آلیاژهای مونل دارای آلیاژهای نیکل هستند که ۲۹ تا ۳۳ درصد از ترکیبات این آلیاژ را مس تشکیل می دهد. این آلیاژ ابتدا توسط متالورژیستی به نام رابرت کراوکس استنلی ایجاد شد و در سال ۱۹۰۵ توسط شرکت بین المللی نیکل ثبت شده است. این فلز به افتخار مدیر سابق شرکت نیکل به نام مونل نام گذاری شده است. جای تعجب نیست که استنلی بعد ها مدیر شرکت نیکل شد. تا سال ۱۹۰۸، مونل به عنوان مواد اولیه ی ساخت سقف برای ایستگاه پنسیلوانیا در نیویورک مورد استفاده قرار گرفت. در طول دهه ۱۹۲۰ و پس از آن، مونل برای اجسام ضد آب، سینک ظرفشویی، لوازم خانگی و سقف فلزی استفاده شد. در حالی که مونل از دهه ۱۹۴۰ در میان فلزات محبوب ترین بود، عمدتا جایگزین استنلس استیل چند منظوره از دهه ۱۹۵۰ به بعد شد.
انواع مونل
شش نوع مونل وجود دارد. همه شامل درصد زیادی نیکل (تا 67 درصد) هستند، در حالی که آهن، منگنز، کربن و یا سیلیسیم را هم شامل می شوند. فلزات آلومینیم و تیتانیم Monel k-500 را تشکیل می دهند، این فلزات به خصوص در دماهای بالا قدرت را افزایش می دهند و در هوا فضا بسیار پرکاربرد هستند.Monel 400 , Monel 405 , Monel k-500 از انواع مونل ها می باشند.
کاربردهای مونل
آلیاژهای مونل اغلب در تجهیزات کارخانه شیمیایی به دلیل مقاومت شدید آنها در برابر خوردگی شیمیایی دیده می شوند. آنها همچنین در صنعت هوافضا استفاده می شوند. محصولات ساخته شده با مونل (به خصوص قبل از ظهور استنلس استیل) عبارتند از مبدلهای حرارتی، محصولات ماشین پیچ، دستگاه های تولید باد، سیستم های لوله کشی، مخازن سوخت و آب، سینک های آشپزخانه و سقف، تولید تجهیزات پردازش هیدروکربنی و شیمیایی، در سوپاپ ها و آستین سوزن های کربورتر، منیفولد های اگزوز و دیگر نقاط مهم هواپیما، ساخت محصولات پیچ و مهره، مبدلهای حرارتی، سیستم های لوله کشی و ابزار باد.
همچنین مقاومت به زنگ زدگی باعث می شود که نوع Monel 400 برای استفاده در قطعاتی که در محیط شیمیایی و دریایی باقی می مانند، ایده آل باشد.
ویژگی های مونل
آلیاژهای مونل پیش از دهه ۱۹۵۰، برای استفاده در صنایع بسیار مهم انتخاب می شدند. این فلز نیز می تواند به راحتی جوش داده شده و لحیم شود.
مقاومت در برابر خوردگی اسید و قلیایی
قدرت مکانیکی بالا
سادگی فرم دهی
مقاومت در برابر مواد قلیایی
نسبتا کم هزینه
در دسترس بودن در اشکال مختلف از جمله ورق گرم و سرد ، صفحات، میله ها و لوله ها
ظاهر جذاب
نکات منفی مونل
در حالی که تغییر رنگ در شکل پاتین ممکن است در بعضی شرایط جذاب باشد، در برخی شرایط می تواند مشکلاتی را ایجاد کند.
در حالی که نسبت به خوردگی مقاوم می باشد، در صورت قرار گرفتن در معرض آب نمک، می تواند از بین برود.
هنگامی که در معرض مواد خاص است، خورده می شود. به عنوان مثال، اکسید نیتریک، اسید نیتریک، دی اکسید گوگرد و هیپوکلریت، همه موادی هستند که می توانند آن را خراب کنند.
حضور مونل می تواند منجر به خوردگی گالوانیکی شود. به عبارت دیگر، اگر آلومینیم، روی یا آهن به عنوان اتصال دهنده برای این فلز استفاده شود و سپس به شرایط خاصی برسند، اتصال دهنده های فلزی به سرعت از بین می روند.
انواع آلیاژهای مونل
انواع مختلفی از این آلیاژ وجود دارد که از نوع ۴۰۰ شروع می شود که حاوی حداقل ۶۳٪ نیکل، بین ۲۹٪ و ۳۴٪ مس، بین ۲ تا ۲٫۵٪ آهن و بین ۱٫۵٪ تا ۲٪ منگنز است. مونل ۴۰۵ سیلیسیم بیش از ۰٫۵٪ ترکیبات را اضافه می کند و مونل K-500 بین ۲-۳٪ و ۳٫۱۵٪ آلومینیم و بین ۰٫۳۵٪ و ۰٫۸۵٪ تیتانیم را اضافه می کند. این ها و سایر تغییرات برای مقاومت در برابر حمله اسید و قلیایی و نیز مقاومت قوی مکانیکی و انعطاف پذیری خوبی دارند.
مونل ۴۰۰
نوع ۴۰۰ حاوی مقدار مشابهی از نیکل و مس است که در سنگ معدن طبیعی نیکل در انتاریو کانادا یافت می شود. این فلز دارای قدرت بالایی است. به علت مقاومت Monel 400 اغلب در قطعاتی که در محیط دریایی و شیمیایی یافت می شود، استفاده می شود.
در حالی که این یک فلز بسیار مفید است، در اکثر برنامه های کاربردی هزینه بسیار زیادی دارد. Monel 400 هزینه ۵-۱۰ برابر بیشتر از نیکل یا مس معمولی دارد.
در نتیجه از این نوع مونل به ندرت استفاده می شود و تنها زمانی که هیچ فلزی دیگری نمی تواند همین کار را انجام دهد به آن روی آورده می شود. Monel 400 یکی از آلیاژهایی است که قدرت خود را در دمای زیر صفر حفظ می کند، بنابراین در آن شرایط استفاده می شود.
آیا مونل خطرناک است؟
این آلیاژ در فرم جامد غیر سمی است. با این حال، جوشکاری، سنگ زنی یا ذوب شدن ممکن است باعث ایجاد جوش های خطرناک یا گرد و غبار شود که باید از تماس یا استنشاق آن اجتناب کرد.
حقایق جالب در مورد مونل
برخی از آلیاژهای مونل مغناطیسی هستند در حالی که دیگران غیر مغناطیسی هستند.
در حالی که مونل یکی از محبوب‌ترین فلزات در بازار طی دهه ۱۹۲۰ – ۱۹۴۰ بوده‌است و برای تولید کالاهای خانگی مانند سینک ظرفشویی، رویه کابینت و غیره، تا حد زیادی استفاده می شد، از دهه ۱۹۵۰ استنلس استیل به علت به صرفه بودن جایگزین آن گردید.
آلیاژهای مونل در موارد کاربردی
مبدلهای حرارتی صنعتی
تجهیزات پردازش شیمیایی
برنامه های کاربردی نفت و گاز
اجزای پمپ
اتصال دهنده ها
تیغه و اسکرپ
مونل K500
آلیاژ مونل K500 به طور گسترده تری نسبت به آلیاژ Monel 400 مورد استفاده قرار می گیرد. این آلیاژ را می توان برای استخراج نفت مورد استفاده قرار داد و افزایش سختی آن از مزایای واقعی برخوردار است. این فلز بسیار مقاوم در برابر خوردگی اسید هیدروفلوئوریک است، به این معنی که از آن می توان برای ساخت دریچه ها و ورودی ها استفاده کرد، در حالی که مواد دیگر قادر به مقاومت در برابر شرایط دشوار نیستند. این نوع مونل برای کاربرد هایی مانند یخچال حفاری نفت استفاده می شود. هرچند که در شرایط سخت و خاص میتواند با قرار گیری در معرض محیط دچار خوردگی شود، بنابراین برای هر دو این آلیاژهای مونل غیر معمول نیست که با ترکیب کردن مواد دیگر به کار گرفته شوند تا نقاط قوت خود افزایش دهد.
منبع: بازار فلز