Aloi ya Nikeli ya Monel 400

Aloi ya Monel ni aloi ya msingi wa Ni, muundo wake kuu wa kemikali ni nikeli (Ni), maudhui ya juu zaidi ni hadi 67%, kemikali nyingine kuu ni shaba (Cu), na pia ina kiasi kidogo cha chuma (Fe) , manganese (Mn) na kaboni ( C), silicon (Si) na vipengele vingine.

Nguvu ya aloi ya Monel ni kubwa zaidi kuliko ile ya nikeli safi, na inaweza kuhimili kutu ya vyombo vya habari mbalimbali, ikiwa ni pamoja na maji ya bahari yanayopita haraka. Njia za usindikaji wa aloi ya Monel ni pamoja na kufanya kazi kwa moto, kufanya kazi kwa baridi, machining na kulehemu.

Mnamo 1901, Robert Crooks Stanley, mtaalamu wa madini katika Kampuni ya Kimataifa ya Nickel (INCO), aliunda aloi ya Monel.

Chanzo cha jina la aloi ya Monel kinatokana na habari ya kulipa ushuru kwa mwenyekiti wa wakati huo wa kampuni Ambrose Monell (Ambrose Monell). Baadaye, Bw. Stanley pia aliwahi kuwa mwenyekiti wa International Nickel Corporation. Aloi ya Monel ilipewa hati miliki mnamo 1906.

Aloi ya Monel ni aloi ya gharama kubwa ambayo bei yake ni mara 5-10 ya shaba safi na nickel safi. Kwa hiyo, hutumiwa tu katika maombi ambapo haiwezi kubadilishwa na njia mbadala za bei nafuu.

 

Mchanganyiko wa Kemikali na Sifa za Mitambo za Aloi ya Monel 400 (N0440):

 

Muundo wa Kemikali wa Monel 400 Aloi (%)
C ≤	Si ≤	Mb ≤	P ≤	S ≤	Cr ≥	Ni ≥	Mo ≥	Cu ≤
0.3	0.5	2	-	0.024	-	63	-	28.0-34.0
Wengine	N ≤	A l≤	Ti ≤	F e≤	Ushirikiano ≤	V ≤	W ≤	Nb ≤
	-	-	-	2.5	-	-	-	-

1. Monel 400 (N04400) alloy tensile nguvu: σb ≥ 450 Mpa.
2. Monel 400 (N04400) nguvu ya mavuno ya aloi: σb ≥ 170 Mpa.
3. Monel 400 (N04400) elongation ya aloi: δ ≥ 30%.

 

Mali ya Aloi ya Monel

Aloi ya Monel ni suluhisho thabiti la aloi ya binary. Kwa kuwa Ni na Cu hupasuka kwa kila mmoja, pia ni aloi ya awamu moja. Ikilinganishwa na chuma, machining ya aloi ya Monel ni ngumu, haswa kwa sababu ya sifa zake za ugumu wa kazi. Inahitaji kugeuka kwa kasi ya chini na viwango vya chini vya malisho.

Uzito wa aloi ya Monel 400 ni 8.80 g/cm3, kiwango cha joto kinachoyeyuka ni 1300~1350 °C, upitishaji hewa ni takriban 34% IACS (IACS inarejelea Upitishaji wa Kiwango cha Kimataifa cha Annealed Copper), na thamani ya ugumu ulioingizwa ni 65. HRB. Aloi ya Monel 400 inajulikana sana kwa ugumu wake na inaweza kudumisha ugumu huu katika anuwai ya joto.

Inaweza kuhimili kutu ya asidi mbalimbali na alkali, na baadhi ya aloi za Monel zinaweza hata kuhimili kuchoma oksijeni safi. Kawaida hutumiwa katika mazingira yenye kutu sana. Aloi ya Monel K-500 iliyoundwa baada ya kuongeza kiasi kidogo cha alumini (Al) na titanium (Ti) ina upinzani wa kutu sawa na aloi ya Monel 400 lakini nguvu ya juu, ambayo ni kutokana na kuundwa kwa γ'awamu wakati wa matibabu ya kuzeeka. Katika hali ya kawaida, aloi ya Monel ni ghali zaidi kuliko chuma cha pua.

Aloi ya Monel 400 pia inaweza kudumisha mali bora za mitambo chini ya sifuri. Ingawa nguvu na ugumu utaongezeka, plastiki au ugumu utapungua kidogo tu. Hata ikiwa imepozwa katika hidrojeni kioevu, aloi haitapitia mpito wa ductile-brittle. Hii ndiyo tofauti kubwa zaidi kati ya aloi ya Monel na vifaa vya chuma vya feri (chuma na chuma) na brittleness ya chini ya joto.

Aloi ya Monel ina upinzani mzuri wa kutu katika mazingira mengi, lakini inakabiliwa na kutu inapofunuliwa na maji ya chumvi; haiwezi kuhimili kutu ya vyombo vya habari vyenye oksidi ya nitriki, asidi ya nitriki, dioksidi ya sulfuri na hypochlorite. Matumizi ya aloi ya Monel pia itasababisha kutu ya elektrochemical. Kwa maneno mengine, viungio vilivyotengenezwa kwa alumini, zinki au chuma vinapogusana na aloi ya Monel, chini ya hali fulani (kama vile matumizi ya maji ya bahari yanayotiririka haraka), kufunga kwa chuma Sehemu hizo zitaharibika haraka.

 

Matumizi ya aloi ya Monel

Anga
Katika miaka ya 1960. Aloi ya Monel imeshinda idadi kubwa ya maagizo katika uwanja wa nafasi na ujenzi wa ndege. Hasa hutumika kujenga fuselage na ngozi ya ndege ya majaribio ya ndege. Kwa mfano, X-15 ya Amerika Kaskazini inaweza kutumika kuhimili kiwango kikubwa cha joto kinachotokana na msuguano wa aerodynamic wakati wa kukimbia kwa kasi sana. Aloi ya Monel bado inaweza kudumisha nguvu zake katika halijoto ya juu sana, ikiiruhusu kudumisha uthabiti wa umbo lake kwa kasi ya juu ya anga ya anga. Wakati wa matengenezo ya ndege, aloi ya Monel hutumiwa kama waya wa kufuli katika maeneo ya joto la juu ili kuhakikisha kuwa vifungo vimefungwa; kwa sababu za kiuchumi, waya za kufuli za chuma cha pua kawaida hutumiwa katika maeneo mengine.

Uchimbaji na Usafishaji wa Mafuta
Monel hutumiwa kutengeneza sehemu zinazogusana moja kwa moja na asidi hidrofloriki iliyokolea katika kitengo cha alkylation. Upinzani wa ajabu wa aloi ya Monel dhidi ya kutu ya asidi hidrofloriki ni ya kushangaza. Inaweza kuhimili viwango vyote vya asidi hidrofloriki, na joto linaweza kufikia kiwango cha kuchemsha cha asidi hidrofloriki. Hii inaweza kuwa nyenzo iliyo na upinzani bora wa kutu kati ya vifaa vya kawaida vya aloi ya uhandisi. Aloi ya Monel pia inaweza kuhimili kutu ya sulfidi mbalimbali na asidi hidrokloriki katika mazingira ya kupunguza.

Uhandisi wa Bahari
Ustahimilivu wa kutu wa aloi ya Monel huifanya kuwa nyenzo bora kwa matumizi ya baharini, kama vile mifumo ya mabomba, mihimili ya pampu, vali za bahari, mistari ya uvuvi ya kukanyaga, na vichujio vya vikapu. Baadhi ya aloi za Monel hazina sumaku kabisa, na hutumiwa kutengeneza nyaya za nanga kwa wachimbaji wa madini na nyumba za vifaa vya kupima uga wa sumaku. Kwenye yachts, waya wa aloi ya Monel hutumiwa kufunga pingu za kebo za nanga. Aloi ya Monel pia hutumika kutengeneza matangi ya maji na matangi ya mafuta na vifaa vingine vya chini ya maji, kama vile shafts za propela na boliti za keel.

Ikumbukwe kwamba kutokana na tatizo la kutu ya electrochemical (bimetallic corrosion) katika maji ya bahari, aloi ya Monel inapaswa kutengwa na metali nyingine (kama vile chuma) wakati wa ujenzi wa meli. Gazeti la The New York Times lilichapishwa mnamo Agosti 25, 1915. Makala katika "iliripoti juu ya ajali ya boti yenye urefu wa futi 215: "Yati ya kwanza ambayo sehemu yake ya mwili ilitengenezwa kwa aloi ya Monel iligeuzwa vipande vipande katika wiki sita tu na ilibadilishwa. kulazimishwa kufutwa." Shukrani kwa kutu ya electrochemical, keel ya muundo wa chuma wa yacht iliharibiwa haraka na kupunguzwa baada ya kuwasiliana na aloi ya Monel, ambayo hatimaye ilisababisha kuanguka kwa chini ya yacht. Kwa upande wa utafiti wa ndege wa baharini, hasa uteuzi wa nyenzo kwa ajili ya pete ya utambulisho wa mguu wa ndege, pete ya utambulisho wa mguu wa ndege iliyotengenezwa kwa aloi ya Monel imetumika katika aina nyingi za ndege wa baharini, kama vile albatrosi wanaoishi katika mazingira ya maji ya bahari yenye babuzi.

Ala ya Muziki
Aloi ya Monel hutumiwa kutengeneza bastola au rota za ala za muziki za ubora wa juu, kama vile pembe ndogo, kubwa na za Kifaransa. RotoSound ilitumia aloi ya Monel kutengeneza nyuzi za gitaa za umeme mnamo 1962. Kamba hizi hutumiwa na wasanii wengi. Mnamo mwaka wa 2017, kampuni ya kamba ya D'Addario (kampuni ya kamba ya D'Addario) ilitoa seti ya bidhaa za nyuzi za violin, ambazo pia ni nyuzi zenye jeraha la mviringo na jeraha la aloi ya Monel kwenye nyuzi za D na G.

 

Matumizi Mengine
Lebo za utambulisho zilizotengenezwa na aloi ya Monel (Vitambulisho vya mbwa kwa askari wa Amerika wakati wa Vita vya Kidunia vya pili)

Upinzani bora wa kutu kwa asidi na oksijeni anuwai hufanya aloi ya Monel kuwa nyenzo ya hali ya juu katika tasnia ya kemikali. Matukio mengine ya matumizi kama vile:
1. Urutubishaji wa Uranium, mabomba mengi ya kipenyo kikubwa yanayotumiwa kwa uranium hexafluoride yametengenezwa kwa aloi ya Monel;
2. Valve ya kudhibiti shinikizo la juu na gesi yenye nguvu tendaji ya chupa (kama vile HCl);
3. Mwanzoni mwa karne ya ishirini, aloi ya Monel ilitumiwa sana katika mfumo wa mvuke wa joto wa seti za jenereta za mvuke;
4. Aloi ya Monel pia hutumiwa mara nyingi kutengeneza sinki za jikoni na muafaka wa miwani;
5. Chumba cha mwako kilichotumiwa kutengeneza bomba la kuwasha la boiler;
6. Maisha ya kubuni ya Saa ya Muda Mrefu Sasa ni miaka 10,000. Kwa kuzingatia kwamba hakuna metali ya thamani inayotumiwa, baadhi ya sehemu za saa zinafanywa kwa nyenzo za Monel alloy kulingana na wasiwasi juu ya upinzani wa kutu.