آلیاژ مونل

Monel alloy

آلیاژ مونل چیست؟

مونل‌ها (به انگلیسی: Monel) گروهی از آلیاژهای نیکل‌اند که از دو فلز نیکل و مس تشکیل شده‌اند همچنین مقادیر کمی از آهن، منگنز، کربن و سیلیسیم نیز در آنها یافت می‌شود.¹
این آلیاژها به دلیل مقاومت بالای خود در برابر خوردگی شیمیایی، آب نمک، اسیدها و محلول‌های قلیایی، در صنایع نفت، دریایی و شیمیایی کاربرد دارند. برخلاف نظرات عام، آلیاژ مونل خطرناک نبوده و با رعایت اصول ساخت و جوشکاری مناسب، محصولات با کارایی بالا و قابل حمل را تولید می‌کند.

انواع تجاری مونل عبارتند از :

مونل ۴۰۰ : این آلیاژ حدود ۶۵ تا ۷۰ درصد نیکل و ۲۰ تا ۲۹ درصد مس دارد. این آلیاژ در کاربردهای دریایی، شیمیایی و فراوری هیدروکربنها استفاده می‌شود.

مونل ۴۰۱ : این آلیاژ برای استفاده در کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی تخصصی طراحی شده‌است. این آلیاژ به راحتی توسط جوشکاری تنگستن گاز خنثی جوش داده می‌شود. همچنین این آلیاژ برای لحیمکاری نیز مناسب است.

مونل ۴۰۴ : این آلیاژ در درجه اول در کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی تخصصی استفاده می‌شود. ترکیب و نسبت عناصر داخل این آلیاژ با دقت بالایی تعیین شده تا دمای نقطه کوری پایین، نفوذپذیری کم و ویژگی لحیمکاری مناسبی را فراهم کند.

مونل ۴۰۵ : این آلیاژ یک نوع مونل ۴۰۰ است که برای ساخت دریچه‌ها و پمپ‌هایی که در محیط‌های خورنده کار می‌کنند، مناسب است. این آلیاژ دارای مقدار بیشتری گوگرد است که باعث می‌شود ماشینکاری آن آسان‌تر باشد.

مونل K-500 : این آلیاژ یک نوع مونل ۴۰۰ است که با افزودن آلومینیوم و تیتانیوم به آن، مقاومت و سختی آن افزایش می‌یابد. این آلیاژ در کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و سایش دارند، مانند ساخت توربین‌ها، پیچ‌ها، مهره‌ها و چرخ‌دنده‌ها استفاده می‌شود.

توضیحات تکمیلی :

مونل 400

مونل ۴۰۰ یک نوع سوپرآلیاژ است که از نیکل و مس تشکیل شده است. این آلیاژ دارای خواص فوق‌العاده در برابر خوردگی، شکلپذیری و هدایت حرارت است. مونل ۴۰۰ در صنایع دریایی، صنایع شیمیایی و فراوری هیدروکربنها کاربرد دارد. بخش عمده از آلیاژ ۴۰۰ در واحدهای آلکلاسین استفاده می‌شود. این آلیاژ در قسمت‌های دورافتاده از هیدروفلورین‌های اسید هستند به کار میرود.آلیاژ مونل 400 یکی از آلیاژهایی است که مقاومت بالایی در برابر اسید هیدروفلوریک و فلورین دارد. این خاصیت برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی دارند، مهم است.

آلیاژ مونل 400 همچنین دارای مقاومت به خوردگی تنشی کلرایدی (Chloride Stress Corrosion Cracking) بسیار مناسبی دارد که ناشی از درصد بالای نیکل در ترکیب آن است. این خاصیت برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر آب دریا و نمک‌های بازی دارند، مناسب است.

آلیاژ مونل 400 حفظ مقاومت مکانیکی خود را در گستره وسیع دمایی از فوق سرد (کرایوژنیک) تا 550 درجه سانتی گراد می‌کند. این خاصیت برای کاربردهایی که نیاز به استحکام بالا در دماهای مختلف دارند، مفید است.

مونل 401

آلیاژ مونل ۴۰۱ یک نوع سوپرآلیاژ است که از نیکل و مس تشکیل شده است. این آلیاژ دارای خواص فوق‌العاده در برابر خوردگی، شکلپذیری و هدایت حرارت است. مونل ۴۰۱ در صنایع الکترونیک و الکترونیک تخصصی کاربرد دارد. بخش عمده از آلیاژ ۴۰۱ در واحدهای آلکلاسین استفاده می‌شود. این آلیاژ در قسمت‌های دورافتاده از هیدروفولورین‌های اسید هستند به کار میرود. این آلیاژ به راحتی توسط جوشکاری تنگستن گاز خنثی جوش داده می‌شود. همچنین این آلیاژ برای لحیمکاری نیز مناسب است.

آلیاژ مونل 401 تحت پوشش استاندارد UNS N04401 قرار دارد. این استاندارد توسط سازمان استاندارد سازی آمریکا (ASTM) تعریف شده‌است. این استاندارد شامل مشخصات شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی آلیاژ مونل 401 است.

همانطور که در بالا گفتیم آلیاژ مونل 401 دارای خواص فوق‌العاده در برابر خوردگی، شکلپذیری و هدایت حرارت است. این آلیاژ در صنایع الکترونیک و الکترونیک تخصصی کاربرد دارد.

برخی از کاربردهای آلیاژ مونل 401 عبارتند از :

• ساخت قطعات الکترونیکی مانند ترانزیستورها، دیودها، مقاومت‌ها و خازن‌ها
• ساخت سیم‌ها و نوارهای الکتریکی برای اتصال قطعات الکترونیکی
• ساخت سنسورها و ترموکوپل‌ها برای اندازه‌گیری دما و جریان الکتریکی
• ساخت الکترودها و الکترولیت‌ها برای باتری‌ها و خلاءهای الکتریکی
• ساخت آنتن‌ها و موجبرها برای ارتباطات رادیویی و ماهواره‌ای

مونل 404

مونل 404 یک سوپرآلیاژ با ترکیب نیکل و مس است که برای کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی مناسب است. این سوپرآلیاژ دارای خواص مکانیکی بالا در دمای های پایین و بالا است و مقاوم به خوردگی در تماس با آب، اسید هیدرو فلوئوریک و نمک های قلیایی است. این سوپرآلیاژ نوع توسعه 400 مونل است که پس از عمل حرارت پیرسخت تا حد قابل ملاحظه افزایش مقاومت به خوردگي دارد.

آلیاژ ۴۰۴ یکی از آلیاژهایی است که ترکیب شیمیایی آن به گونه‌ای تنظیم شده است که دمای نقطه کوری آن پایین باشد. نقطه کوری یک ماده، دمایی است که در آن ماده از حالت مغناطیسی به حالت غیرمغناطیسی تبدیل می‌شود. این خاصیت برای کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی مهم است، زیرا مواد غیرمغناطیسی از اختلالات مغناطیسی جلوگیری می‌کنند

آلیاژ ۴۰۴ همچنین دارای نفوذپذیری کم و ویژگی‌های لحیم کاری خوبی است. نفوذپذیری یک ماده، میزانی است که ماده می‌تواند میدان مغناطیسی را در خود ایجاد کند. مواد با نفوذپذیری کم، میدان مغناطیسی را کمتر تغییر می‌دهند و برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالا دارند، مناسب هستند. ویژگی‌های لحیم کاری خوب یک ماده، شامل قابلیت اتصال با مواد دیگر، مقاومت در برابر خوردگی و تغییر شکل، و توزیع یکنواخت حرارت هستند. این خاصیت‌ها برای ایجاد اتصالات محکم و مطمئن در قطعات الکترونیکی ضروری هستند.

مونل 405

آلیاژ مونل 405 یک نوع مونل 400 است که برای ساخت دریچه‌ها و پمپ‌هایی که در محیط‌های خورنده کار می‌کنند، مناسب است. این آلیاژ دارای مقدار بیشتری گوگرد است که باعث می‌شود ماشینکاری آن آسان‌تر باشد.

آلیاژ مونل 405 تحت پوشش استاندارد UNS N04405 قرار دارد و توسط استانداردهای ASME SB-164 و ASTM B-164 پوشش داده شده است. این آلیاژ حدود ۶۶ درصد نیکل، ۳۱ درصد مس، ۲ درصد آهن، ۱.۵ درصد منگنز، ۰.۳ درصد کربن، ۰.۲ درصد سیلیکون و ۰.۰۳۵ درصد گوگرد دارد.

آلیاژ مونل 405 دارای خواص فیزیکی و مکانیکی مشابه با مونل 400 است، اما با این تفاوت که مقاومت به خوردگی آن در برابر اسیدهای آلی و محلول‌های قلیایی کمتر است. این آلیاژ در دمای اتاق دارای مقاومت کششی ۵۵۰ مگاپاسکال، مقاومت فشاری ۷۵۰ مگاپاسکال، مقاومت خمشی ۵۰۰ مگاپاسکال، کشسانی ۲۰۰ گیگاپاسکال و ضریب انبساط حرارتی ۱۳.۹ میکرومتر بر متر درجه سانتی‌گراد است.

آلیاژ مونل 405 را می‌توان با روش‌های مختلفی مانند جوشکاری تنگستن گاز خنثی، جوشکاری الکترود مصرفی، جوشکاری مقاومتی و لحیم‌کاری جوش داد. برای جوشکاری این آلیاژ، می‌توان از الکترودهای مونل ۴۰۰ یا ۶۰ یا فیلرهای مونل ۶۱ استفاده کرد. برای لحیم‌کاری این آلیاژ، می‌توان از لحیم‌های نقره‌ای یا مسی با جریان الکتریکی یا شعله گازی استفاده کرد.

مونل K-500

مونل K-500 یک سوپرآلیاژ با ترکیب نیکل و مس است که برای کاربردهای مختلف در صنایع دریایی، شفت پروانه، کشتی، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، تجهیزات چاه ها، شیمیایی و دارویی استفاده می شود. این سوپرآلیاژ دارای خواص مکانیکی بالا در دمای های گسترده از سرد تا 480 درجه سلسیوس است و مقاوم به خوردگی در تماس با آب دریا، اسید هیدرو فلوئوریک و نمک های قلیایی است. این سوپرآلیاژ نوع توسعه 400 مونل است که پس از عمل حرارت پیرسخت تا حد قابل ملاحظه افزایش مقاومت به خوردگي دارد.