A liga Monel é uma liga à base de Ni, sua composição química principal 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 maior do que a 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, um metalúrgico da International Nickel Company (INCO), criou a liga Monel.
A fonte do nome da liga Monel é baseada em informações para homenagear o 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 5-10 vezes maior que o cobre puro e o níquel puro.Portanto, é usado apenas em aplicações em que 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 ≤ | A l≤ | Ti ≤ | F e≤ | Co ≤ | V ≤ | W ≤ | Nb ≤ |
| - | - | - | 2,5 | - | - | - | - | |
1. Resistência à tração da liga Monel 400 (N04400): σb ≥ 450 Mpa.
2. Limite de elasticidade da liga Monel 400 (N04400): σb ≥ 170 Mpa.
3. Alongamento da liga Monel 400 (N04400): δ ≥ 30%.
Propriedades da liga de Monel
A liga Monel é uma liga binária de solução sólida.Como Ni e Cu são 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 endurecimento rápido.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 à Condutividade Padrão Internacional de Cobre Recozido) e o valor de dureza recozido é 65 HRB.A liga Monel 400 é bem conhecida por sua tenacidade e pode manter essa tenacidade em uma faixa de temperatura considerável.
Ele pode suportar a corrosão de vários ácidos e álcalis, e algumas ligas de 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, o 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 tenacidade diminuirá 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 os materiais metálicos ferrosos (aço e ferro) com fragilidade a baixa temperatura.
A liga Monel tem boa resistência à corrosão em muitos ambientes, mas é propensa a enferrujar quando exposta à água salgada;não pode suportar a corrosão de meios contendo óxido nítrico, ácido nítrico, dióxido de enxofre e hipoclorito.O uso de liga de Monel também causará corrosão eletroquímica.Em outras palavras, quando fixadores feitos de alumínio, zinco ou ferro entram em contato com a liga Monel, sob certas condições (como uso em água do mar de fluxo rápido), a fixação de metal As peças serão corroídas rapidamente.
Usos da liga Monel
Aeroespacial
Na década de 1960.A liga Monel ganhou um grande número de pedidos no campo da construção espacial e de aeronaves.Especialmente usado para construir a fuselagem e a pele 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 um voo extremamente rápido.A liga de Monel ainda pode manter sua resistência em temperaturas extremamente altas, permitindo que mantenha sua estabilidade de forma em altas velocidades de voo atmosféricas.Durante a manutenção de aeronaves, a liga Monel é usada como fio de trava em áreas de alta temperatura para garantir que os fixadores estejam travados;por razões econômicas, os arames de travamento 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.Ele 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 de Monel também pode suportar a corrosão de vários sulfetos e ácido clorídrico em um ambiente redutor.
Engenharia Naval
A resistência à corrosão da liga Monel o torna um material ideal para aplicações marítimas, como sistemas de tubulação, eixos de bombas, válvulas marítimas, linhas de pesca de corrico e filtros de cesta.Algumas ligas de 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 tanques de combustível e outros dispositivos subaquáticos, como eixos de hélice e parafusos de quilha.
Deve-se notar que devido ao problema de corrosão eletroquímica (corrosão bimetálica) na água do mar, a liga Monel deve ser isolada de outros metais (como aço) durante a construção naval.O New York Times publicou em 25 de agosto de 1915. Um artigo em ”relatou o acidente de um iate de 215 pés de comprimento: “O primeiro iate cujo casco foi construído inteiramente de liga de Monel foi transformado em fragmentos em apenas seis semanas e foi forçado a sucatear”.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 a seleção de materiais para o anel de identificação do pé do pássaro, o anel de identificação do pé do pássaro feito de liga Monel tem sido usado em muitos tipos de aves marinhas, como albatrozes que vivem 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 pequenas, grandes e trompas francesas.A RotoSound usou a 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 de cordas para violino, que também são cordas de enrolamento redondo com liga Monel enrolada em cordas D e G.
Outros usos
Etiquetas de identidade feitas de liga Monel (dog tags para soldados americanos durante a Segunda Guerra Mundial)
A excelente resistência à corrosão a vários ácidos e oxigênio torna a liga Monel um material de alta qualidade na indústria química.Outros cenários de uso, como:
1. Enriquecimento de urânio, a maioria das tubulações de grande diâmetro usadas para hexafluoreto de urânio são feitas de liga de Monel;
2. Válvula reguladora para gás engarrafado reativo de alta pressão e forte (como HCl);
3. No início do século XX, a liga Monel era 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 do relógio do Long Now é de 10.000 anos.Com a premissa de que nenhum metal precioso é usado, algumas partes do relógio são feitas de material de liga Monel com base em preocupações com a resistência à corrosão.
Horário da postagem: 19 de maio de 2021