Le Monel 400 est un alliage nickel-cuivre résistant à la corrosion dans de nombreux environnements. Il se compose de deux solides cristallins qui forment un seul nouveau solide.
Monel est une idée originale de Robert Crooks Stanley de l'International Nickel Company. Breveté en 1906, il porte le nom du président de la société, Ambrose Monell. Le deuxième "L" a été supprimé du nom du métal car il n'était pas possible de breveter le nom d'une personne à ce moment-là.
Aperçu
Les alliages Monel sont multiples, à commencer par le Monel 400, qui contient au moins 63% de nickel, entre 29% et 34% de cuivre, entre 2% et 2,5% de fer et entre 1,5% et 2% de manganèse. Monel 405 n'ajoute pas plus de 0,5% de silicium et Monel K-500 ajoute entre 2,3% et 3,15% d'aluminium et entre 0,35% et 0,85% de titane. Ces variations et d'autres sont toutes appréciées pour leur résistance à l'attaque par les acides et les alcalis, ainsi que pour leur résistance mécanique élevée et leur bonne ductilité.
Monel 400 contient la même quantité de nickel et de cuivre que celle trouvée dans un minerai de nickel naturel en Ontario, au Canada. Il a une haute résistance et ne peut être durci que par
Fonctionnement à froid. En raison de sa résistance à la détérioration, le Monel 400 est le plus souvent utilisé dans les pièces trouvées dans les environnements marins et chimiques.Bien qu'il s'agisse d'un métal très utile, son coût est prohibitif dans la plupart des applications. Le Monel 400 coûte cinq à 10 fois plus que le nickel ou le cuivre ordinaire.
En conséquence, il est rarement utilisé - et seulement quand aucun autre métal ne peut faire le même travail. À titre d'exemple, le Monel 400 est l'un des rares alliages qui conserve sa résistance à des températures inférieures à zéro, il est donc utilisé dans ces circonstances.
Fabrication
Selon Azom.com, les techniques d'usinage utilisées pour les alliages de fer peuvent être utilisées pour le Monel 400, bien que cela soit difficile car il durcit au cours du processus.
Si le durcissement Monel 400 est l'objectif, le travail à froid, en utilisant des matrices molles, est la seule option. Grâce au travail à froid, une contrainte mécanique est utilisée à la place de la chaleur pour modifier la forme du métal.
Azom.com recommande le soudage à l'arc sous gaz, le soudage à l'arc métallique, le soudage à l'arc sous gaz-métal et le soudage à l'arc submergé pour Monel 400. Lors du travail à chaud du Monel 400, les températures devraient varier de 648 à 1 176 degrés Celsius (1 200 à 2 150 degrés Fahrenheit). Il peut être recuit à 926 degrés Celsius (1700 degrés Fahrenheit).
Applications
En raison de sa résistance aux acides, aux alcalis, à l'eau de mer et plus encore, le Monel 400 est souvent utilisé dans des applications où la corrosion pourrait être un problème. Selon Azom.com, cela inclut les environnements marins où des accessoires, des vannes, des pompes et des systèmes de tuyauterie sont nécessaires.
D'autres applications incluent parfois les usines chimiques, y compris les environnements utilisant de l'acide sulfurique et de l'acide fluorhydrique.
Un autre domaine où Monel 400 est populaire est l'industrie des lunettes. C'est l'un des matériaux les plus populaires utilisés pour les montures, en particulier pour les composants le long des tempes et sur le pont du nez. Selon Affaires de la vue, la combinaison de résistance et de résistance à la corrosion le rend utile pour les cadres.
Un inconvénient, cependant, est qu'il est difficile à façonner, ce qui limite son utilité pour certains cadres.
Désavantages
Bien que précieux dans de nombreuses applications, le Monel 400 n'est pas parfait. Bien qu'il résiste à la corrosion à bien des égards, il ne résiste pas à l'oxyde nitrique, à l'acide nitreux, au dioxyde de soufre et aux hypochlorites. Ainsi, le Monel 400 ne doit pas être utilisé dans des environnements où il serait exposé à ces éléments.
Le Monel 400 est également sensible à la corrosion galvanique. Cela signifie que les fixations en aluminium, zinc ou fer peuvent rapidement se corroder si elles sont utilisées avec Monel 400.
Composition standard de Monel 400
Principalement du nickel et du cuivre, la composition standard du Monel 400 comprend:
- Nickel (plus cobalt): 63% minimum
- Carbone: 0,3% maximum
- Manganèse: 2,0% maximum
- Fer: 2,5% maximum
- Soufre: 0,024% maximum
- Silicium: 0,5% maximum
- Cuivre: 29-34%
Propriétés de l'alliage nickel-cuivre Monel 400
Le tableau suivant décrit les propriétés du Monel 400.
Par rapport à d'autres métaux similaires, il est inhabituellement solide et résistant à la corrosion.
| Propriété | Valeur (métrique) | Valeur (impérial) |
|---|---|---|
| Densité | 8.80*103 kg / m3 | 549 lb / pi3 |
| Module d'élasticité | 179 GPa | 26 000 ksi |
| Expansion thermique (20ºC) | 13.9*10-6º C-1 | 7.7*10-6 en / (en * ºF) |
| La capacité thermique spécifique | 427 J / (kg * K) | 0,102 BTU / (lb * ºF) |
| Conductivité thermique | 21,8 W / (m * K) | 151 BTU * po / (h * pi2* ºF) |
| Résistivité électrique | 54.7*10-8 Ohm * m | 54.7*10-6 Ohm * cm |
| Résistance à la traction (recuit) | 550 MPa | 79 800 psi |
| Limite d'élasticité (recuit) | 240 MPa | 34,800 psi |
| Élongation | 48% | 48% |
| Température Liquidus | 1,350º C | 2,460º F |
| Température Solidus | 1,300º C | 2,370º F |
Sources: www.substech.com, www.specialmetals.com