A liga Monel é uma liga à base de Ni, sua principal composição química é o níquel (Ni), o maior teor é de até 67%, a outra composição química principal é o cobre (Cu), e também contém uma pequena quantidade de ferro (Fe) , manganês (Mn) e carbono (C), silício (Si) e outros elementos.
A resistência da liga Monel é superior à do níquel puro e pode suportar a corrosão de vários meios, incluindo água do mar de fluxo rápido. Os métodos de processamento da liga Monel incluem trabalho a quente, trabalho a frio, usinagem e soldagem.
Em 1901, Robert Crooks Stanley, metalúrgico da International Nickel Company (INCO), criou a liga Monel.
A origem do nome da liga Monel é baseada em informações em homenagem ao então presidente da empresa, Ambrose Monell (Ambrose Monell). Mais tarde, o Sr. Stanley também atuou como presidente da International Nickel Corporation. A liga Monel recebeu uma patente em 1906.
A liga Monel é uma liga cara cujo preço é 5 a 10 vezes maior que o do cobre puro e do níquel puro. Portanto, é utilizado apenas em aplicações onde não pode ser substituído por alternativas baratas.
Composição Química e Propriedades Mecânicas da Liga Monel 400 (N0440):
Composição Química da Liga Monel 400 (%) | ||||||||
| C ≤ | Si ≤ | Mn ≤ | P ≤ | S ≤ | Cr ≥ | Ni ≥ | Mo ≥ | Cu ≤ |
| 0,3 | 0,5 | 2 | - | 0,024 | - | 63 | - | 28,0-34,0 |
| Outros | N ≤ | Um eu≤ | Ti ≤ | F e≤ | Co ≤ | V ≤ | W ≤ | Nb ≤ |
| - | - | - | 2,5 | - | - | - | - | |
1. Resistência à tração da liga Monel 400 (N04400): σb ≥ 450 Mpa.
2. Resistência ao escoamento da liga Monel 400 (N04400): σb ≥ 170 Mpa.
3. Alongamento da liga Monel 400 (N04400): δ ≥ 30%.
Propriedades da Liga Monel
A liga Monel é uma liga binária de solução sólida. Como o Ni e o Cu estão dissolvidos um no outro, também é uma liga monofásica. Em comparação com o aço, a usinagem da liga Monel é difícil, principalmente devido às suas características de rápido endurecimento por trabalho. Requer torneamento em baixas velocidades e baixas taxas de avanço.
A densidade da liga Monel 400 é de 8,80 g/cm3, a faixa de temperatura de fusão é de 1300 ~ 1350 °C, a condutividade é de cerca de 34% IACS (IACS refere-se ao padrão internacional de condutividade de cobre recozido) e o valor de dureza recozido é 65 HRB. A liga Monel 400 é bem conhecida por sua tenacidade e pode mantê-la em uma faixa considerável de temperatura.
Ele pode suportar a corrosão de vários ácidos e álcalis, e algumas ligas Monel podem até suportar a queima de oxigênio puro. Geralmente é usado em ambientes altamente corrosivos. A liga Monel K-500 formada após a adição de uma pequena quantidade de alumínio (Al) e titânio (Ti) tem a mesma resistência à corrosão que a liga Monel 400, mas maior resistência, que se deve principalmente à formação da fase γ' durante o tratamento de envelhecimento. Em circunstâncias normais, a liga Monel é muito mais cara que o aço inoxidável.
A liga Monel 400 também pode manter excelentes propriedades mecânicas abaixo de zero. Embora a resistência e a dureza aumentem, a plasticidade ou a tenacidade diminuirão apenas ligeiramente. Mesmo que seja resfriada em hidrogênio líquido, a liga não sofrerá transição dúctil-frágil. Esta é a diferença mais significativa entre a liga Monel e materiais metálicos ferrosos (aço e ferro) com fragilidade em baixa temperatura.
A liga Monel tem boa resistência à corrosão em muitos ambientes, mas é propensa a enferrujar quando exposta à água salgada; não suporta a corrosão de meios contendo óxido nítrico, ácido nítrico, dióxido de enxofre e hipoclorito. O uso da liga Monel também causará corrosão eletroquímica. Em outras palavras, quando os fixadores de alumínio, zinco ou ferro entram em contato com a liga Monel, sob certas condições (como o uso em água do mar de fluxo rápido), as peças de fixação metálica serão corroídas rapidamente.
Usos da liga Monel
Aeroespacial
Na década de 1960. A liga Monel conquistou um grande número de pedidos na área de construção espacial e de aeronaves. Especialmente usado para construir a fuselagem e o revestimento de aviões a jato experimentais. Por exemplo, o North American X-15 pode ser usado para suportar a grande quantidade de calor gerada pelo atrito aerodinâmico durante vôos extremamente rápidos. A liga Monel ainda pode manter sua resistência em temperaturas extremamente altas, permitindo manter sua estabilidade de forma em altas velocidades de vôo atmosféricas. Durante a manutenção de aeronaves, a liga Monel é usada como fio de travamento em áreas de alta temperatura para garantir que os fixadores estejam travados; por razões econômicas, os fios de bloqueio de aço inoxidável são geralmente usados em outras áreas.
Extração e Refino de Petróleo
Monel é usado para fazer peças que entram em contato direto com ácido fluorídrico concentrado em uma unidade de alquilação. A extraordinária resistência da liga Monel à corrosão do ácido fluorídrico é incrível. Pode suportar todas as concentrações de ácido fluorídrico e a temperatura pode atingir o ponto de ebulição do ácido fluorídrico. Este pode ser o material com a melhor resistência à corrosão entre os materiais de liga de engenharia comumente usados. A liga Monel também pode suportar a corrosão de vários sulfetos e ácido clorídrico em um ambiente redutor.
Engenharia Marinha
A resistência à corrosão da liga Monel a torna um material ideal para aplicações marítimas, como sistemas de tubulação, eixos de bombas, válvulas marítimas, linhas de pesca de corrico e filtros de cesto. Algumas ligas Monel são completamente não magnéticas e são usadas para fazer cabos de ancoragem para caça-minas e caixas para equipamentos de medição de campo magnético. Em iates, o fio de liga Monel é usado para travar as manilhas dos cabos de ancoragem. A liga Monel também é usada para fazer tanques de água e de combustível e outros dispositivos subaquáticos, como eixos de hélice e parafusos de quilha.
Deve-se notar que devido ao problema da corrosão eletroquímica (corrosão bimetálica) na água do mar, a liga Monel deve ser isolada de outros metais (como o aço) durante a construção naval. O New York Times publicou em 25 de agosto de 1915. Um artigo em ”relatou sobre o acidente de um iate de 215 pés de comprimento: “O primeiro iate cujo casco foi construído inteiramente em liga Monel foi transformado em fragmentos em apenas seis semanas e foi forçado a desfazer-se”. Graças à corrosão eletroquímica, a quilha da estrutura de aço do iate foi rapidamente erodida e afinada após o contato com a liga Monel, o que acabou levando ao colapso do fundo do iate. Em termos de pesquisa de aves marinhas, especialmente na seleção de materiais para o anel de identificação das patas das aves, o anel de identificação das patas das aves feito de liga Monel tem sido usado em muitos tipos de aves marinhas, como o albatroz que vive em ambientes corrosivos de água do mar.
Instrumento musical
A liga Monel é usada para fazer certos pistões ou rotores de válvulas de instrumentos musicais de alta qualidade, como trompas pequenas, grandes e francesas. A RotoSound usou liga Monel para fazer cordas de guitarra elétrica em 1962. Essas cordas são usadas por muitos artistas. Em 2017, a empresa de cordas D'Addario (empresa de cordas D'Addario) lançou um conjunto de produtos para cordas de violino, que também são cordas redondas com liga Monel enrolada nas cordas D e G.
Outros usos
Etiquetas de identidade feitas de liga Monel (etiquetas de identificação para soldados americanos durante a Segunda Guerra Mundial)
A excelente resistência à corrosão a vários ácidos e oxigênio faz da liga Monel um material de alta qualidade na indústria química. Outros cenários de uso, como:
1. Enriquecimento de urânio, a maioria dos dutos de grande diâmetro usados para hexafluoreto de urânio são feitos de liga Monel;
2. Válvula reguladora para gás engarrafado reativo de alta pressão e forte (como HCl);
3. No início do século XX, a liga Monel foi amplamente utilizada no sistema de vapor superaquecido de grupos geradores de vapor;
4. A liga Monel também é frequentemente usada para fazer pias de cozinha e armações de óculos;
5. A câmara de combustão utilizada para fazer o tubo de ignição da caldeira;
6. A vida útil projetada do Relógio de Longo Agora é de 10.000 anos. Partindo da premissa de que não são utilizados metais preciosos, algumas partes do relógio são feitas de liga Monel com base em preocupações com a resistência à corrosão.
Horário da postagem: 19 de maio de 2021