निकेल-आधारित मिश्र धातुओं के लिए व्यापक गाइड: मोनेल मिश्र धातु

निकेल-आधारित मिश्र धातुओं के लिए व्यापक गाइड: मोनेल मिश्र धातु

मोनेल मिश्र धातु क्या है?
निकेल-कॉपर मिश्र धातु, जिसे मोनेल मिश्र धातु के रूप में भी जाना जाता है, सबसे पहले विकसित और सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले निकेल-आधारित संक्षारण-प्रतिरोधी मिश्र धातु के रूप में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। मिश्र धातु को पहली बार 1906 में अमेरिकन इंटरनेशनल निकेल कंपनी द्वारा विकसित किया गया था, और चीन ने 1950 के दशक में इसका उत्पादन और उपयोग करना शुरू किया। मोनेल मिश्र धातु को ठोस समाधान में विभाजित किया जा सकता है, जो कि मजबूत करने वाले विधि के अनुसार प्रकार और उम्र के सख्त प्रकार को मजबूत करता है। मोनेल मिश्र धातुओं को मजबूत करने वाले ठोस समाधान में मोनेल 400, मोनेल 404 और मोनेल 405 शामिल हैं; आयु सख्त मोनेल मिश्र धातुओं में मोनेल के -500, एम -30 सी, सी, मोनेल 505, आदि शामिल हैं ग्रेड, जिसे K, R, H, S Plus Monel मिश्र धातु के अक्षरों द्वारा दर्शाया गया है। "के" मोनेल मिश्र धातु आयु-कठोर प्रकार है, "आर" मोनेल मिश्र धातु फ्री-कटिंग प्रकार है, "एच" मोनल मिश्र धातु मध्यम-शक्ति प्रकार है, और "एस" मोनेल मिश्र धातु उच्च-शक्ति प्रकार है। दूसरा अंतर्राष्ट्रीय निकल कंपनी का डिजिटल ब्रांड है, जिसे दो अंकों या तीन अंकों के मोनेल मिश्र धातु प्रत्यय द्वारा दर्शाया गया है। तीसरा "ASTM-SAE यूनिफाइड नंबर सिस्टम" ब्रांड है, जिसे "UNS" के रूप में संक्षिप्त किया गया है, जिसे N + पांच अंकों के अक्षर द्वारा दर्शाया गया है। चीन में, यह "NCUXX XX XX" द्वारा दर्शाया गया है।

1। संगठन की तुलना, गुण और तीन प्रकार के मोनल मिश्र के अनुप्रयोगों
मोनेल मिश्र धातु ने 20 से अधिक ग्रेड विकसित किए हैं, जिनमें से मोनेल 400 (जनरल मोनेल मिश्र धातु), मोनेल के -500 (आयु-हार्डनिंग मोनेल मिश्र धातु), और मोनेल 505 (हाई-सिलिकॉन मोनल मिश्र धातु) व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, जो चीन के एनसीयू 30, एनसीयू {{7 {} 5 और एनसीयू के अनुरूप हैं।
मोनेल 400 मिश्र धातु की संरचना उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध के साथ एक विशिष्ट एकल-चरण ऑस्टेनाइट संरचना है। मिश्र धातु आम तौर पर तनाव संक्षारण दरारें पैदा नहीं करता है और इसमें अच्छा प्रदर्शन होता है। इसमें फ्लोरीन गैस, हाइड्रोक्लोरिक एसिड, सल्फ्यूरिक एसिड, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड और इसके डेरिवेटिव में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध है। एक ही समय में, यह तटस्थ समाधान, गर्म केंद्रित क्षारीय समाधान, पानी, समुद्री जल, वातावरण, कार्बनिक यौगिकों आदि में संक्षारण-प्रतिरोधी भी है निकेल-आधारित, आयरन-आधारित, कोबाल्ट-आधारित, और कॉपर-आधारित मिश्र, मोनेल 400 मिश्र धातु भी मध्यम-तापमान भंगुर यांत्रिक गुणों को प्रदर्शित करता है, और इसकी प्लास्टिसिटी 600-850 डिग्री के तापमान सीमा में सबसे कम है। मोनेल 400 मिश्र धातु में तांबे की सामग्री बहुत अधिक है। यदि सीआर और अल तत्वों को नहीं जोड़ा जाता है, तो एक स्थिर ऑक्साइड फिल्म नहीं बनाई जा सकती है, इसलिए उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण करना बहुत आसान है। आम तौर पर, हवा में अधिकतम निरंतर काम करने वाला तापमान 600 डिग्री से अधिक नहीं होता है, और निर्जल अमोनिया और अमोनिया की स्थिति के तहत अधिकतम तापमान 585 डिग्री से अधिक नहीं होता है। मिश्र धातु का उपयोग ठोस समाधान और कोल्ड वर्किंग स्टेट दोनों में किया जा सकता है। समाधान उपचार का तापमान आम तौर पर 870 और 980 डिग्री के बीच होता है, लेकिन ठोस समाधान को मजबूत करने वाला प्रभाव स्पष्ट नहीं है, और ताकत मोनेल k -500 मिश्र धातु की तुलना में बहुत कम है, इसलिए यह उच्च शक्ति वाले घटकों के लिए उपयुक्त नहीं है।
मिश्र धातु के पहनने के प्रतिरोध में सुधार करने के लिए, शोधकर्ताओं ने सामग्री के पहनने के प्रतिरोध में सुधार करने के लिए 1980 के दशक में SI तत्व को 400 मिश्र धातु में जोड़ा। उन्होंने NCU 30-4-2 मिश्र धातु और मोनेल 1-505 मिश्र धातु विकसित की, जो स्मोनेल श्रृंखला से संबंधित हैं। उम्र बढ़ने के बाद माइक्रोस्ट्रक्चर फेस-केंद्रित क्यूबिक ऑस्टेनाइट मैट्रिक्स और NI3 सिलिकॉन चरण है। NI3SI चरण सिलिकॉन युक्त मोनेल मिश्र धातु का मुख्य मजबूत चरण है, जो जमने के दौरान अवक्षेपित होगा, लेकिन उम्र बढ़ने के दौरान महत्वपूर्ण रूप से बढ़ेगा। मिश्र धातु में उच्च कठोरता, उच्च शक्ति, उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध और विरोधी आसंजन की विशेषताएं हैं। इसका उपयोग मुख्य रूप से सटीक घर्षण भागों के निर्माण के लिए किया जाता है, जिनके लिए स्थिर संचालन की आवश्यकता होती है, जैसे कि विमानन ईंधन उपकरण और रुडर्स, हवा से हवा में मिसाइलों के पतवार शाफ्ट, और विमानन इंजन के ईंधन सामान। अनुशंसित गर्मी उपचार प्रक्रिया 950 डिग्री × 2h समाधान उपचार + 600 डिग्री × 8h एजिंग ट्रीटमेंट है। चूंकि सिलिकॉन फ्लोरोसिलिक एसिड उत्पन्न करने के लिए हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए जाता है, इसलिए सिलिकॉन युक्त सामग्री को हाइड्रोफ्लोरिक एसिड द्वारा corroded किया जाएगा, इसलिए मिश्र धातु का उपयोग हाइड्रोफ्लोरिक एसिड माध्यम में नहीं किया जा सकता है। एसआई के अलावा पिघलने और गठन की कठिनाई को बढ़ाता है, और इसकी प्लास्टिसिटी मोनेल के -500 मिश्र धातु की तुलना में बहुत कम है। इसे वेल्डेड और गठन नहीं किया जा सकता है, और इसकी वर्तमान एप्लिकेशन रेंज अपेक्षाकृत छोटी है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से विमानन क्षेत्र में किया जाता है।
उसी समय, निकल-कॉपर मिश्र धातुओं की ताकत में सुधार करने के लिए, शोधकर्ताओं ने मोनेल के -500 मिश्र धातु को विकसित करने के लिए 400 मिश्र धातु के लिए अल और टीआई तत्वों की एक निश्चित मात्रा को जोड़ा। मोनेल k -500 मिश्र धातु के भौतिक गुण मूल रूप से समान हैं, लेकिन मोनेल 400 मिश्र धातु के साथ तुलना में, इसकी तापीय चालकता और चुंबकीय संक्रमण बिंदु कम हैं (तालिका 3 देखें)। इसलिए, दोनों के आवेदन क्षेत्र मूल रूप से समान हैं, लेकिन टाइटेनियम और एल्यूमीनियम के अलावा, इसका व्यापक प्रदर्शन मोनेल 400 मिश्र धातु से बेहतर है। इसमें पेट्रोलियम, रासायनिक उद्योग, नेविगेशन, परमाणु ऊर्जा, धातु विज्ञान, कपड़ा, मुद्रण और रंगाई, पपेरमैकिंग, खाद्य मशीनरी, चिकित्सा उपकरण, आदि के क्षेत्र में महान आवेदन क्षमता है। मुख्य उत्पाद पंप शाफ्ट, तेल कुएं उपकरण, स्क्रेपर्स, आदि, वाल्व इंटर्नल, फास्टनर (बोल्ट), स्प्रिंग्स, आदि हैं।

उम्र बढ़ने के बाद Monel K -500 मिश्र धातु का माइक्रोस्ट्रक्चर मुख्य रूप से चेहरे-केंद्रित क्यूबिक ऑस्टेनाइट मैट्रिक्स और नी से बना है। 3 (अल, टीआई) ने अवक्षेपणों को फैलाया, जो कि मोनेल 505 मिश्र धातु की मजबूत चरण संरचना से पूरी तरह से अलग है। यह मिश्र धातु टाइटेनियम मिश्र धातु को छोड़कर उच्च शक्ति वाले समुद्री सामग्री में हैलोजेन तत्वों के बीच सबसे अच्छा संक्षारण-प्रतिरोधी सामग्री है। इसलिए, यह व्यापक रूप से विदेशी जहाज उपकरण निर्माण में उपयोग किया जाता है। यह बताया गया है कि ब्रिटेन में उत्तरी सागर तेल पाइपलाइन और टेम्स ब्रिज के फास्टनरों, बोल्ट और नट मुख्य रूप से मोनेल के -500 मिश्र धातु से बने हैं। इस सामग्री का व्यापक रूप से प्रोपेलर, प्रमुख शाफ्ट और जहाजों के पंपों के कुछ हिस्सों में उपयोग किया जाता है। फ्रेंच "चार्ल्स डी गॉल" विमान वाहक के कई उपकरण और सिस्टम भी इस सामग्री का उपयोग करते हैं। यूएस नेवी वर्जीनिया पनडुब्बी उत्कृष्ट अनुप्रयोग प्रदर्शन के साथ प्रोपेलर शाफ्ट, फास्टनरों और कुछ बाहरी उपकरणों का निर्माण करने के लिए मोनेल के -500 का उपयोग करता है। सेना ने थोक में खरीदा है। समुद्री क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने के अलावा, मोनेल के -500 मिश्र धातु का भी व्यापक रूप से मेरे देश के पेट्रोकेमिकल उद्योग में उपयोग किया जाता है, मुख्य रूप से ईंधन इंजेक्शन पंपों के लिए वाल्व स्प्रिंग्स और पंप शाफ्ट के रूप में। हमारे शोध में पाया गया कि स्टेनलेस स्टील स्प्रिंग्स के साथ तुलना में, मोनेल के -500 मिश्र धातु बेहतर तरीके से पंप के रूप में उपयोग किए जाने पर क्षारीय बहुलक मदर तरल माध्यम में पंप की सेवा जीवन और विश्वसनीयता की गारंटी दे सकते हैं। हालांकि, जब एक समुद्री फास्टनर के रूप में उपयोग किया जाता है, तो उच्च-संभावित सामग्री के साथ संयोजन में इसका उपयोग करने से बचना आवश्यक है। सारांश में, मोनेल के -500 मिश्र धातु और मोनेल 505 मिश्र धातु नए ग्रेड हैं जो मोनेल 400 मिश्र धातु में अलग -अलग मजबूत तत्वों को जोड़कर विकसित किए गए हैं। हालांकि, मोनेल के -500 मिश्र धातु का व्यापक प्रदर्शन मोनेल 505 मिश्र धातु से अधिक है, और इसका उपयोग के लिए एक व्यापक बाजार है।

2। मिश्र धातु गुणों पर तत्वों का प्रभाव
Monel K {{{0}} में मुख्य तत्व निकेल, कॉपर, एल्यूमीनियम, टाइटेनियम, आदि हैं। कॉपर मीडिया को कम करने में मिश्र धातु के संक्षारण प्रतिरोध में सुधार कर सकता है। एल्यूमीनियम और टाइटेनियम की मुख्य भूमिका मिश्र धातु की ताकत और यांत्रिक गुणों में सुधार करना है। आयरन समुद्री जल में अशांत प्रभाव जंग के लिए मोनल k -500 मिश्र धातु के प्रतिरोध में काफी सुधार कर सकता है और मिश्र धातु के प्रसंस्करण प्रदर्शन में सुधार कर सकता है; मैंगनीज भी बहने वाले समुद्री जल में मिश्र धातु के संक्षारण प्रतिरोध में सुधार कर सकता है और लोहे के लाभकारी प्रभावों को बढ़ा सकता है, जैसे कि संरचना को परिष्कृत करना; सल्फर मोनेल के -500 मिश्र धातु के कटिंग प्रदर्शन में सुधार कर सकता है, लेकिन अत्यधिक सल्फर सामग्री इसके वेल्डिंग और फोर्जिंग प्रदर्शन को कम कर देगी, इसलिए इसे 0 के भीतर नियंत्रित करने की आवश्यकता है। 03WT%; मोनेल K -500 मिश्र धातु पर कार्बन का प्रभाव काफी जटिल है। एक ओर, यह मिश्र धातु की ताकत में सुधार कर सकता है, और दूसरी ओर, यह मिश्र धातु की प्लास्टिसिटी को कम कर सकता है। यह मिश्र धातु में एक बहुत छोटी घुलनशीलता है और टाइटेनियम के साथ आसानी से प्राथमिक और माध्यमिक कार्बाइड बना सकता है। कार्बाइड वर्षा की मात्रा कार्बन सामग्री के लिए आनुपातिक है, जिसका मिश्र धातु के फोर्जिंग प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। बड़े विरूपण वाले भागों की सामग्री को 0.15wt%से नीचे नियंत्रित किया जाना चाहिए।

3। मोनेल के -500 मिश्र धातु का तंत्र मजबूत करना
सामान्यतया, निकेल-आधारित मिश्र धातुओं के मुख्य मजबूत तरीके अनाज की सीमा को मजबूत करने, ठोस समाधान मजबूत और वर्षा को मजबूत करने वाले हैं। मोनेल k -500 के मजबूत तंत्र में ठोस समाधान मजबूत और वर्षा को मजबूत करना शामिल है, जिसमें उम्र बढ़ने की वर्षा को मजबूत करना मुख्य मजबूत बनाने की विधि है। तालिका 4 मोनेल k -500 पर C, Ti और Mn जैसे तत्वों के गुणांक को मजबूत करने वाले ठोस समाधान को दर्शाती है। यह देखा जा सकता है कि सी का मजबूत प्रभाव स्पष्ट है। इसलिए, Monel K -500 में आमतौर पर एक उच्च कार्बन सामग्री होती है (c से अधिक या 0। 10%) के बराबर, जो प्रभावी रूप से इसके अंतरालीय मजबूत होने में सुधार कर सकता है। Monel400 मिश्र धातु के साथ तुलना में, मोनल K -500 की उम्र बढ़ने के बाद की ताकत और उपज ताकत एक ही ठोस समाधान मजबूत होने के आधार पर 2 गुना अधिक है। मिश्र धातु को मजबूत करना मुख्य रूप से मध्यम और कम तापमान पर 'चरण' के फैलाव वर्षा के कारण होता है।