Gwida Komprensiva għal Ligi Ibbażati fuq in-Nikil: Liga tal-Monel
X'inhu Monel Alloy?
Liga tar-ram tan-nikil, magħrufa wkoll bħala Monel Alloy, hija l-ewwel tip żviluppat u l-iktar użat ħafna ta 'liga reżistenti għall-korrużjoni bbażata fuq in-nikil. Il-liga ġiet żviluppata għall-ewwel darba mill-American International Nickel Company fl-1906, u ċ-Ċina bdiet tipproduċi u tużah fl-ħamsinijiet. Il-liga tal-monel tista 'tinqasam f'soluzzjoni solida tat-tisħiħ tat-tip u t-tip ta' ebusija tal-età skont il-metodu tat-tisħiħ. Tisħiħ ta 'soluzzjoni solida Il-ligi monel jinkludu Monel 400, Monel 404 u Monel 405; ligi tat-twebbis tal-età jinkludu monel k -500, m -30 C, monel 505, eċċ. Skond il-metodu li jifforma, liga monel tista 'tinqasam f'liga ta' deformazzjoni u liga tal-ikkastjar, u l-gradi u l-kompożizzjonijiet huma murija fit-Tabella 1 u t-Tabella 2. Inġiniera) grad ta 'grad, li huwa rrappreżentat mill-ittri K, R, H, S Plus Monel Alloy. Il-liga monel "K" hija tip ta 'ebusija ta' l-età, "R" liga Monel hija tip ta 'qtugħ ħieles, "H" liga monel hija tip ta' saħħa medja, u l-liga monel "S" hija tip ta 'saħħa għolja. It-tieni hija l-marka diġitali ta 'Kumpanija Internazzjonali tan-Nikil, li hija rappreżentata minn suffiss ta' liga ta 'żewġ ċifri jew bi tliet ċifri. It-tielet hija l-marka "ASTM-SAE Unified Numer System", imqassra bħala "UNS", irrappreżentata mill-ittra N + ħames ċifri. Fiċ-Ċina, huwa rrappreżentat minn "NCUXX XX XX".
1. Tqabbil ta 'l-organizzazzjoni, il-proprjetajiet u l-applikazzjonijiet ta' tliet tipi ta 'ligi monel
Monel Alloy żviluppa aktar minn 20 grada, fosthom Monel 400 (General Monel Alloy), Monel K -500 (liga Monel li jwebbsu l-età), u Monel 505 (liga Monel għolja ta 'silikon) huma użati b'mod wiesa', li jikkorrispondu għall-NCU30 taċ-Ċina, NCU {30-3-0}} 5 u NCU {}}
L-istruttura tal-liga Monel 400 hija struttura tipika ta 'austenite b'fażi waħda b'reżistenza eċċellenti għall-korrużjoni. Il-liga ġeneralment ma tipproduċix xquq tal-korrużjoni tal-istress u għandha prestazzjoni tajba tal-qtugħ. Għandu reżistenza eċċellenti għall-korrużjoni fil-gass tal-fluworin, aċidu idrokloriku, aċidu sulfuriku, aċidu idrofluworiku u d-derivattivi tiegħu. Fl-istess ħin, huwa wkoll reżistenti għall-korrużjoni f'soluzzjonijiet newtrali, soluzzjonijiet alkalini konċentrati sħan, ilma, ilma baħar, atmosfera, komposti organiċi, eċċ. Jista 'jintuża għal ilma bla xkiel u pajpijiet tal-fwar fl-impjanti tal-enerġija, skambjaturi tal-baħar u evaporaturi, xaftijiet tal-pompa ta' tagħmir bl-użu tal-ilma tal-baħar u l-aċidu tal-idrokloriku, l-aċidu tal-uraniju, l-uraniju Ibbażati fuq in-nikil, ibbażati fuq il-ħadid, ibbażati fuq il-kobalt u ligi bbażati fuq ir-ram, liga Monel 400 turi wkoll proprjetajiet mekkaniċi fraġli b'temperatura medja, u l-plastiċità tagħha hija l-iktar baxxa fil-firxa tat-temperatura ta '600-850 grad. Il-kontenut tar-ram fil-liga Monel 400 huwa għoli ħafna. Jekk l-elementi CR u Al ma jiġux miżjuda, film ta 'ossidu stabbli ma jistax jiġi ffurmat, u għalhekk huwa faċli ħafna li tossidizza f'temperaturi għoljin. Ġeneralment, it-temperatura massima kontinwa tax-xogħol fl-arja ma taqbiżx is-600 grad, u t-temperatura massima taħt l-ammonja anidruża u l-kondizzjonijiet ta 'ammonjazzjoni ma taqbiżx il-585 grad. Il-liga tista 'tintuża kemm f'soluzzjoni solida kif ukoll fl-istat tax-xogħol kiesaħ. It-temperatura tat-trattament tas-soluzzjoni hija ġeneralment bejn 870 u 980 grad, iżda l-effett li jsaħħaħ is-soluzzjoni solida mhuwiex ovvju, u s-saħħa hija ħafna inqas minn dik tal-liga ta 'monel k -500, u għalhekk mhix adatta għal komponenti ta' saħħa għolja.
Sabiex titjieb ir-reżistenza għall-ilbies tal-liga, ir-riċerkaturi żiedu l-element SI mal-liga Monel 400 fis-snin 80 biex ittejjeb ir-reżistenza għall-ilbies tal-materjal. Huma żviluppaw NCU 30-4-2 liga u monel 1-505 liga, li jappartjenu għas-serje Smonel. Il-mikrostruttura wara x-xjuħija hija matriċi austenite kubika ċċentrata fuq il-wiċċ u fażi tas-silikon Ni3. Il-fażi Ni3SI hija l-fażi ewlenija tat-tisħiħ tal-liga monel li fiha s-silikon, li se tippreċipita waqt is-solidifikazzjoni, iżda se tippreċipita b'mod sinifikanti waqt ix-xjuħija. Il-liga għandha l-karatteristiċi ta 'ebusija għolja, saħħa għolja, reżistenza eċċellenti għall-ilbies u anti-adeżjoni. Huwa prinċipalment użat biex jimmanifattura partijiet ta 'frizzjoni ta' preċiżjoni li jeħtieġu tħaddim stabbli, bħal apparat tal-fjuwil tal-avjazzjoni u rudders, xaftijiet tat-tmun ta 'missili bl-ajru, u aċċessorji tal-fjuwil tal-magni tal-avjazzjoni. Il-proċess ta 'trattament tas-sħana rrakkomandat huwa trattament ta' soluzzjoni ta '950 grad × 2H + 600 Grad × 8H trattament ta' tixjiħ. Peress li s-silikon għandu t-tendenza li jirreaġixxi bl-aċidu idrofluworiku biex jiġġenera aċidu fluworosiliku, materjali li fihom is-silikon se jiġu msaddad bl-aċidu idrofluworiku, u għalhekk il-liga ma tistax tintuża fil-mezz ta 'aċidu idrofluworiku. Iż-żieda ta 'Si żżid id-diffikultà tat-tidwib u l-iffurmar, u l-plastiċità tagħha hija ħafna inqas minn dik tal-liga ta' monel k -500. Ma jistax jiġi wweldjat u ffurmat, u l-firxa ta 'applikazzjoni attwali tagħha hija relattivament żgħira, l-aktar użata fil-qasam tal-avjazzjoni.
Fl-istess ħin, sabiex titjieb is-saħħa tal-ligi tar-ram tan-nikil, ir-riċerkaturi żiedu ċertu ammont ta 'elementi AL u TI għall-liga ta' Monel 400 biex jiżviluppaw monel k -500 liga. Il-proprjetajiet fiżiċi tal-liga ta 'monel k -500 huma bażikament simili, iżda mqabbla mal-liga Monel 400, il-konduttività termali tagħha u l-punt ta' transizzjoni manjetika huma aktar baxxi (ara t-Tabella 3). Għalhekk, l-oqsma tal-applikazzjoni tat-tnejn huma bażikament l-istess, iżda minħabba ż-żieda ta 'titanju u aluminju, il-prestazzjoni komprensiva tagħha hija aħjar minn liga Monel 400. Għandu potenzjal ta 'applikazzjoni tajjeb fl-oqsma tal-pitrolju, industrija kimika, navigazzjoni, enerġija atomika, metallurġija, tessuti, stampar u żebgħa, teħid tal-karti, makkinarju tal-ikel, tagħmir mediku, eċċ. Il-prodotti ewlenin huma xaftijiet tal-pompa, għodda tal-bir taż-żejt, barraxa, eċċ., Valv Interni, Qafla (Bolti), Springs, eċċ.
Il-mikrostruttura ta 'monel k -500 liga wara t-tixjiħ hija prinċipalment magħmula minn matriċi kubika ta' l-austenite ċċentrata fuq wiċċ u Ni. 3 (Al, Ti) imxerred preċipitati, li huwa kompletament differenti mill-kompożizzjoni tal-fażi tat-tisħiħ tal-liga Monel 505. Din il-liga hija l-aħjar materjal reżistenti għall-korrużjoni fost l-elementi tal-aloġenu f'materjali tal-baħar ta 'saħħa għolja ħlief liga tat-titanju. Għalhekk, huwa użat ħafna fil-manifattura tat-tagħmir tal-vapuri barranin. Huwa rrappurtat li l-qfieli, il-boltijiet u l-ġewż tal-pipeline taż-żejt tal-Baħar tat-Tramuntana u l-pont ta 'Thames fir-Renju Unit huma prinċipalment magħmula minn Monel K -500 liga. Dan il-materjal jintuża ħafna fl-iskrejjen, xaftijiet ewlenin u xi partijiet tal-pompi tal-vapuri. Ħafna tagħmir u sistemi tat-trasportatur tal-ajru Franċiż "Charles de Gaulle" jużaw ukoll dan il-materjal. Is-sottomarini tal-Virginia Navy Amerikana juża Monel K -500 biex jimmanifattura xaftijiet tal-iskrun, qafliet u ċerti tagħmir estern, bi prestazzjoni tal-applikazzjoni eċċellenti. Il-militar xtara bl-ingrossa. Minbarra li jintuża ħafna fil-qasam tal-baħar, il-liga Monel K -500 hija wkoll użata ħafna fl-industrija petrokimika ta 'pajjiżna, l-aktar bħala molol tal-valv u xaftijiet tal-pompa għal pompi ta' injezzjoni tal-fjuwil. Ir-riċerka tagħna sabet li meta mqabbla ma 'Springs tal-istainless steel, Monel K -500 liga tista' tiggarantixxi aħjar il-ħajja tas-servizz u l-affidabbiltà tal-pompa fil-polimeru alkalin tal-omm likwida meta tintuża bħala pompa ta 'injezzjoni tal-polimeru tal-pitrolju. Madankollu, meta jintuża bħala qafla tal-baħar, huwa meħtieġ li tevita li tużah flimkien ma 'materjali b'potenzjal għoli. Fil-qosor, Monel K {{11} liga u liga Monel 505 huma gradi ġodda żviluppati billi jiżdiedu elementi ta 'tisħiħ differenti ma' liga Monel 400. Madankollu, il-prestazzjoni komprensiva tal-liga ta 'Monel K -500 taqbeż ħafna dik tal-liga Monel 505, u għandha suq usa' għall-użu.
2. L-influwenza tal-elementi fuq il-proprjetajiet tal-liga
L-elementi ewlenin fil-monel k {{0}} liga huma nikil, ram, aluminju, titanju, eċċ. Ir-ram jista 'jtejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-liga fit-tnaqqis tal-midja. Ir-rwol ewlieni tal-aluminju u t-titanju huwa li jtejjeb is-saħħa u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-liga. Il-ħadid jista 'jtejjeb b'mod sinifikanti r-reżistenza tal-liga ta' monel k -500 għal korrużjoni ta 'impatt turbulenti fl-ilma baħar u ttejjeb il-prestazzjoni tal-ipproċessar tal-liga; Il-manganiż jista 'wkoll itejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-liga fl-ilma baħar li joħroġ u jsaħħaħ l-effetti ta' benefiċċju tal-ħadid, bħalma huma r-raffinar tal-istruttura; Il-kubrit jista 'jtejjeb il-prestazzjoni tal-qtugħ tal-liga ta' monel k -500, iżda kontenut eċċessiv ta 'kubrit se jnaqqas il-prestazzjoni tal-iwweldjar u l-forġa tiegħu, u għalhekk jeħtieġ li jiġi kkontrollat fi ħdan {0. 03wt%; L-effett tal-karbonju fuq il-liga ta 'monel k -500 huwa pjuttost ikkumplikat. Min-naħa l-waħda, tista 'ttejjeb is-saħħa tal-liga, u min-naħa l-oħra tista' tnaqqas il-plastiċità tal-liga. Għandu solubilità żgħira ħafna fil-liga u jista 'faċilment jifforma karburi primarji u sekondarji bit-titanju. L-ammont ta 'preċipitazzjoni tal-karbur huwa proporzjonali għall-kontenut tal-karbonju, li għandu effett sinifikanti fuq il-prestazzjoni tal-forġa tal-liga. Il-kontenut ta 'partijiet b'deformazzjoni kbira għandu jkun ikkontrollat taħt 0.15wt%.
3. Mekkaniżmu ta 'tisħiħ ta' monel k -500 liga
B'mod ġenerali, il-metodi ewlenin ta 'tisħiħ ta' ligi bbażati fuq in-nikil huma t-tisħiħ tal-konfini tal-qamħ, it-tisħiħ tas-soluzzjoni solida u t-tisħiħ tal-preċipitazzjoni. Il-mekkaniżmu ta 'tisħiħ ta' monel k -500 jinkludi s-soluzzjoni solida li t-tisħiħ u t-tisħiħ tal-preċipitazzjoni, li fosthom it-tisħiħ tal-preċipitazzjoni li qed jixjieħ huwa l-metodu ewlieni ta 'tisħiħ. It-Tabella 4 turi l-koeffiċjenti ta 'tisħiħ ta' soluzzjoni solida ta 'elementi bħal C, Ti, u Mn fuq Monel K -500. Jista 'jidher li l-effett tat-tisħiħ ta' C huwa ovvju. Għalhekk, Monel K -500 ġeneralment għandu kontenut ta 'karbonju ogħla (C akbar minn jew daqs 0. 10%), li jista' jtejjeb b'mod effettiv it-tisħiħ interstizjali tiegħu. Meta mqabbel mal-liga Monel400, is-saħħa tat-tensjoni u s-saħħa tar-rendiment tal-liga Monel K -500 wara t-trattament tax-xjuħija huma aktar minn 2 darbiet ogħla taħt il-premessa tal-istess tisħiħ ta 'soluzzjoni solida. It-tisħiħ tal-liga huwa prinċipalment minħabba l-preċipitazzjoni tat-tixrid tal-fażi f'temperaturi medji u baxxi.
