Что такое монель? Всё, что вам нужно знать о нём 

Вам нужен металлический сплав, способный выдерживать суровые условия, в которых другие металлы обычно не выдерживают? Хорошо! Монель Вот ответ: это никель-медный сплав с превосходными химическими, термическими и механическими свойствами. Чтобы узнать больше об этом суперсплаве, продолжайте читать этот блог.

В этом руководстве мы подробно обсудим его структуру, состав и распространённые марки. Кроме того, мы дадим подробный анализ его уникальных свойств. Оставайтесь на связи!

Что такое сплав монель?

“На самом деле монель — это разновидность никель-медного сплава, который можно использовать для изготовления деталей, предназначенных для эксплуатации в суровых условиях”.” 

Если говорить о его составе, то помните, что монель в первую очередь изготавливается путем смешивания 65-70% – никель, 20% – медь и 5% – другие металлы, такие как железо, марганец, углерод или кремний. Этот состав делает этот металл настолько прочным, что он устойчив к ржавчине и повреждениям, особенно в морской среде.

Позвольте мне уточнить: это не мельхиоровый сплав, поскольку в мельхиоре на самом деле содержится медь с чистотой 60-70%. Но, как уже упоминалось, монель содержит всего 20% меди, так что он совершенно отличается от мельхиора. Понятно!

Краткая история

Что ж! Знаете, монель был впервые создан Чарльзом Элвудом Уилсоном и Робертом Круксом Стэнли, когда они работали в Международной никелевой компании (INCO) в 1905 году. Позже, в 1906 году, он получил название «монель» в честь президента компании INCO, Амброуз Монелл. 

С момента своего создания он был впервые использован Соединенными Штатами во время Первой мировой войны, где его превосходная коррозионная стойкость и прочность сделали его ценным для морского и военного оборудования.

Понимание свойств денежных сплавов

Химические свойства

1. Устойчивость к коррозии: Одной из характерных особенностей монеля является его высокая коррозионная стойкость. Это обусловлено тем, что он в основном состоит из никеля или меди, а оба эти элемента химически стабильны. 

Таким образом, при контакте с воздухом или кислородом они не окисляются, а образуют на поверхности нерастворимые защитные слои NiO или CuO. Таким образом, этот синергетический эффект защищает монель-металл от ржавления. 

Кроме того, такие оксидные слои пассивный или самовосстанавливающийся по своей природе, Это означает, что даже если они слегка повреждены окисляющими кислотами (такими как азотная кислота, хромовая кислота, концентрированная серная кислота (H₂SO₄)), то они немедленно образуют больше оксидов и противостоят их воздействию.

2. Немагнитные: Кроме того, медь обладает высокой немагнитностью, что может также снижать магнитные свойства никеля, входящего в состав сплава монель. Поэтому их можно безопасно использовать рядом с чувствительными приборами, такими как датчики, компасы и т. д.

Тепловые свойства

Более того, монель-металл — термически стабильный сплав, опять же, благодаря высокой температуре плавления, порядка 1300–1350 °C (2372–2462 °F). Поэтому можно не беспокоиться о его структурной стабильности, поскольку он не повреждается ни при высоких, ни при низких температурах. 

Кроме того, монель обладает умеренной теплопроводностью: можно сказать, что она ниже, чем у меди, но выше, чем у нержавеющей стали. Это делает его безопасным выбором для теплообменников. Ниже представлен краткий обзор его теплопроводных свойств.

Механические свойства

1. Прочность на растяжение: Что ж! Прочность на разрыв — это, по сути, способность материала выдерживать нагрузку при растяжении, не разрываясь. Вы знаете, что монель обладает высокой прочностью на разрыв, поскольку он… гранецентрированная кубическая (ГЦК) кристаллическая решетка. Таким образом, благодаря своей структуре он действительно может противостоять деформации.

2. Предел текучести: На самом деле это относится к напряжению, при котором материалы деформируются необратимо. Хорошо! В случае монеля этот предел текучести высок, поскольку легирование никеля медью создаёт твёрдорастворное упрочнение. Не понимаете? Позвольте уточнить! Во-первых, все атомы металлической меди расположены в форме кристаллической решётки и могут иметь дислокации (дефекты), поэтому при растяжении металла эти дислокации перемещаются и легко его изгибают. 

С другой стороны, если добавить атомы никеля, которые немного крупнее, то они, безусловно, исказят кристаллическую решётку меди. В результате дислокациям становится труднее двигаться, что обеспечивает высокий предел текучести.

3. Твёрдость: Кроме того, сочетание никеля и меди в составе монеля делает его очень прочным и устойчивым к царапинам и вмятинам. Кроме того, этот сплав подвергается холодной обработке (деформации) или термической обработке, что дополнительно повышает его прочность за счёт ещё более плотной упаковки атомов.

Обзор типов сплавов Монель

Далее, стоит отметить, что монель-металл представлен почти в пяти распространённых марках, каждая из которых обладает уникальными свойствами и сферой применения. Итак, давайте кратко рассмотрим их!

1. Монель 400: Фактически, это самый распространённый тип сплава монель, известный своими превосходными антикоррозионными свойствами. Благодаря этому он идеально подходит для использования в химической, нефтяной и судостроительной промышленности.
2. Монель 401: Аналогично, монель 401 обладает теми же свойствами, что и 400, но содержит немного меньше углерода. В результате вероятность реакции никеля или меди с углеродом с образованием карбидных осадков при высоких температурах практически исключена.
   Кроме того, из-за его низкого электрического сопротивления (50–70 мкОм·см, что означает возможность свободного протекания тока), его часто изготавливают в виде полос и проводов.

3. Монель 404: По сравнению с другими марками монеля, этот материал сохраняет прочность даже при экстремальных температурах. Поэтому его можно легко использовать в специализированной электронике, поскольку он также хорошо подходит для пайки (соединения металлов) и имеет низкую проницаемость.
4. Монель R-405: Здесь буква R означает, что это специальный сплав для промышленного применения, поскольку он обладает высокой коррозионной стойкостью и содержит небольшое количество серы (~0,02–0,05%), что улучшает его обрабатываемость по сравнению с другими.
5. Монель К-500: С другой стороны, в названии сплава Монель К-500 буква К фактически означает, что он прошёл специальную термическую обработку, известную как дисперсионное твердение. В этот сплав намеренно добавляются такие элементы, как алюминий (Al) и титан (Ti), которые осаждаются внутри сплава, делая его твёрже и прочнее. 

Как можно обрабатывать монель?

Теперь, узнав об уникальных свойствах монеля, вы наверняка задаетесь вопросом о методах его обработки. Что ж! Сохраняйте спокойствие: существуют различные методы, позволяющие придать этому ценному металлу желаемую форму. 

Однако следует помнить, что, поскольку это сплавы никеля и меди, они ведут себя иначе, чем чистые металлы. Хорошо! 

Горячая обработка:

В этой технике металлу придают форму, обычно нагревая его выше температуры рекристаллизации (~900–1200 °C). Что ж! Она включает в себя различные методы, такие как Ковка (ковкой/прессованием в форму); Роллинг (сжатие между валками для получения листов или полос) или Экструзия (продавливание металла через матрицу для изготовления длинных профилей).

• Приложения: Формование листов, стержней и конструкционных деталей.
• Осторожность: Помните, что никогда не переедайте монель, так как это может привести к рост зерна, тем самым снижая прочность.

Холодная обработка:

Если нужно сделать монель ещё твёрже, его обрабатывают холодной деформацией, называемой упрочнением. Поэтому его обрабатывают при комнатной температуре прокаткой или гибкой.

• Приложения: провода, полосы и мелкие компоненты.
• Осторожность: Следует избегать чрезмерной холодной обработки, так как это может затруднить обработку.

Кастинг:

Кроме того, сплавы монель-металла, такие как монель-400 и монель-металл R-405, можно отливать в различные сложные формы методом литья по выплавляемым моделям, в песчаные формы или под давлением. Это возможно благодаря тому, что в расплавленном состоянии, благодаря содержанию никеля и меди, он приобретает текучесть, что способствует равномерному заполнению формы.

Для вашей информации, мы в HDCMFG предлагаем индивидуальную обработку на станках с ЧПУ, изготовление и Кастинг Услуги. Вы знаете, монель — один из наших литейных материалов для литья по выплавляемым моделям. 

• Осторожность: Однако помните! Монель имеет очень высокую температуру плавления (~1300–1350 °C), поэтому следует использовать высокотемпературные печи для контроля температуры, чтобы избежать дефектов. Кроме того, после получения литых деталей из монеля их необходимо дополнительно обработать отжигом (метод термической обработки) для снижения внутренних напряжений. 
• Приложения: Крепежные детали, детали насосов и клапанов, валы

Сварка:

Монель также можно сваривать, чтобы соединить металлические соединения посредством нагрева, давления или обоих методов. Однако следует отметить, что нагрев необходимо контролировать, так как чрезвычайно высокие температуры могут ослабить металл. Именно поэтому монель обычно подвергают сварке, как и 

• Сварка TIG (вольфрамовый инертный газ), в котором используется неплавящийся вольфрамовый электрод и инертный газ.
• Еще один - Сварка MIG (металл-ионный электрод в среде инертного газа), где используются расходуемый проволочный электрод и инертный газ.

Обрабатываемость монеля

Обрабатываемость — это термин, который можно использовать для описания того, насколько легко или сложно обрабатывать металлы. Итак, как вы уже знаете, монель — очень прочный и вязкий металлический сплав, поэтому его обычно трудно обрабатывать. 

Проблемы: Кроме того, в предыдущем разделе я упоминал, что при приложении нагрузки к монель-металлу легирование никелем и медью делает его ещё твёрже, поскольку дислокации в структуре запутываются. Поэтому при попытке резать металл с усилием, превышающим трение между инструментом и металлом, выделяется большое количество тепла. Это тепло может привести к износу пильных полотен и повреждению зубьев. 

Но это ещё не всё: монель обладает умеренной теплопроводностью; в результате тепло задерживается на поверхности, что может нарушить кристаллическую структуру монеля. Поэтому обрабатывать монель следует медленно и с низкой подачей. 

Окончательный вердикт

Итак, исходя из всего вышесказанного, можно сказать, что мон, несмотря на свою высокую стоимость, обладает исключительной коррозионной стойкостью, которую не может заменить никакой другой металл. Кроме того, он обладает превосходными термическими и механическими свойствами, о которых уже упоминалось в статье. 

Таким образом, благодаря таким характеристикам, этот металлический сплав широко используется в различных отраслях промышленности, таких как судостроение, химическая и нефтехимическая промышленность, аэрокосмическая промышленность, нефтегазовая промышленность, производство электротехнического и электронного оборудования и т. д. Итак, чтобы приобрести литые изделия из монеля, вы можете связаться с нами по адресу hdcmfg.  

Часто задаваемые вопросы