لماذا يعتبر Monel 400 باهظ الثمن؟
تم تطوير سبيكة المونيل لأول مرة بواسطة روبرت كروكس ستانلي من شركة النيكل الدولية وحصلت على براءة اختراع في عام 1906. وتم تسمية الاختراع الجديد على اسم رئيس الشركة. مع مرور الوقت، تم تطوير سبائك مختلفة في عائلة مونيل لتطبيقات مختلفة.
تكوين سبائك المونيل
المونيل هو الاسم الذي يطلق على مجموعة من السبائك (401، R405، K-500، 400، 404، و402) التي تحتوي على النيكل والنحاس وأحيانًا الحديد والسيليكون والمنغنيز والتيتانيوم. على الرغم من أن جميع هذه السبائك معروفة عمومًا بمقاومتها الجيدة للتآكل، إلا أن كل سبيكة لها بعض الخصائص والاستخدامات الفريدة.
على سبيل المثال، يحتوي Monel 404 على محتوى منخفض من النيكل (52%)، ومحتوى عالي من الألومنيوم (0.05%)، ومحتوى نحاس (47%). يشبه Monel R405 إلى حد كبير محتوى Monel 400، ولكن بدون التيتانيوم.
يحتوي Monel K500 على الألومنيوم (0.3%) والتيتانيوم (0.35% إلى 0.85%). تتميز هذه السبيكة بمعامل احتكاك أقل ومقاومة تآكل أعلى من سبائك المونيل الأخرى. كما أن لديها خصائص ميكانيكية ممتازة، مثل القوة والصلابة عند درجات حرارة تصل إلى 600 درجة (1112 درجة فهرنهايت).
يحتوي المونيل 400 على النحاس والنيكل بنفس النسب التي توجد بشكل طبيعي في خام النيكل من منجم سدبوري في أونتاريو، كندا. ونظرًا لأن هذه السبيكة أغلى بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ، فإنها تستخدم فقط في التطبيقات الحرجة حيث لا يمكن استبدال المواد الأرخص.
يحتوي المونيل 400 على 28 إلى 34 بالمائة من النحاس و63 بالمائة على الأقل من النيكل. كما أنه يحتوي عادةً على الحديد والمنغنيز والسيليكون والكربون وكميات ضئيلة من الكبريت والتيتانيوم.
خصائص سبائك المونيل 400
المونيل أقوى من النيكل أو النحاس وحدهما. يحتوي المونيل 400 على النيكل والنحاس بالإضافة إلى الكربون والحديد والمنغنيز والسيليكون والتيتانيوم. تساعد هذه التركيبة المونيل في الحفاظ على مقاومته الممتازة للتآكل بالإضافة إلى المتانة والقوة الميكانيكية على نطاق واسع من درجات الحرارة، يصل عادةً إلى 400 درجة (752 درجة فهرنهايت). تعد هذه الخاصية متطلبًا أساسيًا في تطبيقات الفضاء الجوي حيث تختلف درجات حرارة التشغيل بشكل كبير. يستخدم Monel 400 في صناعة المسامير للطائرات ذات هيكل الألمنيوم.
في درجات الحرارة المنخفضة، يحتفظ Monel 400 بالخصائص الميكانيكية مثل الصلابة والقوة، ولكن ليونته تقل قليلاً. (لمزيد من المعلومات حول قوة المواد، اقرأ الدراسة المتعمقة لقوة الشد.)
يتمتع Monel 400 بمقاومة ممتازة للتآكل في البخار ذي درجة الحرارة العالية والمحلول الملحي الساخن المتدفق بسرعة عالية. إنه يحمي من التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي (SCC) في المياه العذبة، كما أن متانته في مياه البحر المضطربة تبرر تكلفته. تتطلب مقاومته لحمض الهيدروفلوريك وحمض الهيدروكلوريك التفريغ. وهو مقاوم بشكل عام للأطعمة الحمضية. ومع ذلك، فهو ليس مقاومًا لحمض النيتريك، الذي له تأثيرات مؤكسدة.
ليس من السهل تصنيع Monel 400 لأنه يخضع لعملية تصلب أثناء التشغيل. ولذلك، فمن الأفضل قطع وتحويل السبائك بسرعات أبطأ ومعدلات تغذية منخفضة للغاية. وهذا يؤدي حتما إلى ارتفاع تكاليف المعالجة.
يمتلك Monel 400 موصلية بنسبة 34% IACS (المعيار الدولي للنحاس الملدن). وحتى عند تجميده إلى درجة حرارة الهيدروجين السائل، فإنه يحتفظ ببعض الليونة. كما أنها مغناطيسية ضعيفة.
يتمتع Monel 400 بأداء لحام جيد ويمكن لحامه عن طريق اللحام القوسي المغمور واللحام بالقوس المعدني الغازي واللحام بقوس التنغستن الغازي. يمكن لمعدن الحشو Monel 60 المستخدم في اللحام أن يضمن أن الوصلة الملحومة لها نفس الصلابة والقوة الميكانيكية وخصائص مقاومة التآكل مثل المعدن الأساسي. (القراءة ذات الصلة: أسباب تآكل الوصلات الملحومة والوقاية منها.)
بالإضافة إلى التوصيلات الملحومة، يمكن أيضًا توصيل Monel 400 عن طريق اللحام أو اللحام بالنحاس.
حدود مونيل 400
المونيل 400 ليس مقاومًا لهيبوكلوريت أو ثاني أكسيد الكبريت أو حمض النيتريك أو أكسيد النيتريك. كما أنها عرضة للتآكل الجلفاني.
