Monel เป็นชื่อทางการค้าของกลุ่มโลหะผสมนิกเกิล-ทองแดง ไม่ใช่ชื่อของวัสดุชนิดเดียว และข้อมูลที่เผยแพร่ในตระกูลดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าความแตกต่างนั้นมีมูลค่ามากเพียงใด เกรดในแหล่งจ่ายทั่วไปใช้เคมีพื้นฐานร่วมกันและเข้าถึงจุดแข็งด้วยเส้นทางที่แตกต่างกันสามเส้นทาง และตัวเลือกระหว่างเกรดเหล่านั้นจะย้ายความต้านทานแรงดึงมากกว่าครึ่งหนึ่ง ตัดสินใจว่าชิ้นส่วนนั้นไม่ใช่แม่เหล็กที่เชื่อถือได้ที่อุณหภูมิห้องหรือไม่ และกำหนดจำนวนขั้นตอนการระบายความร้อนที่ผู้ผลิตต้องกำหนดเวลา
สมาชิกได้แก่ โลหะผสม MONEL 400, โลหะผสม K-500 และโลหะผสม R-405 ล้อแม็ก 400 ได้รับการตีพิมพ์เป็นโลหะผสมที่เป็นของแข็งซึ่งสามารถชุบแข็งได้โดยการทำงานที่เย็นเท่านั้น K-500 ได้รับการเผยแพร่ว่าเป็นการรวมความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสม 400 เข้ากับความแข็งแรงและความแข็งที่มากขึ้น โดยได้จากการเติมอลูมิเนียมและไทเทเนียมลงในฐานนิกเกิล-ทองแดง และให้ความร้อนแก่วัสดุภายใต้สภาวะที่มีการควบคุม เพื่อให้อนุภาค Submicroscopic ของ Ni3(Ti, Al) ตกตะกอนทั่วทั้งเมทริกซ์ ซึ่งเป็นการบำบัดที่ผู้ผลิตเรียกว่าการชุบแข็งตามอายุ R-405 เป็นโลหะผสม 400 รุ่นตัดเฉือนฟรี และมีการระบุค่าคงที่ทางกายภาพที่เผยแพร่สำหรับโลหะผสม 400 ด้วยเช่นกัน
สิ่งที่ตามมาคือครอบครัวในฐานะผู้ซื้อมีคุณสมบัติตรงตามนั้น: การกำหนด เคมีที่ใช้แยกเกรด ความแข็งแกร่งที่สามารถซื้อได้ในแต่ละรูปแบบ ข้อดี 6 ประการที่มาพร้อมกับตัวเลขที่เผยแพร่ อุตสาหกรรมที่ซื้อแต่ละเกรด และหน้าที่ที่โลหะผสมนิกเกิล-ทองแดงคือคำตอบที่ผิด
การกำหนดเป็นสิ่งแรกที่ต้องชำระ Monel เป็นเครื่องหมายการค้าของกลุ่มผู้ผลิตที่พัฒนาโลหะผสม และแบบหรือการสอบถามที่มีเฉพาะชื่อทางการค้าจะปล่อยให้ข้อมูลจำเพาะเปิดอยู่ หมายเลข UNS เป็นตัวระบุที่เดินทางไปพร้อมกับใบสั่งซื้อ และในกลุ่มนี้ หมายเลข UNS ยังมีเส้นทางการชุบแข็งด้วย เนื่องจากเกรดทั้งสามเป็นวัสดุที่แตกต่างกันสามแบบ และไม่ใช่สามเกรดในหนึ่งเดียว
| ระดับ | การกำหนด | ความแข็งแกร่งได้มาแค่ไหน | มันหมายถึงอะไรในการสั่งซื้อ |
|---|---|---|---|
| โมเนล 400 | UNS N04400, W.Nr. 2.4360 และ 2.4361 | สารละลายที่เป็นของแข็งเท่านั้น โลหะผสมจะแข็งตัวด้วยงานเย็น และไม่มีการบ่มใดๆ | ความแข็งแกร่งซื้อมาจากอารมณ์ ดังนั้น จึงต้องตั้งชื่อรูปร่างและสภาพ |
| โมเนล K-500 | UNS N05500, W.Nr. 2.4375 | การตกตะกอนของอนุภาค Ni3(Ti, Al) ตามการแข็งตัวของอายุ นอกเหนือจากงานเย็นใดๆ ที่มีอยู่ | ขั้นตอนการระบายความร้อนขั้นตอนที่สองอยู่ในใบสั่งซื้อ และต้องมีการวางแผนลำดับพร้อมการเชื่อมก่อนที่จะเริ่มการผลิต |
| โมเนล R-405 | UNS N04405 | สารละลายที่เป็นของแข็งซึ่งมีปริมาณกำมะถันเพิ่มขึ้นเพื่อให้สามารถแปรรูปได้ | เลือกสำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรสกรูที่ประหยัดการตัดเฉือนมากกว่าคุณสมบัติอื่นๆ |
ผลที่ตามมาสองประการตามมาจากตารางนั้นก่อนที่จะเปรียบเทียบคุณสมบัติใดๆ โลหะผสม 400 ไม่สามารถบรรลุข้อกำหนดด้านความแข็งแกร่งสูงสุดในตระกูลนี้ได้ เนื่องจากไม่มีกลไกที่จะส่งมอบโลหะผสมนี้ ข้อกำหนดสำหรับเส้นทางง่ายๆ จากสต็อกไปจนถึงชิ้นส่วนสำเร็จรูปนั้นทำได้ง่ายมากด้วยโลหะผสม 400 เนื่องจากเป็นชิ้นส่วนที่ไม่มีขั้นตอนการระบายความร้อนหลังจากการขึ้นรูป
ล้อแม็ก 400 เป็นโลหะผสมที่เป็นของแข็ง-สารละลายไบนารี นิกเกิลและทองแดงละลายร่วมกันได้ในทุกสัดส่วน ดังนั้นโครงสร้างจึงเป็นเฟสเดียวโดยมีโครงตาข่ายลูกบาศก์อยู่ตรงกลางหน้าและพารามิเตอร์ตาข่ายที่ 3.534 อังสตรอม และไม่มีเฟสที่สองที่จะตกตะกอน K-500 เก็บเมทริกซ์นั้นไว้และเพิ่มองค์ประกอบสองรายการที่ทำให้เกิดการตกตะกอน ซึ่งเป็นความแตกต่างทางโลหะวิทยาทั้งหมดระหว่างเกรดหลักสองเกรด ขีดจำกัดด้านล่างคือขีดจำกัดของข้อกำหนด และสองแถวที่ด้านล่างของตารางจะมีอยู่ใน K-500 เท่านั้น
| องค์ประกอบ, % | โมเนล 400 | โมเนล K-500 | ความแตกต่างทำอะไร |
|---|---|---|---|
| นิกเกิลบวกโคบอลต์ | ขั้นต่ำ 63.0 | ขั้นต่ำ 63.0 | ฐานของสารละลายทั้งสองชนิดและองค์ประกอบที่ทนทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเค้นคลอไรด์ |
| ทองแดง | 28.0 ถึง 34.0 | 27.0 ถึง 33.0 | องค์ประกอบที่สองของคู่ ช่วงที่ระบุสำหรับ K-500 เริ่มต้นที่จุดที่ต่ำกว่า ดังนั้นคำอธิบายของครอบครัวที่เสนอราคา 28 ถึง 29 เปอร์เซ็นต์จึงไม่ครอบคลุมถึง K-500 |
| เหล็ก | สูงสุด 2.5 | สูงสุด 2.0 | มีสารตกค้างทั้งสองอย่างกดค้างไว้เพื่อให้โครงสร้างเฟสเดียว |
| แมงกานีส | สูงสุด 2.0 | สูงสุด 1.5 | มีสารตกค้างและเป็นสารดีออกซิแดนท์ในการละลาย |
| ซิลิคอน | สูงสุด 0.5 | สูงสุด 0.5 | สารตกค้างถูกระงับเนื่องจากจะส่งเสริมเฟสที่ไม่ต้องการที่อุณหภูมิ |
| คาร์บอน | สูงสุด 0.3 | สูงสุด 0.25 | สารตกค้าง ควบคุมความเหนียวร้อนที่อุณหภูมิการตีขึ้นรูป |
| กำมะถัน | สูงสุด 0.024 | สูงสุด 0.01 | องค์ประกอบที่กำหนดความสามารถในการแปรรูปและความสามารถในการเชื่อมในทิศทางตรงกันข้าม ขีดจำกัดที่สูงขึ้นของโลหะผสม 400 เป็นหนึ่งในเหตุผลที่เครื่องจักร R-405 มีอิสระ |
| อลูมิเนียม | ไม่ระบุ | 02.30 ถึง 03.15 น | ครึ่งหนึ่งของปฏิกิริยาการตกตะกอนใน K-500 |
| ไทเทเนียม | ไม่ระบุ | 0.35 ถึง 0.85 | อีกครึ่งหนึ่งของปฏิกิริยานั้น และองค์ประกอบตามประกาศที่ระบุไว้หลังไทเทเนียมในสูตร Ni3(Ti, Al) |
ข้อกำหนดในการผลิตประการหนึ่งเป็นไปตามเคมีและไม่ใช่จากแบบร่างของโรงงาน ซัลเฟอร์สร้างความเสียหายให้กับตระกูลนี้ที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นแนวทางปฏิบัติในการหลอมที่เผยแพร่สำหรับอัลลอยด์ 400 จึงเรียกร้องให้มีบรรยากาศรีดิวซ์ที่ปราศจากซัลเฟอร์ การมาร์กสีเทียนและจาระบี รวมถึงวัสดุทนไฟบางชนิด จะต้องเก็บไว้ให้ห่างจากส่วนที่เข้าไปในเตาเผา ซึ่งเป็นกฎที่มาจากขีดจำกัดขององค์ประกอบโดยตรง
กลุ่มผลิตภัณฑ์ที่เผยแพร่เป็นวัสดุคอมโพสิตสำหรับขนาดผลิตภัณฑ์ต่างๆ และไม่เหมาะสำหรับวัตถุประสงค์ด้านข้อมูลจำเพาะ ตามที่ผู้ผลิตระบุ สิ่งเหล่านี้มีประโยชน์สำหรับจุดประสงค์ตรงกันข้าม ซึ่งก็คือการแสดงให้ผู้ซื้อเห็นถึงสิ่งที่สามารถทำได้ในรูปแบบที่กำหนด และการกระจายความแข็งแกร่งของครอบครัวนั้นมาจากรูปแบบมากเพียงใด ไม่ใช่จากเกรด
| รูปร่างและสภาพ | โมเนล 400 ความต้านทานแรงดึง | Monel K-500 ความต้านทานแรงดึง |
|---|---|---|
| คันและบาร์อบอ่อน | 517 ถึง 620 เมกะปาสคาล | 621 ถึง 758 เมกะปาสคาล |
| คันและบาร์ เสร็จร้อนๆ | 552 ถึง 758 เมกะปาสคาล | 621 ถึง 1,069 MPa |
| คันและบาร์ดึงเย็น | 579 ถึง 827 MPa คลายความเครียด | 690 ถึง 965 MPa ตามที่วาดไว้ |
| คันและบาร์มีอายุ | ไม่มีการรักษาความชราสำหรับเกรดนี้ | 965 ถึง 1,310 MPa เสร็จร้อนและบ่มแล้ว |
| จาน | 482 ถึง 586 MPa รีดร้อนและอบอ่อน | 621 ถึง 931 MPa เสร็จแล้วร้อน |
| แผ่นและแถบอบอ่อน | 482 ถึง 586 เมกะปาสคาล | 621 ถึง 724 เมกะปาสคาล |
| เปลื้องผ้าอารมณ์สปริง | 690 ถึง 965 เมกะปาสคาล | 1,000 ถึง 1,138 MPa |
| เปลื้องผ้า อารมณ์สปริง และอายุ | ไม่มีการรักษาความชราสำหรับเกรดนี้ | 1,172 ถึง 1,517 MPa |
| หลอด ดึงเย็นและอบอ่อน | 482 ถึง 586 เมกะปาสคาล | 621 ถึง 758 เมกะปาสคาล |
อ่านสี่แถวสุดท้ายแล้วครอบครัวก็เป็นรูปเป็นร่าง ล้อแม็ก 400 มีค่าสูงสุดในบริเวณ 965 MPa ในแถบสปริงเทมเปอร์ และ K-500 ยังคงเกิน 1,500 MPa ในรูปแบบเดียวกันหลังจากการเสื่อมสภาพ ซึ่งมากกว่าครึ่งหนึ่งอีกครั้ง ปลายไกลสามารถเข้าถึงได้ผ่านปฏิกิริยาการตกตะกอนเท่านั้น และปลายใกล้สามารถเข้าถึงได้โดยไม่ต้องใช้เตาเผา
กลุ่มนี้จะถูกเลือกเป็นอันดับแรกเนื่องจากสิ่งที่ไม่ได้ทำในคลอไรด์และในการลดกรด อัลลอยด์ 400 แสดงอัตราการกัดกร่อนที่ต่ำมากในน้ำทะเลที่ไหล ให้ความต้านทานเป็นพิเศษต่อกรดไฮโดรฟลูออริกในทุกความเข้มข้นจนถึงจุดเดือด ซึ่งผู้ผลิตอธิบายว่าบางทีอาจมีความทนทานมากที่สุดในบรรดาโลหะผสมทางวิศวกรรมที่ใช้กันทั่วไปทั้งหมด และทนทานต่อกรดซัลฟิวริกและกรดไฮโดรคลอริกหลายรูปแบบภายใต้สภาวะรีดิวซ์ ขอบเขตได้รับการตีพิมพ์ในเอกสารฉบับเดียวกัน: โลหะผสมมีประโยชน์ที่อุณหภูมิสูงถึง 1,000 °F ในบรรยากาศออกซิไดซ์ โดยมีอุณหภูมิสูงกว่าในสภาพแวดล้อมรีดิวซ์ กรดออกซิไดซ์อย่างแรงเป็นอีกตัวเลือกหนึ่งและอยู่ในเกรดที่มีโครเมียม
รายละเอียดสองประการแยกเกรดภายในซองนั้น อัลลอยด์ 400 ต้านทานการโจมตีจากรอยแยกในน้ำจืดและน่านน้ำอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ แต่น้ำทะเลนิ่งแสดงให้เห็นว่าทำให้เกิดรอยแยกและการกัดกร่อนแบบรูพรุน ดังนั้นอัตราที่ต่ำสำหรับน้ำทะเลคืออัตราสำหรับน้ำเคลื่อนที่ K-500 ได้รับการตีพิมพ์ว่าเทียบเท่ากับอัลลอยด์ 400 อย่างมากในด้านความต้านทานการกัดกร่อน โดยมีคุณสมบัติเดียว: ในสภาวะชุบแข็งตามอายุ มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียดในบางสภาพแวดล้อมมากขึ้น คุณสมบัติสามารถทดสอบได้และได้รับการทดสอบแล้ว ชิ้นงานทดสอบโค้งงอรูปตัว U ของแผ่นชุบแข็งอายุสามารถอยู่รอดได้หกวันโดยการแช่ในสารละลายไฮโดรเจนซัลไฟด์อิ่มตัวที่ 3,500 ppm ตลอดค่า pH ตั้งแต่ 1.0 ถึง 11.0 โดยไม่มีการแตกร้าว ที่ความแข็งตั้งแต่ 28 ถึง 40 ในระดับ Rockwell C
กลไกทั้งสองนี้ไม่สามารถใช้แทนกันได้และไม่ได้เป็นส่วนเสริมในลักษณะที่ผู้ซื้อคาดหวัง ในอัลลอยด์ 400 เส้นทางเดียวคืองานเย็น ดังนั้นความแข็งแกร่งที่มาถึงจะถูกกำหนดตามอุณหภูมิที่กำหนดและตามปริมาณการเปลี่ยนรูปที่โรงสีใช้ ใน K-500 ปฏิกิริยาการตกตะกอนจะให้ความแข็งแรงเป็นส่วนใหญ่ ส่วนงานเย็นจะให้ส่วนที่เหลือ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมสภาพที่ตีพิมพ์ออกมาที่แข็งแกร่งที่สุดจึงถูกดึงออกมาเย็นแล้วจึงบ่ม ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างการบำบัดทั้งสอง
การแก่ชรายังมีโหมดความล้มเหลวที่ควรทราบก่อนทำการสั่งซื้อ วัสดุที่ให้ความร้อนในช่วงเวลาประเมินได้ระหว่าง 1,100 °F ถึง 1,400 °F จะถูกบ่มมากเกินไปจนถึงระดับที่ขึ้นอยู่กับเวลาและอุณหภูมิ และวัสดุที่บ่มมากเกินไปจะมีสมบัติเชิงกลต่ำกว่าโลหะที่มีอายุเหมาะสม คุณสมบัติเหล่านั้นไม่สามารถกลับคืนมาได้เมื่ออายุมากขึ้นอีกครั้ง เส้นทางเดียวที่กลับมาคือการหลอมสารละลายที่อุณหภูมิ 1,800 ถึง 1,900 องศาฟาเรนไฮต์ เพื่อละลายองค์ประกอบที่แข็งตัวตามอายุอีกครั้ง ตามด้วยการรักษาความชราครั้งใหม่ และคุณประโยชน์ทั้งหมดของงานเย็นจะสูญเสียไปในการหลอมนั้น
นี่คือข้อได้เปรียบที่แยกตระกูลออกจากเหล็กกล้าได้อย่างชัดเจนที่สุด และมีลักษณะไปในทิศทางที่วิศวกรส่วนใหญ่ไม่คาดคิด โลหะผสมฟอร์จ 400 ทดสอบที่ 70 °F มีความต้านทานแรงดึง 92.00 ksi โดยมีการยืดตัว 31.0 เปอร์เซ็นต์ วัสดุเดียวกันที่ −297 °F ถึง 128.25 ksi โดยมีการยืดตัว 44.5 เปอร์เซ็นต์ และที่ −423 °F จะสูงถึง 142.00 ksi โดยมีการยืดตัว 38.5 เปอร์เซ็นต์ ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นและความเหนียวคงอยู่ ค่า Charpy V-notch บนจานที่เคลือบร้อนที่ −423 °F ได้รับการเผยแพร่ในช่วง 141 ถึง 219 ft·lb ตามยาว และไม่มีชิ้นงานใดในโครงการกระแทกที่แสดงให้เห็นการแตกหักแบบเปราะ
K-500 ได้รับการตีพิมพ์ในเงื่อนไขเดียวกัน: ความต้านทานแรงดึงและผลผลิตจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง ในขณะที่ความเหนียวและความเหนียวแทบไม่ลดลง และไม่มีการเปลี่ยนแปลงจากความเหนียวเป็นความเปราะเกิดขึ้นแม้ที่อุณหภูมิของไฮโดรเจนเหลว แผ่นเชื่อมที่ทดสอบที่ −423 °F ให้ค่าแรงดึง 200 ksi, ผลผลิต 136 ksi และการยืดตัว 28 เปอร์เซ็นต์ โดยมีประสิทธิภาพร่วม 95 เปอร์เซ็นต์เทียบกับแผ่นงานหลัก
อัลลอยด์ 400 มักถูกอธิบายว่าไม่ใช่แม่เหล็ก และค่าคงที่ที่เผยแพร่ไม่สนับสนุนสิ่งนั้นว่าเป็นคำสั่งที่ไม่มีเงื่อนไข อุณหภูมิกูรีถูกกำหนดไว้ที่ช่วง 70 ถึง 120 °F ซึ่งก็คือ 21 ถึง 49 °C และกระดานข่าวตั้งข้อสังเกตว่าช่วงนี้อยู่ภายในช่วงโดยรอบและได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบทางเคมี ดังนั้นความร้อนบางชนิดจึงเป็นแม่เหล็กที่อุณหภูมิห้องและบางชนิดไม่มี และทิศทางที่เผยแพร่มีความชัดเจน: ในกรณีที่มีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับคุณลักษณะที่ไม่ใช่แม่เหล็ก ควรพิจารณาโลหะผสม MONEL อื่นๆ
K-500 คือสมาชิกในครอบครัวที่ตอบโจทย์ดังกล่าว ค่าการซึมผ่านที่เผยแพร่เริ่มตั้งแต่ 1.0011 สำหรับวัสดุอบอ่อนและชุบแข็ง จนถึง 1.0019 สำหรับวัสดุดึงเย็นและแข็งตัวที่อุณหภูมิ 200 องศา โดยมีอุณหภูมิ Curie สำหรับการซึมผ่าน 1.01 ระหว่าง −210 °F ถึง −130 °F ซึ่งอยู่ที่ 50 ถึง 80 องศาต่ำกว่าจุดเยือกแข็งในระดับเซลเซียส โลหะผสมถูกอธิบายว่าแทบไม่เป็นแม่เหล็กแม้ที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ ข้อควรระวังในการประมวลผลประการหนึ่งมาพร้อมกับคุณสมบัตินี้: อลูมิเนียมและทองแดงสามารถเลือกออกซิไดซ์ได้ในระหว่างการทำความร้อน เหลือฟิล์มแม่เหล็กที่อุดมด้วยนิกเกิลไว้บนพื้นผิว ซึ่งเป็นผลกระทบที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดบนเส้นลวดและแถบบางซึ่งมีอัตราส่วนพื้นผิวต่อน้ำหนักสูง ฟิล์มจะถูกลอกออกโดยการดองหรือการจุ่มแบบใส และคุณสมบัติที่ไม่ใช่แม่เหล็กกลับคืนมา
ความต้านทานไฟฟ้าที่ 21 °C จะแสดงเป็นมิเตอร์ 0.511 ไมโครโอห์มสำหรับอัลลอยด์ 400 และ 0.615 สำหรับ K-500 บนวัสดุที่เทียบเท่ากับสภาวะอบอ่อนโดยมีการชุบแข็งตามอายุเล็กน้อย ค่าการนำความร้อนที่อุณหภูมิเดียวกันคือ 22.0 W/m·K สำหรับอัลลอยด์ 400 และ 17.2 W/m·K สำหรับ K-500 ตัวเลขทั้งสองไม่สามารถทดแทนทองแดงได้ และการใช้งานตระกูลนี้อย่างถูกต้องในงานไฟฟ้าคือจุดที่ความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานที่เสถียรมีความสำคัญมากกว่าประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าในส่วนประกอบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์และเซ็นเซอร์ซึ่งทั้งสองรายการระบุไว้ในรายการการใช้งานของพวกเขา ข้อควรระวังประการหนึ่งใช้กับตัวเลข K-500: ความต้านทานของมันได้รับอิทธิพลอย่างชัดเจนจากประวัติความร้อน ซึ่งเป็นผลโดยตรงของคุณลักษณะการชุบแข็งตามอายุของโลหะผสม ดังนั้นจึงต้องระบุสภาพด้วยตัวเลข
K-500 ได้รับการเผยแพร่ว่ามีความคงตัวของขนาดที่ดีเป็นพิเศษ ในการทดสอบการสัมผัสเป็นเวลานานและในการทดสอบแบบวนรอบ และคุณสมบัติดังกล่าวเป็นเหตุผลที่ระบุไว้สำหรับการใช้งานในอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูง เช่น ไจโรสโคป จำนวนที่นักออกแบบต้องการคือตัวเลขที่อธิบายถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในระหว่างการอบชุบ: การแข็งตัวของอายุทำให้ปริมาตรเริ่มหดตัว และแท่งอบอ่อนจะหดตัว 2.5 × 10⁻⁴ นิ้วต่อนิ้วในระหว่างการบ่ม ดังนั้นชิ้นส่วนที่กลึงสำเร็จซึ่งจะถูกบ่มหลังจากนั้นจึงมีขนาดเล็กลง ซึ่งเป็นสาเหตุที่คำแนะนำด้านการผลิตที่เผยแพร่สำหรับงานที่มีความเที่ยงตรงคือการตัดเฉือนขนาดใหญ่เกินไป อายุ แล้วจึงตกแต่งให้ได้ขนาด
ค่าคงที่ด้านล่างได้รับการเผยแพร่สำหรับเกรดหลักสองเกรด และเป็นเกรดที่ใช้ในการคำนวณการออกแบบ สองแถวในตารางมีน้ำหนักมากกว่าแถวที่เหลือ ความหนาแน่นและช่วงการหลอมเหลวแยกเกรดแทบไม่ได้เลย ในขณะที่แถวแม่เหล็กแยกเกรดทั้งหมดที่อุณหภูมิห้อง และอุณหภูมิกูรีเป็นแถวที่มักมองข้ามการเปรียบเทียบ
| คุณสมบัติ | โมเนล 400 | โมเนล K-500 |
|---|---|---|
| ความหนาแน่น | 8.80 ก./ซม. หรือ 0.318 ปอนด์/นิ้ว3 | 8.44 ก./ซม. หรือ 0.305 ปอนด์/นิ้ว3 |
| ช่วงการหลอมละลาย | 2,370 ถึง 2,460 °F หรือ 1,300 ถึง 1,350 °C | 2,400 ถึง 2,460 °F หรือ 1,315 ถึง 1,350 °C |
| โมดูลัสความยืดหยุ่น | 26.0 × 10³ ksi ในแรงดึง, 9.5 × 10³ ksi ในแรงบิด | 26.0 × 10³ ksi ในแรงดึง, 9.5 × 10³ ksi ในแรงบิด |
| อัตราส่วนของปัวซอง | 0.32 | 0.32 สำหรับวัสดุบ่มที่อุณหภูมิห้อง |
| อุณหภูมิกูรี | 70 ถึง 120 °F หรือ 21 ถึง 49 °C ซึ่งอยู่ในช่วงอุณหภูมิแวดล้อม | −210 ถึง −130 °F หรือ −134 ถึง −90 °C สำหรับการซึมผ่าน 1.01 |
| การซึมผ่านที่ 200 oersted | ไม่ได้เผยแพร่เป็นตัวเลขเดียวเนื่องจากความร้อนบางส่วนมีแม่เหล็กที่อุณหภูมิห้อง | 1.0011 สำหรับวัสดุอบอ่อนและดับแล้ว 1.0019 สำหรับวัสดุดึงเย็นและแข็งตัวตามอายุ |
| การนำความร้อนที่ 21 °C | 22.0 วัตต์/เมตร·เคลวิน | 17.2 วัตต์/เมตร·เค |
| ความต้านทานไฟฟ้าที่ 21 °C | 0.511 ไมโครโอห์มมิเตอร์ | 0.615 ไมโครโอห์มเมตร และได้รับอิทธิพลอย่างชัดเจนจากประวัติความร้อน |
| แรงดึงสูงสุดที่เผยแพร่ในรูปแบบใด ๆ | 965 MPa ในแถบสปริงเทมเปอร์ | 1,517 MPa ในแถบสปริงเทมเปอร์หลังอายุ |
กระดานข่าวทั้งสองฉบับเผยแพร่รายการใบสมัครของตนเอง และรายการดังกล่าวเป็นเส้นทางที่สั้นที่สุดในการทราบว่าอุตสาหกรรมนั้นๆ ซื้อเกรดใดจริงๆ เหตุผลในคอลัมน์ขวามือคือเหตุผลที่ผู้ผลิตให้ไว้ ไม่ใช่การอนุมานจากส่วนต่างๆ
| อุตสาหกรรมหรือหน้าที่ | ระดับ | ส่วนต่างๆ | เหตุผลที่กล่าวมา |
|---|---|---|---|
| ทางทะเลและนอกชายฝั่ง | โมเนล 400 | วาล์ว ปั๊ม เพลาใบพัด อุปกรณ์ติดตั้งทางทะเล และตัวยึด | อัตราการกัดกร่อนต่ำมากในน้ำทะเลที่ไหล พร้อมความต้านทานต่อการกัดกร่อนจากความเครียด การแตกร้าวและการเป็นรูพรุนในน้ำจืดและน้ำอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ |
| บริการทางทะเล น้ำทะเลความเร็วสูง | โมเนล K-500 | เพลาของปั๊มหอยโข่ง ใบพัด โซ่ เคเบิล ตัวยึด และสปริงสำหรับงานเดินทะเล | การรวมกันของอัตราการกัดกร่อนที่ต่ำมากในน้ำทะเลที่มีความเร็วสูงกับความแรงของสภาวะที่แข็งตัวตามอายุ |
| การแปรรูปทางเคมี | โมเนล 400 | ภาชนะและท่อในกระบวนการผลิต เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เครื่องทำน้ำร้อนป้อนหม้อไอน้ำ เครื่องทำความร้อนกำจัดอากาศ | ความต้านทานต่อกรดซัลฟิวริกและกรดไฮโดรคลอริกหลายรูปแบบภายใต้สภาวะรีดิวซ์ และความต้านทานต่อกรดไฮโดรฟลูออริกเป็นพิเศษที่ความเข้มข้นทั้งหมดจนถึงจุดเดือด |
| การแปรรูปทางเคมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว | โมเนล K-500 | ส่วนประกอบของปั๊มและวาล์ว | ความต้านทานการกัดกร่อนเทียบเท่ากับโลหะผสม 400 อย่างมาก โดยมีความแข็งแรงและความแข็งสูงกว่า |
| การผลิตน้ำมันและก๊าซ | โมเนล K-500 | ปลอกสวมและอุปกรณ์เจาะ เพลาปั๊มและใบพัด ตัวเรือนที่ไม่ใช่แม่เหล็ก ลิฟต์และวาล์วนิรภัย | การซึมผ่านของแม่เหล็กต่ำในสภาพเก่า และแสดงรายการใน NACE MR-01-75 สำหรับบริการน้ำมันและก๊าซ |
| เยื่อกระดาษและกระดาษ | โมเนล K-500 | มีดหมอและเครื่องขูด | ความแข็งและความต้านทานการสึกหรอในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนแบบเปียก |
| ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ | โมเนล 400 | ชิ้นส่วนไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ สปริง | พฤติกรรมทางไฟฟ้าที่เสถียรรวมกับความต้านทานการกัดกร่อน |
| เครื่องมือวัด | โมเนล K-500 | เซ็นเซอร์และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ส่วนประกอบไจโรสโคป | พฤติกรรมที่ไม่ใช่แม่เหล็ก ความเสถียรของมิติที่ยอดเยี่ยม และการหดตัวระหว่างอายุที่เผยแพร่เพื่อให้สามารถอนุญาตได้ |
หน้าครอบครัวที่แสดงเฉพาะข้อดีเท่านั้นไม่มีประโยชน์สำหรับนักออกแบบ ดังนั้นขอบเขตจึงอยู่ในหน้าเดียวกันกับจุดแข็ง แต่ละแถวด้านล่างเป็นเงื่อนไขที่ข้อมูลที่เผยแพร่ออกกฎหรือมีคุณสมบัติ ไม่ใช่ข้อจำกัดทั่วไปเกี่ยวกับเนื้อหา
| หน้าที่ | สิ่งที่ข้อมูลที่เผยแพร่กล่าวว่า | ทิศทางที่จะใช้แทน |
|---|---|---|
| กรดออกซิไดซ์ที่ร้อนและแรง | ล้อแม็ก 400 มีประโยชน์สูงถึง 1,000 °F ในบรรยากาศออกซิไดซ์ โดยมีอุณหภูมิสูงกว่าเฉพาะในสภาพแวดล้อมรีดิวซ์ | โลหะผสมนิกเกิลที่มีโครเมียมซึ่งต้านทานตัวกลางออกซิไดซ์ด้วยกลไกที่แตกต่างกัน |
| น้ำทะเลนิ่ง รอยแยกที่กำบัง และขาที่ตายแล้ว | สภาพนิ่งแสดงให้เห็นว่าทำให้เกิดรอยแยกและการกัดกร่อนแบบรูพรุนในโลหะผสม 400 และในการเปรอะเปื้อนด้วย K-500 ที่ตามมาด้วยการเกิดรูพรุนในน้ำทะเลนิ่งหรือเคลื่อนที่ช้า โดยจะช้าลงหลังจากการโจมตีครั้งแรกที่ค่อนข้างรวดเร็ว | ออกแบบสำหรับการไหล หรือเลือกเกรดที่มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับบริการคลอไรด์ที่นิ่ง |
| ชิ้นส่วนที่ต้องเชื่อถือได้ว่าไม่เป็นแม่เหล็กที่อุณหภูมิห้อง | อุณหภูมิคูรีของโลหะผสม 400 อยู่ในช่วงโดยรอบและได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบ ดังนั้นความร้อนบางส่วนจึงเป็นแม่เหล็ก ทิศทางที่เผยแพร่คือการพิจารณาโลหะผสม MONEL อื่น | โลหะผสม K-500 ซึ่งมีความสามารถในการซึมผ่านอยู่ที่ 1.0019 หรือต่ำกว่า โดยมีอุณหภูมิคูรีที่ −130 °F หรือต่ำกว่า |
| การประกอบแบบเชื่อมในสภาพที่แข็งตัวตามอายุ | ควรหลีกเลี่ยงการเชื่อมวัสดุที่แข็งตัวตามอายุเนื่องจากความเหนียวลดลงอย่างมาก | เชื่อมวัสดุที่ผ่านการอบอ่อนแล้วจึงทำให้ชุดประกอบมีอายุมากขึ้นในภายหลัง |
| ความแข็งแกร่งสูงสุดที่ครอบครัวมอบให้ได้ | ล้อแม็ก 400 ไม่มีการบำบัดริ้วรอย ดังนั้นฝ้าเพดานจึงเป็นสภาพงานเย็นที่ประมาณ 965 MPa | โลหะผสม K-500 ซึ่งมีอุณหภูมิถึง 1,517 MPa ในแถบสปริงเทมเปอร์หลังการเสื่อมสภาพ |
| ชิ้นส่วนที่ตัดเฉือนฟรีที่ต้องเชื่อมด้วย | ความสามารถในการแปรรูปของกลุ่มผลิตภัณฑ์มาจากกำมะถัน และกำมะถันเป็นองค์ประกอบที่กระบวนการอบอ่อนไม่รวมอยู่ในบรรยากาศของเตาเผา | ล้อแม็ก 400 ที่มีลำดับการตัดเฉือนตามแผน หรือระบบโลหะผสมอื่น |
K-500 และเหตุผลก็คืออุณหภูมิ Curie ที่เผยแพร่ ไม่ใช่คำว่า non-magnetic อัลลอยด์ 400 มีอุณหภูมิคูรีอยู่ระหว่าง 21 °C ถึง 49 °C ซึ่งอยู่ระหว่างอุณหภูมิห้องปกติ และผู้ผลิตระบุว่าความร้อนบางส่วนจะเป็นแม่เหล็กที่อุณหภูมิห้อง และบางชนิดจะไม่เป็น และกำหนดข้อกำหนดที่ไม่ใช่แม่เหล็กที่รุนแรงให้กับโลหะผสม MONEL อื่น K-500 ได้รับการเผยแพร่ที่ความสามารถในการซึมผ่าน 1.0019 หรือต่ำกว่า โดยมีอุณหภูมิกูรีสำหรับความสามารถในการซึมผ่าน 1.01 ระหว่าง −134 °C ถึง −90 °C ฟิล์มพื้นผิวแม่เหล็กยังสามารถก่อตัวบนลวดและแถบบาง ๆ ได้ในระหว่างการให้ความร้อน และการดองหรือการจุ่มแบบใสจะขจัดออกไป
ไม่ โลหะผสมถูกตีพิมพ์เป็นโลหะผสมที่เป็นสารละลายของแข็งที่สามารถชุบแข็งได้โดยการทำงานเย็นเท่านั้น และไม่มีวิธีรักษาความชราในครอบครัวสำหรับโลหะผสมนี้ การบำบัดด้วยความร้อนที่มีอยู่ทำหน้าที่ตรงกันข้าม: การหลอมจะทำให้วัสดุที่แข็งตัวนิ่มลง และการลดความเครียดหรือการปรับสมดุลความเครียดจะช่วยลดความเครียดที่ตกค้าง ภาพวาดที่ขอโลหะผสม 400 ในสภาพเก่าเป็นการขอการบำบัดที่ไม่มีอยู่จริง และเกรดที่มีคือ K-500
ไม่ และข้อความดังกล่าวปรากฏในคำอธิบายของโลหะผสมที่เผยแพร่ ดังนั้นจึงควรแก้ไขให้ถูกต้องแม่นยำ กลไกการเสริมความแข็งแกร่งที่เผยแพร่สำหรับ K-500 คือการตกตะกอนของอนุภาค Ni3 (Ti, Al) ที่ต่ำกว่ากล้องจุลทรรศน์ทั่วทั้งเมทริกซ์เมื่อโลหะผสมถูกให้ความร้อนภายใต้สภาวะควบคุม นั่นคือปฏิกิริยาการตกตะกอน-ทำให้แข็งตัว และผลที่ตามมาคือความแข็งแรงและความแข็งที่สูงขึ้น ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กลดลง และการหดตัวเล็กน้อยในระหว่างอายุ หน่วยความจำรูปร่าง ซึ่งเป็นความสามารถของวัสดุในการคืนรูปร่างที่ตั้งไว้ก่อนหน้านี้เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง เป็นคุณสมบัติของโลหะผสมนิกเกิล-ไททาเนียมที่ใกล้เคียงอะตอมมิกอะตอม และไม่ใช่เกรดนิกเกิล-ทองแดงที่มีการเติมอะลูมิเนียมและไทเทเนียม ข้อมูลจำเพาะที่เขียนเกี่ยวกับความคาดหวังของเอฟเฟกต์หน่วยความจำนั้นเขียนด้วยคุณสมบัติที่ไม่ถูกต้อง
ล้อแม็ก 400 เป็นกรณีที่ง่ายกว่า เนื่องจากไม่มีการอบชุบด้วยความร้อนเพื่อปกป้อง และวัสดุสิ้นเปลืองในการเชื่อมเป็นตระกูลเดียวกันของตัวเติมนิกเกิล-ทองแดง K-500 ต้องมีลำดับ การเชื่อมทำได้ดีที่สุดโดยกระบวนการแก๊ส-ทังสเตน-อาร์ก โลหะตัวเติม MONEL 60 เป็นวัสดุสิ้นเปลืองตามปกติ และคุณสมบัติที่สำคัญที่ได้รับการตีพิมพ์คือ การเชื่อมที่ทำในลักษณะนี้ไม่สามารถชุบแข็งตามอายุได้ ดังนั้นจึงไม่มีความแข็งแรงที่ตรงกับโลหะฐานที่ชุบแข็ง ในกรณีที่ข้อต่อต้องตรงกับโลหะฐานที่มีอายุมาก โลหะตัวเติมที่มีองค์ประกอบเข้ากันจะถูกสะสมไว้ และการบำบัดด้วยการเสื่อมสภาพหลังจากการเชื่อมวัสดุอบอ่อน เป็นเส้นทางที่เผยแพร่ การเชื่อมของวัสดุอบอ่อนสามารถนำไปเสริมความแข็งแรงของโลหะฐานที่แข็งตัวตามอายุได้โดยไม่สูญเสียความเหนียวอย่างรุนแรง
แทบไม่มีเลย ด้วยคุณสมบัติเดียวที่ใช้กับสภาวะวัยชราได้ ผู้ผลิตเผยแพร่ความต้านทานการกัดกร่อนของ K-500 ซึ่งเทียบเท่ากับโลหะผสม 400 อย่างมาก ยกเว้นว่าในสภาวะที่แข็งตัวตามอายุ โลหะผสมมีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียดมากขึ้นในบางสภาพแวดล้อม คุณสมบัติดังกล่าวได้รับการทดสอบกับก๊าซเปรี้ยว: ตัวอย่างโค้งงอรูปตัว U ของแผ่นชุบแข็งอายุไม่เกิดการแตกร้าวหลังจากการแช่อย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหกวันในสารละลายไฮโดรเจนซัลไฟด์อิ่มตัวที่ 3,500 ppm ตลอดค่า pH ตั้งแต่ 1.0 ถึง 11.0 ที่ความแข็ง 28 ถึง 40 ในระดับ Rockwell C กฎในทางปฏิบัติคือ มีการตรวจสอบการทดแทน K-500 กับสื่อเฉพาะและสถานะความเครียดเฉพาะ และไม่เทียบกับนามสกุล
ไม่ใช่ชื่อสกุลและเกรดทั้งสามก็ล้มเหลวด้วยเหตุผลสามประการที่แตกต่างกัน ล้อแม็ก 400 ไม่สามารถเข้าถึงความแข็งแกร่งของ K-500 ได้ในทุกสภาวะ ดังนั้นการทดแทนในทิศทางนั้นจึงถูกจำกัดโดยกลไก ไม่ใช่โดยโรงสี K-500 ในสภาวะแข็งตัวตามอายุเป็นกรณีการกัดกร่อนที่แตกต่างกันในบางสภาพแวดล้อม และยังนำขั้นตอนการระบายความร้อนและการหดตัวไปสู่ลำดับการผลิตที่อาจไม่มีที่ว่างสำหรับทั้งสองอย่าง R-405 แตกต่างออกไปอีกครั้ง เนื่องจากความสามารถในการแปรรูปมาจากปริมาณซัลเฟอร์ที่สูงกว่า ข้อมูลที่เผยแพร่สนับสนุนการแทนที่หนึ่งครั้งและเป็นข้อมูลที่แคบ: โดยที่หน้าที่คือคลอไรด์หรือกรดรีดิวซ์และไม่ต้องการสเต็ประบายความร้อน อัลลอยด์ 400 จะทำงานตามที่ระบุไว้ใน K-500 และการกลับกันไม่เป็นความจริง
ตระกูล Monel เป็นเกรดนิกเกิล-ทองแดงส