آلیاژهای مونل

مونل، از آلیاژهای نیکل-مس، اولین بار در سال ۱۹۰۵ ساخته شد که حاوی حدود ۶۶ درصد نیکل و ۳۱٫۵ درصد مس، با مقادیر کمی آهن، منگنز، کربن و سیلیکون است. آلیاژهای مونل قوی‌تر از نیکل خالص، در برابر خوردگی توسط عوامل بسیاری ازجمله آب دریا که به‌سرعت جریان می‌یابد، مقاوم هستند. آن‌ها را می‌توان به‌آسانی با استفاده از کار سرد و گرم، ماشین‌کاری و جوشکاری، ساخت. مونل یک آلیاژ مس-نیکل واقعی نیست، زیرا مونل ۶۰ درصد مس لازم را ندارد. به‌عنوان یک آلیاژ گران‌قیمت، استفاده از آن محدود به کاربردهایی است که نمی‌توان آن را با موارد ارزان‌تر جایگزین کرد؛ به‌عنوان‌مثال، در سال ۲۰۱۵ لوله‌ مونل سه برابر گران‌تر از لوله‌های مشابه ساخته‌شده از فولاد کربنی بود.

انواع تجاری مونل مانند آلیاژ ۴۰۰، آلیاژ ۴۰۱، آلیاژ R-405، آلیاژ ۴۵۰، آلیاژ K-500، آلیاژ مونل ۴۰۴ مس نیکل وجود دارد. فرم‌های استاندارد محصول عبارت‌اند از: گرد، شش‌گوش، تخت، فورج، لوله، صفحه، ورق، نوار و سیم.

 

ویژگی‌های مونل

در برابر خوردگی بسیار مقاوم است. مونل به‌عنوان یک ماده مقاوم در برابر خوردگی و زنگ زدگی شناخته‌شده است. در برابر خوردگی و اسیدها مقاوم بوده و برخی از آلیاژها می‌توانند در برابر آتش در اکسیژن خالص، مقاوم‌تر از فولاد عمل کنند.

• چکش‌خوار بودن(Malleable)
• دارای ضریب انبساط حرارتی پایین
• در برابر قلیاها بسیار مقاوم است
• قابلیت جوش و لحیم‌کاری

از دیگر ویژگی های مونل می­باشند.

کاربرد

مونل برای مهندسی دریایی، تجهیزات پردازش شیمیایی و هیدروکربن ها، شیرها، پمپ‌ها، شفت‌ها، اتصالات، اتصال‌دهنده‌ها و مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود. همچنین به‌عنوان بخشی از ابزار فلزی و فریم عینک استفاده می‌شود. در دهه ۱۹۵۰، مونل با فولاد ضدزنگ جایگزین شد که می‌توانست همان مورد را با هزینه کمتر (به دلیل استفاده از نیکل کمتر) تولید کند.

در دهه ۱۹۶۰، فلز مونل کاربردهای عمده‌ای در ساخت هواپیما پیدا کرد، به‌ویژه در ساخت قاب و پوسته هواپیماهای موشکی آزمایشی، مانند X-15 آمریکای شمالی، که به خاطر مقاومت در برابر گرمای زیاد ناشی از اصطکاک آئرودینامیکی در طول پرواز با سرعت بسیار بالا بود. فلز مونل استحکام خود را در دماهای بسیار بالا حفظ می‌کند و به آن اجازه می‌دهد تا شکل خود را در سرعت‌های پرواز اتمسفر بالا حفظ کند، که در مقابل افزایش وزن قطعات به دلیل چگالی بالای مونل را به همراه دارد. مونل برای بست سیم‌ ایمنی در تعمیر و نگهداری هواپیما استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که بست ها نمی‌توانند بازشوندکه معمولاً در مناطق با دمای بالا کاربرد دارند.

مونل در بخش واحدهای آلکیلاسیون(یکی از فرآیندهای تبدیلی است که در پالایشگاه‌های نفت استفاده می‌شود) در تماس مستقیم با اسید هیدروفلوئوریک غلیظ استفاده می‌شود. مونل مقاومت استثنایی در برابر هیدروفلوئوریک اسید در تمام غلظت‌ها تا نقطه‌جوش دارد. شاید در بین همه آلیاژهای مهندسی رایج مورداستفاده قرار گیرد. این آلیاژ همچنین در برابر بسیاری از اشکال اسیدهای سولفوریک و هیدروکلریک تحت شرایط reducing(کاهنده) مقاوم است.

مقاومت در برابر خوردگی مونل، آن را در کاربردهایی مانند دستگاه‌های لوله‌کشی، شفت پمپ، دریچه‌های آب دریا، سیم ترولینگ و سبدهای صافی ایدئال می‌کند. برخی از آلیاژها کاملاً غیر مغناطیسی هستند و در محفظه تجهیزات اندازه‌گیری میدان مغناطیسی استفاده می‌شوند. در قایق‌سواری تفریحی، مونل برای گرفتن غل و زنجیر برای طناب‌های لنگر، برای مخازن آب و سوخت، و برای کاربردهای زیرآب استفاده می‌شود. همچنین برای شفت پروانه و پیچ و مهره‌ها استفاده می‌شود. در قایق‌های بادبانی، از پرچ‌های مونل درجاهایی که به استحکام نیاز است استفاده می‌شود، اما به دلیل خوردگی که در اثر تماس فولاد ضدزنگ با آلومینیومی، بوم و قاب قایق در محیط آب‌شور ایجاد می‌شود، نمی‌توان از فولاد ضدزنگ استفاده کرد. به دلیل مشکل عمل الکترولیتی در آب‌نمک (همچنین به‌عنوان خوردگی گالوانیکی شناخته می‌شود)، در کشتی‌سازی مونل باید به‌دقت از فلزات دیگر مانند فولاد عایق شود.

مونل به‌عنوان ماده‌ای برای پیستون سوپاپ یا روتور در برخی از آلات موسیقی باکیفیت بالاتر مانند ترومپت، توبا و هورن فرانسوی استفاده می‌شود.( Trumpets, tubas and French horns)

خواص

مونل یک آلیاژ دوتایی محلول جامد است. ازآنجایی‌که نیکل و مس در هر نسبت به یکدیگر محلول هستند، آلیاژی تک فاز است. در مقایسه با فولاد، ماشین‌کاری مونل بسیار دشوار است زیرا خیلی سریع کار می‌کند. باید چرخانده شود و با سرعت کم و نرخ تغذیه پایین کار کند. مونل معمولاً بسیار گران‌تر از فولاد ضدزنگ است. آلیاژ مونل ۴۰۰ دارای خواص مکانیکی عالی در دماهای زیر صفر است. استحکام و سختی تنها با کاهش جزئی شکل‌پذیری یا مقاومت ضربه افزایش می‌یابد. این آلیاژ حتی زمانی که تا دمای هیدروژن مایع خنک می‌شود، تغییر شکل‌ به حالت شکننده را تجربه نمی‌کند؛ این در تضاد با بسیاری از مواد آهنی است که علیرغم افزایش استحکام در دماهای پایین شکننده هستند.

ساختار ماده

مونل اغلب تحت استانداردهای ISO 6208 (صفحه، ورق و نوار) ​​۹۷۲۳ (میله) ۹۷۲۴ (سیم) ۹۷۲۵ (فرج) و DIN 17751 (لوله) داده می‌شود.

مونل ۴۰۰ معمولی دارای ترکیب شیمیایی زیر است.

%	Elements
Max 0.3	C
۲۸ – ۳۴	Cu
Max 2.5	Fe
Max 2	Manganese
Min 63	Ni
Max 0.024	S
Max 0.5	Si

 

ویژگی‌های مکانیکی

	Properties
۵۵۰  Mpa	Tensile strength, Ultimate
۲۴۰ Mpa	Tensile strength, Yield
۴۸ %	Elongation at Break

 

خواص الکتریکی

	Properties
۵٫۴۷e-005 ohm-cm	مقاومت الکتریکی
۳۵ C	دمای Curie (دمایی که بالاتر از آن‌یک ماده فرو مغناطیسی فرو مغناطیس خود را از دست می‌دهد)

 

 

 خواص حرارتی

	Properties
۱۳٫۹ µm/m-°C	CTE, linear 20°C
۰٫۴۲۷ J/g-°C	ظرفیت گرمایی
۲۱٫۸ W/m-K	هدایت حرارتی
۱۳۰۰ – ۱۳۵۰ °C	نقطه ذوب
۱۳۰۰ °C	حالت انجماد
۱۳۵۰ °C	حالت مایع

 

مونل ۴۰۱

مونل ۴۰۱ برای استفاده در کاربردهای خاص الکتریکی و الکترونیکی طراحی‌شده است. اشکال رایج آلیاژ MONEL 401 نوار و سیم هست. مونل ۴۰۱، یک آلیاژ انعطاف‌پذیر نیکل-مس با ضریب مقاومت الکتریکی بسیار پایین و مقاومت در برابر انواع مختلف شرایط خورنده است. مانند نیکل خالص تجاری، مونل ۴۰۱ در شرایط آنیل شده دارای استحکام پایینی است. آلیاژ ۴۰۱ به‌راحتی به‌صورت خودزا در بخش‌های نازک جوش داده می‌شود. جوشکاری با گاز تنگستن روشی است که معمولاً مورداستفاده قرار می‌گیرد. جوشکاری مقاومتی روشی رضایت‌بخش برای این آلیاژ است. همچنین ویژگی‌های لحیم‌کاری خوبی را از خود نشان می‌دهد. توسط استاندارد UNS N04401 پوشش داده‌شده است. مونل ۴۰۱ با عملیات حرارتی سخت نمی‌شود. کار سرد ممکن است با استفاده از ابزار استاندارد و مواد قالب نرم برای پرداخت بهتر انجام شود. ممکن است برای این آلیاژ از روش­های ماشین‌کاری مرسوم استفاده‌شده روی آلیاژهای آهن استفاده شود. آلیاژ مونل ۴۰۱ باید در دمای ۷۶۰ درجه سانتی‌گراد (۱۴۰۰ درجه فارنهایت) به مدت یک ساعت برای بازیابی از کار سرد، آنیل شود.

ساختار شیمیایی

Elements (%)

Nickel + Cobalt: 43.0 – 45.0

Manganese: 2.25 max

Cobalt: 0.25 max

Iron: 0.75 max

Carbon: 0.10 max

Sulfur: 0.015 max

Silicon: 0.25 max

Copper: Balance

 

مشخصات فیزیکی

Properties

چگالی : ۸٫۸۸ گرم بر سانتی‌متر مکعب

هدایت حرارتی:  و ۲۱ W/(m.K)

مقاومت الکتریکی: (ohm cir mil/ft) 294

میانگین ضریب انبساط حرارتی: in/in/°F   ۷۰ – ۲۰۰ °F: 7.6 x 10-6 ۷۰ – ۵۰۰ °F: 8.5 x 10-6 ۷۰ – ۱۰۰۰ °F: 9.2 x 10-6

مدول الاستیسیته(Ksi (MPa) in Tension) ۲۶ X 103 ( 179 X 103)

نقطه ذوب:

 

خواص مکانیکی در دمای اتاق

	Properties
۳۴۵ – ۴۴۱ MPa	Ultimate Tensile Strength
۲۰۷ – ۲۷۶ MPa	Yield Strength (0.2% offset)

 

آلیاژ MONEL 401 در موارد زیر استفاده می‌شود:

مقاومت‌های سیم‌پیچ

اتصال های دوفلزی

کاربردهای برق و الکترونیک.

 

 

مونل ۴۰۴

مونل ۴۰۴ دارای محتوای مس نسبتاً بالایی است، بنابراین برای کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی مناسب است. محتوای عناصر تشکیل‌دهنده MONEL 404 به‌گونه‌ای تنظیم‌شده است که آلیاژ دارای دمای کوری بسیار پایین، نفوذپذیری کم و ویژگی‌های لحیم‌کاری خوب باشد. ممکن است برای این آلیاژ از فن‌های ماشین‌کاری مرسوم استفاده‌شده روی آلیاژهای آهن استفاده شود. مونل ۴۰۴ را می‌توان با استفاده از فن‌های رایج جوشکاری و آهنگری جوش داد اما نمی‌توان آن را به‌صورت گرم کارکرد. کار سرد ممکن است با استفاده از ابزار استاندارد و مواد قالب نرم برای پرداخت بهتر انجام شود. توسط استانداردهای UNS N04404 و ASTM F96 پوشش داده‌شده است. مونل ۴۰۴ در کپسول‌های ترانزیستور و سیل‌های سرامیکی به فلز استفاده می‌شود.

ترکیب شیمیایی آلیاژ MONEL 404 در جدول زیر آورده شده است.

Element	(%)
Nickel, Ni	۵۰ – ۵۷ max
Copper, Cu	≤ ۴۵٫۵
Iron, Fe	≤ ۰٫۵۰
Carbon, C	≤ ۰٫۱۵
Manganese	≤ ۰٫۱۰
Silicon, Si	≤ ۰٫۱۰
Aluminum, Al	≤ ۰٫۰۵۰
Sulfur, S	۰٫۰۲۴

 

جدول زیر به بررسی خواص فیزیکی آلیاژ MONEL 404 می‌پردازد.

Properties
Density	۸٫۹۱ gm/cm3
Electrical Resistivity	۰٫۴۹۸ microhm-m
Specific Heat	۰٫۴۱۴ J/g-°C
Thermal Conductivity	۲۱ W/m-°C
Mean Coefficient of Thermal Expansion	µin/in-°F,(µm/m°C) ۷۰ – ۲۰۰ °F (21 – 93 °C) 7.39 (13.3) ۷۰ – ۵۷۲ °F (21 – 300 °C) 8.50 (15.3) ۷۰ – ۱۰۰۰ °F (21 – 539 °C) 9.22 (16.6) ۷۰ – ۱۵۰۰ °F (21 – 816 °C) 9.78 (17.6)
Magnetic Permeability, H = 200 Oersteds	Annealed 1.0017 max
Melting Point	۱۳۰۰ °C

 

خواص مکانیکی آلیاژ MONEL 404 در جدول زیر آمده است.

Properties
Tensile strength	۴۸۳ MPa
Yield strength	۱۷۲ MPa
Poissons Ratio	۰٫۲۹۵
Modulus of Elasticity	۱۶۹ GPa

 

مونل ۴۰۵

مونل ۴۰۵ درجه ماشین‌کاری آزاد آلیاژ ۴۰۰ است. درصد نیکل، کربن، منگنز، آهن، سیلیکون و مس مانند آلیاژ ۴۰۰ باقی می‌ماند، اما گوگرد از حداکثر ۰٫۰۲۴ به ۰٫۰۲۵-۰٫۰۶۰ درصد تغییر می‌کند. آلیاژ ۴۰۵ عمدتاً برای استوک ماشین پیچ خودکار استفاده می‌شود و به‌طورکلی برای کاربردهای دیگر توصیه نمی‌شود. سولفیدهای نیکل-مس حاصل از گوگرد موجود در ترکیب آن به‌عنوان تراشه شکن عمل می‌کنند، اما به دلیل این اجزاء، سطح آلیاژ به صافی آلیاژ ۴۰۰ نیست.

مونل R-405

مونل R-405 نسخه ماشین‌کاری آزاد مونل ۴۰۰ است. این‌یک آلیاژ نیکل-مس با مقدار کنترل‌شده گوگرد اضافه‌شده برای ایجاد آخال‌های سولفید است که به‌عنوان تراشه شکن در طول ماشین‌کاری عمل می‌کند. آلیاژ R-405 در برابر آب دریا و بخار در دماهای بالا و همچنین در برابر نمک و محلول‌های سوزاننده مقاوم است. مونل R-405 یک آلیاژ محلول جامد است که فقط باکار سرد، سخت می‌شود. این آلیاژ نیکل ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر خوردگی خوب، جوش‌پذیری خوب و استحکام بالا را نشان می‌دهد. نرخ خوردگی پایین در آب‌شور یا دریا با جریان سریع همراه با مقاومت عالی در برابر ترک‌خوردگی تنشی در اکثر آب‌های شیرین همراه با مقاومت آن در برابر انواع شرایط خورنده، استفاده گسترده آن را در کاربردهای دریایی و سایر محلول‌های کلرید غیر اکسیدکننده توجیه می‌کند. این آلیاژ نیکل مس به‌ویژه در برابر اسیدهای هیدروکلریک و هیدروفلوریک زمانی که هوادهی می‌شوند، مقاوم است. همان‌طور که از محتوای بالای مس آن انتظار می‌رود، آلیاژ R-405 به‌سرعت توسط سیستم‌های اسید نیتریک و آمونیاک موردحمله قرار می‌گیرد. مونل R-405 در دمای اتاق کمی مغناطیسی است و به‌طور گسترده در صنایع شیمیایی، نفت و دریایی استفاده می‌شود.

ترکیب شیمیایی مونل R-405 در جدول زیر نشان داده‌شده است.

Elements	(%)
Nickel, Ni	۶۳
Copper, Cu	۲۸-۳۴
Iron, Fe	۲٫۵۰
Manganese, Mn	۲
Carbon, C	۰٫۳۰
Silicon, Si	۰٫۵۰
Sulfur, S	۰٫۰۲۵ – ۰٫۰۶۰

 

خواص فیزیکی مونل R-405 در جدول زیر آورده شده است.

Properties
Density	۸٫۸۰ g/cm³
Melting point	۱۳۳۸°C

 

جدول زیر خواص مکانیکی مونل R-405 را نشان می‌دهد.

Properties
Tensile Strength (annealed)	۵۵۰ MPa
Yield strength (@ strain 0.200%, annealed)	۲۴۰ MPa
Elongation at break (annealed)	۴۰%

 

خواص حرارتی مونل R-405 در جدول زیر مشخص‌شده است.

Properties
Thermal expansion co-efficient ( 20-100°C/68-212°F)	۱۳٫۷ µm/m°C
Thermal conductivity	۲۱٫۸ W/mK

 

ویژگی های تکمیلی

مونل R-405 ماشین‌کاری خوبی دارد. شکل‌پذیری عالی دارد. می‌توان با استفاده از روش‌های استاندارد جوشکاری آن را جوش داد. به عملیات حرارتی واکنش نشان نمی‌دهد و فورجینگ مونل R-405 به دلیل وجود محتوای گوگرد، توصیه نمی‌شود. این مونل نباید گرم کار شود درحالی که مونل R-405 را می‌توان به‌راحتی سرد کار کرد و در دمای ۹۲۷ درجه سانتی‌گراد (۱۷۰۰ درجه فارنهایت) و پس از خنک شدن هوا آنیل می‌شود.

مونل R-405 در شرایط اکسیداسیون نسبت به مس مقاوم‌تر است، اما مقاومت بهتری در برابر محیط‌های کاهنده نسبت به اکسیدکننده نشان می‌دهد. خواص مکانیکی از دمای زیر صفرتا حدود ۴۸۰ درجه سانتی‌گراد را دارد.

مقاومت خوب در برابر اسیدهای سولفوریک و هیدروفلوریک را دارد و بااین‌حال هوادهی منجر به افزایش نرخ خوردگی خواهد شد. ممکن است برای مدیریت اسید هیدروکلریک استفاده شود، اما وجود نمک‌های اکسیدکننده خورندگی را تا حد زیادی تسریع می‌کند.مقاومت در برابر نمک‌های خنثی، قلیایی و اسیدی نشان داده‌شده است، اما مقاومت ضعیفی بانمک‌های اسیدی اکسیدکننده مانند کلرید آهن یافت می‌شود و نیز مقاومت عالی در برابر ترک‌خوردگی تنش یون کلرید را دارد.

کاربردها

• لوله‌های مولد آب و بخار.
• بخاری آب‌نمک، اسکرابر آب دریا در سیستم های گاز خنثی تانکر.
• کارخانه‌های آلکیلاسیون اسیدسولفوریک و اسید هیدروفلوئوریک.
• مبدل‌های حرارتی در صنایع مختلف.
• انتقال لوله از ستون‌های نفت خام پالایشگاه نفت.
• کارخانه پالایش اورانیوم و جداسازی ایزوتوپ در تولید سوخت هسته‌ای.
• پمپ‌ها و شیرهای مورداستفاده در ساخت پرکلرواتیلن، پلاستیک‌های کلردار.
• لوله بازجوش مونو اتانول آمین (MEA).
• پوشش برای نواحی بالایی ستون‌های خام پالایشگاه نفت.
• پروانه و محور پمپ.

مونل ۴۵۰

این آلیاژ استحکام خستگی خوبی از خود نشان می‌دهد و هدایت حرارتی نسبتاً بالایی دارد. برای کندانسورهای آب دریا، صفحات کندانسور، لوله‌های تقطیر، لوله‌های اواپراتور و مبدل حرارتی ولوله کشی آب‌شور استفاده می‌شود.مونل ۴۵۰ یا آلیاژ ۴۵۰ به ترتیب دارای ترکیب ۷۰-۳۰ مس و نیکل است. این نوع از خانواده آلیاژ مونل دارای قابلیت جوشکاری عالی است. این آلیاژ در برابر رسوب زیستی یا خوردگی در آب دریا مقاومت مناسبی دارد.

ترکیب شیمیایی مونل R-450 در جدول زیر نشان داده‌شده است.

Elements	(%)
Nickel, Ni	۲۹-۳۳ min
Copper, Cu	Balance
Iron, Fe	۰٫۴-۱
Manganese, Mn	۱ max
Carbon, C	۰٫۳۰
Silicon, Si	۰٫۵۰
Sulfur, S	۰٫۰۲۵ – ۰٫۰۶۰

 

جدول زیر خواص مکانیکی مونل R-450 را نشان می‌دهد.

Properties
Tensile Strength (annealed)	۳۸۵ MPa
Yield strength	۱۶۵ MPa
Elongation at break (annealed)	۴۶%

 

خواص فیزیکی مونل R-450 در جدول زیر آورده شده است.

Properties
Density	۸٫۹۱ g/cm³
Melting range	۱۱۷۰ -۱۲۴۰°C
Thermal Conductivity	۲۹٫۴ W/M.K
Electrical Resistivity	۴۱۲ µΩ·m

 

فرم‌های محصول موجود مونل ۴۵۰:

• Hexagon(شش‌ضلعی)
• Round(گرد)
• Flats(تخت)
• Forging Stock()
• Tube(لوله)
• Pipe(لوله)
• Plate(صفحه)
• Wire(سیم)
• Sheet(ورق)

کاربردها

• کندانسورهای آب دریا
• لوله‌های تقطیر
• صفحات کندانسور
• لوله‌های اواپراتور
• مبدل حرارتی
• لوله‌کشی آب‌نمک

 

مونل K-500

مونل K-500 ویژگی مقاومت در برابر خوردگی عالی آلیاژ مونل ۴۰۰ را با مزایای افزوده استحکام و سختی بیشتر ترکیب می­کند.خواص افزایش‌یافته با افزودن آلومینیوم و تیتانیوم به پایه نیکل-مس و با حرارت دادن در شرایط کنترل‌شده به دست می‌آید تا ذرات زیر میکروسکوپی Ni3 (Ti ,AL) در سراسر ساختار  رسوب کنند.مقاومت به خوردگی آلیاژ مونل K-500 به‌طور فراوان ای معادل آلیاژ ۴۰۰ است، با این تفاوت که، در شرایط سخت شدن ، آلیاژ K-500 تمایل بیشتری به ترک‌خوردگی ناشی از تنش در برخی محیط‌ها دارد. آلیاژ مونل K-500 در برابر محیط گاز اسیدی مقاوم است. ترکیبی از نرخ خوردگی بسیار کم در آب دریا با سرعت‌بالا و استحکام بالا، آلیاژ K-500 را به‌ویژه برای شفت پمپ‌های گریز از مرکز در خدمات دریایی مناسب می‌کند. در آب دریای راکد یا با حرکت آهسته، رسوب ممکن است به دنبال حفره ایجاد شود، اما این حفره پس از یک حمله اولیه نسبتاً سریع، کند می‌شود.کاربردهای معمولی برای آلیاژ K-500، محورها و پروانه‌های پمپ، تیغه‌ها و خراش دهنده‌ها، و حلقه‌های حفاری چاه نفت، ابزارآلات و قطعات الکترونیکی است.

یک نمونه آزمایش نشان داده است که، مونل K-500 پس از ۶ روز غوطه‌ور شدن مداوم در محلول‌های سولفید هیدروژن اشباع (۳۵۰۰ppm) در pH اسیدی و بازی (از ۱٫۰ تا ۱۱٫۰)، نمونه‌های U-bend از ورق سخت شده بازمان، هیچ ترک‌خوردگی نشان نمی‌دهند.

 

Elements	(%)
Nickel + Cobalt	۶۳ min
Carbon	۰٫۲۵ min
Titanium	۰٫۳۵-۰٫۸۵
Copper	۲۷-۳۳
Iron	۲ max
Silicon	۰٫۵ max
Manganese	۱٫۵ max
Sulfur	۰٫۰۱ max
Titanium	۰٫۳۵-۰٫۸۵
Aluminum	۲٫۳-۳٫۱۵

 

 

مشخصات فیزیکی

Properties
Density	۸٫۴۳۴ g/cm3
Melting range(F)	۲۴۰۰-۲۴۶۰
Modulus of Elasticity, 10(6) psi, Tension	۲۶
Modulus of Elasticity, 10(6) psi, Torsion	۹٫۵
Poisson’s Ration	۰٫۳۲

 

خواص حرارتی

Temperature, °F	Mean Linear Expansion, in/in-°F x 10(-6)	Thermal Conductivity,(a) Btu-in-hr-sq ft-°F	Special Heat,(a)Btu-lb-°F	Electrical Resistivity,(b) ohm-circ mil-ft
-۳۲۰ -۲۰۰ ۷۰ ۲۰۰ ۴۰۰ ۶۰۰ ۸۰۰ ۱۰۰۰ ۱۲۰۰ ۱۴۰۰ ۱۶۰۰ ۱۸۰۰	۶٫۲ ۶٫۸ — ۷٫۶ ۸٫۱ ۸٫۳ ۸٫۵ ۸٫۷ ۹٫۱ ۹٫۳ ۹٫۶ —	— ۹۲ ۱۲۱ ۱۳۶ ۱۵۶ ۱۷۸ ۱۹۸ ۲۲۰ ۲۴۰ ۲۶۲ ۲۸۲ ۳۰۲*	— ۰٫۰۷۷ ۰٫۱۰۰ ۰٫۱۰۷ ۰٫۱۱۴ ۰٫۱۱۷ ۰٫۱۲۰ ۰٫۱۲۵ ۰٫۱۳۲ ۰٫۱۴۱ ۰٫۱۵۷ ۰٫۱۸۶*	-۳۳۰٫۸(c) — ۳۷۰ ۳۷۲ ۳۷۸ ۳۸۵ ۳۹۰ ۳۹۳ ۳۹۶ ۴۰۰ ۴۰۸ ۴۱۸

 

1. مواد قبل از آزمایش در شرایط آنیل شده بود.
2. مقاومت الکتریکی به‌طور قابل‌توجهی تحت تأثیر تاریخچه حرارتی به دلیل ویژگی‌های سخت شدن بازمان آلیاژ است. داده‌ها مقادیر اندازه‌گیری شده در کاهش دما روی مواد را در شرایطی معادل آنیل شده با مقدار کمی سخت شدن نشان می‌دهد.
3. مقاومت نمونه از این آزمایش در دمای اتاق: ۳۵۵٫۵ ohm/circ mil/ft

 

 

 

ویژگی‌های مغناطیسی

Condition	Tensile Strength, psi	Permeability	Curie Temperature, °F, for Permeability of
			۱٫۰۱	۱٫۰۲	۱٫۰۵	۱٫۱۰
Annealed, Quenched Annealed, Age-Hardened Cold-Drawn 20% Cold-Drawn 20% and Age-Hardened Cold-Drawn 50% Cold-Drawn 50% and, Age-Hardened	۹۲,۵۰۰ ۱۵۱,۰۰۰ ۱۳۷,۰۰۰۱۸۶,۵۰۰ ۱۵۱,۲۵۰

۱۹۸,۰۰۰۱٫۰۰۱۱
۱٫۰۰۱۸
۱٫۰۰۱۱۱٫۰۰۱۹
۱٫۰۰۱۰

۱٫۰۰۱۹-۲۱۰
-۱۵۳
-۲۱۰-۱۳۰
-۲۱۰

-۱۳۰-۲۱۰
-۱۷۸
—۱۵۰
—

-۱۵۰–
-۲۰۲
—۱۸۲
—

-۱۸۲–
-۲۱۰
—۲۱۰
—

-۲۱۰

 

یک ویژگی مفید آلیاژ این است که تقریباً غیر مغناطیسی است، حتی در دماهای بسیار پایین (جدول بالا را ببینید). بااین‌حال، امکان ایجاد یک‌لایه مغناطیسی بر روی سطح ماده در طول پردازش وجود دارد. آلومینیوم و مس ممکن است به‌طور انتخابی در طول گرمایش اکسید شوند و یک‌لایه مغناطیسی غنی از نیکل در قسمت بیرونی قطعه باقی بماند. این اثر به‌ویژه در سیم یا نوار نازک که نسبت سطح به وزن بالایی دارد، قابل‌توجه است. فیلم مغناطیسی را می‌توان با غوطه‌ور کردن روشن در اسید حذف کرد و خواص غیر مغناطیسی ماده بازیابی می‌شود. ترکیبی از نفوذپذیری مغناطیسی کم، استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی خوب در تعدادی از کاربردها، به‌ویژه تجهیزات نقشه‌برداری چاه نفت و قطعات الکترونیکی، به‌خوبی مورداستفاده قرارگرفته است.

خواص مکانیکی

Form and Condition	Tensile Strength, ۱۰۰۰ psi	Yield Strength ۰٫۲% offset, 1000 psi	Elongation %	Hardness Rockwell
Sheet, Cold Rolled, Annealed Plate Hot-Finished Hot-Finished, Aged(b)	۹۰-۱۰۵ ۹۰-۱۳۵ ۱۴۰-۱۸۰	۴۰-۶۵ ۴۰-۱۱۰ ۱۰۰-۱۳۵	۴۵-۲۵ ۴۵-۲۰ ۳۰-۲۰	۸۵B max ۷۵B-26C ۲۷-۳۷C

 

1. محدوده‌های نشان داده‌شده کامپوزیت برای اندازه‌های مختلف محصول هستند و بنابراین برای اهداف مشخصات مناسب نیستند.
2. خواص اسمی برای مواد سخت شده بازمان برای ایجاد حداکثر خواص.

 

 

مونل ۵۰۲

مونل ۵۰۲ یک آلیاژ نیکل مس است و شماره UNS آن N05502 است. این درجه همچنین مقاومت خوبی در برابر مورمور شدن و اکسیداسیون دارد. مونل ۵۰۲ را می‌توان در اشکال مختلف شکل داد. مونل ۵۰۲ را می‌توان مشابه فولادهای زنگ نزن آستنیتی(austenitic) ماشین‌کاری کرد. می‌توان این مونل را با استفاده از روش‌های معمولی جوش داد؛ به عملیات حرارتی و آنیل(annealing یک فرآیند عملیات حرارتی است که باعث تغییر خواص فیزیکی و گاهی شیمیایی یک ماده برای افزایش شکل‌پذیری و کاهش سختی برای کارایی بیشتر آن می‌شود.) واکنش نشان می‌دهد. مونل ۵۰۲ در دمای ۸۷۲ تا ۱۱۴۹ درجه سانتی‌گراد کار می‌کند و می‌توان آن را با روش‌های معمولی سرد کارکرد. در دمای ۱۰۳۸ درجه سانتی‌گراد (۱۹۰۰ درجه فارنهایت) آنیل می‌شود و سپس در آب خاموش می‌شود. در دماهای بین ۵۹۴ تا ۶۰۸ درجه سانتی‌گراد (۱۱۰۰ تا ۱۱۲۵ درجه فارنهایت) کهنه می‌شود و سپس در کوره خنک می‌شود.

کاربردها

• اتصال‌دهنده‌ها
• شفت پمپ
• شفت پروانه
• اجزای شیر

جدول زیر ترکیب شیمیایی مونل ۵۰۲ را نشان می‌دهد:

Element	(%)
Nickel , Ni	۶۳-۷۰
Aluminum, Al	۲٫۵-۳٫۵
Iron, Fe	۲ max
Manganese, Mn	۱٫۵ max
Titanium, Ti	۰٫۵ max
Silicon, Si	۰٫۵ max
Carbon, C	۰٫۱ max
Sulfur, S	۰٫۰۱ max
Copper, Cu	Remainder

 

خواص فیزیکی مونل ۵۰۲ در جدول زیر مشخص‌شده است.

Properties
Density	۷٫۷-۸٫۰۳ g/cm³
Melting point	۱۳۳۰°C

 

خواص مکانیکی مونل ۵۰۲ در جدول زیر نشان داده‌شده است.

Properties
Tensile strength	۱۱۵۸ MPa
Yield strength	۱۰۳۴ MPa
Elastic modulus	۱۹۰-۲۱۰ GPa
Poisson’s ratio	۰٫۲۷-۰٫۳۰
Elongation	۱۵%
Reduction of area	۵۳%
Hardness	۳۳۵

 

خواص حرارتی مونل ۵۰۲ در جدول زیر نمایش داده‌شده است.

Properties
Thermal conductivity	۴۲٫۷ W/m.K

نوشته قبل

نایمونیک 75