серы для образования сульфидных включений, которые действуют как стружколом во время обработки. Как и Монель 400, сплав R-405 устойчив к воздействию морской воды и пара при высоких температурах, а также к солевым и едким растворам. Монель R-405 - это твердый раствор, упрочняемый только холодной обработкой. Этот никелевый сплав обладает такими характеристиками, как хорошая коррозионная стойкость, хорошая свариваемость и высокая прочность. Низкая скорость коррозии в быстро текущей солоноватой или морской воде в сочетании с отличной стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением в большинстве пресных вод в сочетании с устойчивостью к различным коррозионным условиям оправдывает его широкое использование в морских приложениях и других неокисляющих хлоридных растворах. Этот никель-медный сплав особенно устойчив к соляной и плавиковой кислотам при деаэрации. Как и следовало ожидать, учитывая высокое содержание меди, сплав R-405 быстро разрушается азотной кислотой и аммиачными системами.
Сплав R-405 в основном используется для автоматов-винторезных станков и не рекомендуется для других применений.
Монель 502 - это никель-медный сплав, номер UNS - N05502. Этот сорт также обладает хорошей стойкостью к ползучести и окислению. Монель 502 может иметь различную форму. Монель 502 может обрабатываться аналогично аустенитной нержавеющей стали.
