La aleación Monel es una aleación a base de Ni, su composición química principal es níquel (Ni), el contenido más alto es de hasta 67%, la otra composición química principal es cobre (Cu) y también contiene una pequeña cantidad de hierro (Fe) , manganeso (Mn) y carbono (C), silicio (Si) y otros elementos.
La resistencia de la aleación Monel es mayor que la del níquel puro y puede resistir la corrosión de varios medios, incluida el agua de mar de flujo rápido.Los métodos de procesamiento de la aleación Monel incluyen trabajo en caliente, trabajo en frío, mecanizado y soldadura.
En 1901, Robert Crooks Stanley, metalúrgico de la International Nickel Company (INCO), creó la aleación Monel.
La fuente del nombre de la aleación Monel se basa en información para rendir homenaje al entonces presidente de la empresa Ambrose Monell (Ambrose Monell).Más tarde, el Sr. Stanley también se desempeñó como presidente de International Nickel Corporation.La aleación Monel recibió una patente en 1906.
La aleación Monel es una aleación costosa cuyo precio es de 5 a 10 veces mayor que el del cobre puro y el níquel puro.Por lo tanto, solo se usa en aplicaciones en las que no se puede reemplazar con alternativas baratas.
Composición química y propiedades mecánicas de la aleación Monel 400 (N0440):
Composición química de la aleación Monel 400 (%) | ||||||||
| C ≤ | Sí ≤ | hombre ≤ | pag ≤ | S ≤ | Cr ≥ | Ni ≥ | mes ≥ | Cu ≤ |
| 0.3 | 0.5 | 2 | - | 0.024 | - | 63 | - | 28,0-34,0 |
| Otros | norte ≤ | A l≤ | Ti ≤ | F e≤ | Co ≤ | V ≤ | W ≤ | Nb ≤ |
| - | - | - | 2.5 | - | - | - | - | |
1. Resistencia a la tracción de la aleación Monel 400 (N04400): σb ≥ 450 Mpa.
2. Límite elástico de la aleación Monel 400 (N04400): σb ≥ 170 Mpa.
3. Elongación de la aleación Monel 400 (N04400): δ ≥ 30%.
Propiedades de la aleación Monel
La aleación Monel es una aleación binaria de solución sólida.Dado que Ni y Cu se disuelven entre sí, también es una aleación monofásica.En comparación con el acero, el mecanizado de la aleación Monel es difícil, principalmente debido a sus características de endurecimiento por trabajo rápido.Requiere torneado a bajas velocidades y bajos avances.
La densidad de la aleación Monel 400 es de 8,80 g/cm3, el rango de temperatura de fusión es de 1300~1350 °C, la conductividad es de aproximadamente 34 % IACS (IACS se refiere a la conductividad estándar internacional del cobre recocido) y el valor de dureza recocida es 65 HRB.La aleación Monel 400 es bien conocida por su tenacidad y puede mantener esta tenacidad en un rango de temperatura considerable.
Puede soportar la corrosión de varios ácidos y álcalis, y algunas aleaciones de Monel pueden incluso soportar la combustión de oxígeno puro.Suele utilizarse en ambientes altamente corrosivos.La aleación Monel K-500 formada después de agregar una pequeña cantidad de aluminio (Al) y titanio (Ti) tiene la misma resistencia a la corrosión que la aleación Monel 400 pero una mayor resistencia, que se debe principalmente a la formación de la fase γ' durante el tratamiento de envejecimiento.En circunstancias normales, la aleación Monel es mucho más cara que el acero inoxidable.
La aleación Monel 400 también puede mantener excelentes propiedades mecánicas bajo cero.Aunque la resistencia y la dureza aumentarán, la plasticidad o la tenacidad solo disminuirán ligeramente.Incluso si se enfría en hidrógeno líquido, la aleación no sufrirá una transición dúctil-frágil.Esta es la diferencia más significativa entre la aleación Monel y los materiales de metales ferrosos (acero y hierro) con fragilidad a baja temperatura.
La aleación Monel tiene buena resistencia a la corrosión en muchos ambientes, pero es propensa a oxidarse cuando se expone al agua salada;no puede soportar la corrosión de los medios que contienen óxido nítrico, ácido nítrico, dióxido de azufre e hipoclorito.El uso de aleación Monel también causará corrosión electroquímica.En otras palabras, cuando los sujetadores hechos de aluminio, zinc o hierro entran en contacto con la aleación Monel, bajo ciertas condiciones (como el uso en agua de mar de flujo rápido), los sujetadores metálicos Las piezas se corroerán rápidamente.
Usos de la aleación Monel
Aeroespacial
En los años 1960.La aleación Monel ha ganado una gran cantidad de pedidos en el campo de la construcción espacial y aeronáutica.Especialmente utilizado para construir el fuselaje y el revestimiento de aviones a reacción experimentales.Por ejemplo, el North American X-15 puede usarse para resistir la gran cantidad de calor generado por la fricción aerodinámica durante un vuelo extremadamente rápido.La aleación Monel aún puede mantener su resistencia a temperaturas extremadamente altas, lo que le permite mantener la estabilidad de su forma a altas velocidades atmosféricas de vuelo.Durante el mantenimiento de aeronaves, la aleación Monel se utiliza como alambre de bloqueo en áreas de alta temperatura para garantizar que los sujetadores estén bloqueados;por razones económicas, los alambres de bloqueo de acero inoxidable se utilizan generalmente en otras áreas.
Extracción y Refinación de Petróleo
Monel se utiliza para fabricar piezas que entran en contacto directo con ácido fluorhídrico concentrado en una unidad de alquilación.La extraordinaria resistencia de la aleación Monel a la corrosión por ácido fluorhídrico es asombrosa.Puede soportar todas las concentraciones de ácido fluorhídrico y la temperatura puede alcanzar el punto de ebullición del ácido fluorhídrico.Este puede ser el material con la mejor resistencia a la corrosión entre los materiales de aleación de ingeniería de uso común.La aleación Monel también puede resistir la corrosión de varios sulfuros y ácido clorhídrico en un entorno reductor.
Ingeniería Marina
La resistencia a la corrosión de la aleación Monel la convierte en un material ideal para aplicaciones marinas, como sistemas de tuberías, ejes de bombas, válvulas marinas, sedal de pesca con curricán y filtros de canasta.Algunas aleaciones de Monel son completamente no magnéticas y se utilizan para fabricar cables de anclaje para dragaminas y carcasas para equipos de medición de campos magnéticos.En los yates, el alambre de aleación de Monel se usa para bloquear los grilletes de los cables de anclaje.La aleación Monel también se usa para hacer tanques de agua y tanques de combustible y otros dispositivos submarinos, como ejes de hélice y pernos de quilla.
Cabe señalar que debido al problema de la corrosión electroquímica (corrosión bimetálica) en el agua de mar, la aleación Monel debe aislarse de otros metales (como el acero) durante la construcción naval.The New York Times publicó el 25 de agosto de 1915. Un artículo en ”informó sobre el accidente de un yate de 215 pies de largo: “El primer yate cuyo casco fue construido completamente de aleación Monel se convirtió en fragmentos en solo seis semanas y fue obligados a desguazar”.Gracias a la corrosión electroquímica, la quilla de la estructura de acero del yate se erosionó y adelgazó rápidamente después del contacto con la aleación de Monel, lo que finalmente provocó el colapso del fondo del yate.En términos de investigación de aves marinas, especialmente la selección de materiales para el anillo de identificación de patas de pájaro, el anillo de identificación de patas de pájaro hecho de aleación de Monel se ha utilizado en muchos tipos de aves marinas, como los albatros que viven en ambientes de agua de mar corrosivos.
Instrumento musical
La aleación Monel se utiliza para fabricar ciertos pistones o rotores de válvulas de instrumentos musicales de alta calidad, como trompas pequeñas, grandes y francesas.RotoSound utilizó aleación Monel para fabricar cuerdas de guitarra eléctrica en 1962. Muchos artistas utilizan estas cuerdas.En 2017, la compañía de cuerdas D'Addario (compañía de cuerdas D'Addario) lanzó un conjunto de productos de cuerdas para violín, que también son cuerdas de cuerda redonda con aleación de Monel enrollada en cuerdas D y G.
Otros usos
Etiquetas de identidad hechas de aleación de Monel (Etiquetas de identificación para soldados estadounidenses durante la Segunda Guerra Mundial)
La excelente resistencia a la corrosión de varios ácidos y oxígeno hace que la aleación Monel sea un material de alta calidad en la industria química.Otros escenarios de uso como:
1. Enriquecimiento de uranio, la mayoría de las tuberías de gran diámetro utilizadas para el hexafluoruro de uranio están hechas de aleación Monel;
2. Válvula de regulación para gas embotellado de alta presión y reactivo fuerte (como HCl);
3. A principios del siglo XX, la aleación Monel se usaba ampliamente en el sistema de vapor sobrecalentado de los grupos electrógenos de vapor;
4. La aleación Monel también se usa a menudo para fabricar fregaderos de cocina y monturas para gafas;
5. La cámara de combustión utilizada para hacer el tubo de encendido de la caldera;
6. La vida útil del diseño del Reloj de Long Now es de 10.000 años.Bajo la premisa de que no se utilizan metales preciosos, algunas partes del reloj están hechas de material de aleación de Monel debido a la preocupación por la resistencia a la corrosión.
Hora de publicación: 19-may-2021