모넬

Monel
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가디언 빌딩 현관 홀의 아트 데코 게이트는 모넬 [1]메탈로 되어 있습니다.

모넬은 니켈(52~67%)과 구리의 합금으로, 소량의 철, 망간, 탄소 및 실리콘을 포함하고 있습니다.모넬은 구리 함량이 60% 미만이기 때문에 구리 합금이 아닙니다.

순수한 니켈보다 강한 모넬 합금은 빠르게 흐르는 바닷물을 포함하여 많은 공격적인 물질에 의한 부식에 내성이 있습니다.열간 및 냉간 가공, 가공 및 [2]용접을 통해 쉽게 제작할 수 있습니다.

모넬은 1905년 당시 국제 [3]니켈 회사에서 일했던 로버트 크룩스 스탠리에 의해 만들어졌다.모넬 합금 400은 서드베리(온타리오) 광산의 운석 니켈 광석에서 자연적으로 발견되는 것과 같은 비율의 니켈과 구리의 이원 합금으로 청교도 합금으로 간주됩니다.[i][4][5]모넬은 암브로즈 모넬 사장의 이름을 따서 [6]명명되었으며 1906년에 특허를 받았다.당시에는 성이 상표로 인정되지 않았기 때문에 L은 1개 폐기되었습니다.[1]상표는 1921년 [7]5월에 등록되었으며, 그 이름은 현재 Special Metals Corporation의 상표입니다.

고가의 합금으로서, 보다 저렴한 대체품으로 대체할[citation needed] 수 없는 용도에 한정되어 있습니다.예를 들어, 2015년 모넬 배관은 탄소강으로 [8]만들어진 동등한 배관보다 3배 더 비쌌습니다.

특성.

모넬은 고체 이원 합금입니다.니켈과 구리는 모든 비율로 서로 용해되기 때문에 단상합금이다.모넬은 강철에 비해 가공 속도가 매우 빠르기 때문에 기계 가공이 매우 어렵습니다.느린 속도와 낮은 이송 속도로 회전하고 작동해야 합니다.부식 및 산에 강하고, 일부 합금은 순수한 산소의 화재에도 견딜 수 있습니다.일반적으로 부식성이 높은 환경에서 사용됩니다.알루미늄과 티타늄을 소량 첨가하면 내식성은 동일하지만 노후 시 감마 프라임 형성에 의해 강도가 훨씬 더 높은 합금(K-500)을 형성합니다.모넬은 일반적으로 스테인리스강보다 훨씬 더 비쌉니다.

모넬 합금 400은 8.80의 [9]비중, 1300–1350°C의 용해 범위, 약 34%의 전기 전도율, 65의 Rockwell [10]B의 경도를 가집니다.모넬 합금 400은 상당한 온도 범위에서 유지되는 인성으로 유명합니다.

모넬 합금 400은 영하의 온도에서 뛰어난 기계적 특성을 가진다.강도 및 경도는 연성 또는 충격 저항성의 약간의 손상과 함께 증가한다.합금은 액체 수소의 온도로 냉각된 경우에도 연성 대 조각 전환을 거치지 않습니다.이는 강도가 증가함에도 불구하고 저온에서 부서지기 쉬운 많은 철 재료와 현저한 대조를 이룹니다.

사용하다

항공 우주 응용 프로그램

1960년대에 모넬 금속은 항공기 제작, 특히 북미 X-15와 같은 실험용 로켓 비행기의 프레임과 스킨을 만드는 데 대량으로 사용되어 초고속 비행 중 공기역학적 마찰에 의해 발생하는 큰 열에 저항하는 것을 발견했다.모넬 금속은 매우 높은 온도에서도 강도를 유지하여 높은 대기 비행 속도에서도 모양을 유지할 수 있으며, 이는 모넬의 고밀도로 인한 부품 무게 증가에 대한 트레이드오프입니다.

모넬은 일반적으로 고온 구역에서 고정 장치가 풀리지 않도록 항공기 유지보수의 안전 배선에 사용됩니다. 스테인리스 와이어는 경제성을 위해 다른 구역에서 사용됩니다.

석유 생산 및 정제

모넬은 농축 플루오르산과 직접 접촉하는 알킬화 단위에 사용된다.모넬은 끓는점까지의 모든 농도에서 불산에 대한 뛰어난 내성을 제공합니다.일반적으로 사용되는 모든 엔지니어링 합금 중에서 가장 내성이 높습니다.이 합금은 환원 조건 하에서 다양한 형태의 황산 및 염산에도 내성이 있습니다.

해상 응용 프로그램

Monel의 내식성은 배관 시스템, 펌프 샤프트, 해수 밸브, 트롤링 와이어 및 스트레이너 바스켓과 같은 애플리케이션에 이상적입니다.일부 합금은 완전히 비자성이며 지뢰 제거기,[11] 자기장 측정 장비용 하우징에 사용되는 앵커 케이블입니다.레크리에이션 보트에서 모넬은 닻줄, 물탱크 및 연료탱크 및 수중 응용을 위한 걸쇠를 잡기 위한 와이어에 사용됩니다.또한 프로펠러 샤프트 및 용골 볼트에도 사용됩니다.인기 있는 호비캣 범선은 강도가 필요한 곳에 모넬 리벳을[12] 사용하지만 해수 환경에서 보트의 알루미늄 돛대, 붐, 프레임에 스테인리스강이 닿아 부식되어 스테인리스강을 사용할 수 없습니다.

소금물(갈바닉 부식이라고도 함)에서는 전해 작용의 문제로 인해 선박에서는 Monel을 강철과 같은 다른 금속으로부터 조심스럽게 절연해야 합니다.1915년 8월 12일자 뉴욕타임즈는 "모넬 선체를 완전히 갖춘 최초의 배"인 215피트 길이의 요트에 대한 기사를 실었는데, 이 배는 불과 6주 만에 "파손되었다"며 "전기 작용에 의한 바닥의 붕괴로 인해" 폐기되어야 했다.요트의 강철 골격은 [13]모넬호와의 전해 상호작용으로 인해 악화되었다.

바닷새 연구, 특히 새의 띠 또는 울림에서 모넬은 부식성 바닷물 [14]환경에서 사는 알바트로스와 같은 많은 종의 새 띠나 고리를 만드는 데 사용되어 왔다.

악기

모넬은 트럼펫, 튜바, 프렌치 호른과 같은 일부 고품질 악기에서 밸브 피스톤 또는 로터의 재료로 사용됩니다.로토사운드는 1962년에 모넬을 전기 베이스 현에 사용하는 것을 도입했고, 이 현들은 아이언 메이든의 스티브 해리스, 더 후, 스팅, 존 디콘, 존 폴 존스, 고 크리스 스콰이어를 포함한 많은 아티스트들에 의해 사용되어 왔다.모넬은 1930년대 초에 깁슨 기타 회사와 같은 다른 음악 현악기 제조업체들에 의해 사용되었는데, 그들은 샘 부시의 시그니처 세트로서 그것들을 만돌린에 계속 제공하고 있다.또한 C.F. Martin & Co.는 Martin Retro 어쿠스틱 기타 현에 모넬을 사용하고 있습니다.피라미드 현악 공장(독일)은 둥근 코어에 감긴 '모넬 클래식' 전기 기타 현을 생산한다.2017년에는 D와 G줄에 모넬 권선을 사용한 바이올린 줄을 출시했습니다.

다른.

모넬로 만든 식별 태그

산과 산소에 의한 부식에 대한 내성이 뛰어나 모넬은 화학 산업에 적합한 재료입니다.부식성 플루오르화물도 모넬 장치 내에서 처리할 수 있습니다. 이것은 오크리지 가스 확산 플랜트의 우라늄 농축에서 광범위한 방식으로 수행되었습니다.여기서 육불화우라늄을 위한 큰 직경의 튜브는 대부분 [15]모넬로 만들어졌다.염화수소와 같은 반응성 실린더 가스에 대한 조절기는 또 다른 예를 제시하는데, 여기서 높은 공급 압력이 필요한 경우 PTFE는 적절한 옵션이 아니다.이러한 장치에는 기기를 더욱 보호하기 위해 사용 후 건조하고 비활성 가스로 조절기를 플러싱할 수 있는 Monel 매니폴드와 조절기 앞의 탭이 포함될 수 있습니다.

증기 출력이 널리 사용되던 20세기 초, 모넬은 과열 증기 [16]시스템에 사용하기에 적합하다고 광고되었습니다.세계 대전 동안, 모넬은 미군의 개 꼬리표로 사용되었다.

브린 아틴 대성당의 모넬 문 손잡이

모넬은 부엌 싱크대나 안경테에 자주 사용된다.그것은 또한 소방관 보일러의 소방관 스테이에도 사용되어 왔다.

1만 년 동안 작동하도록 되어 있는 시계의 부품은 [17]귀금속을 사용하지 않고 내식성이 있기 때문에 모넬로 제작되었습니다.

모넬은 신예루살렘 총교회의 종교적인 장소인 펜실베니아 브린 아틴 성당 내부에 사용된 노출된 금속의 대부분을 위해 사용되었다.여기에는 커다란 장식용 방충망, 문 손잡이 [1]등이 포함됩니다.모넬은 또한 뉴욕의 [1]원래 펜실베니아 역과 같은 건물에서 지붕재로 사용되어 왔다.

뉴욕의 펜실베니아 역의 녹색 지붕은 모넬로 만들어졌다.

1991-1996년형 Acura(Honda) NSX에는 Monel로 [18]만든 키가 함께 제공되었습니다.

유전 용도에는 모넬 드릴 칼라의 사용이 포함됩니다.방향을 얻기 위해 지구의 자기장을 측정하는 기구는 비자성 칼라에 배치되어 비자성 칼라의 위아래에 위치한 드릴링 툴의 자기 당김으로부터 차단됩니다.모넬은 현재 거의 사용되지 않으며, 일반적으로 비자성 스테인리스강으로 [19][20]대체됩니다.

모넬은 서양식 등자의 겉면에도 보호 결합재로 사용됩니다.

모넬은 Arrow Ficker Co., Inc.가 방청 T50 스테이플에 사용합니다.

모넬은 켈빈 냉장고에도 사용되어 왔다.

모넬은 1930년대 엄지손가락 빨기 방지 [21]장치인 베이비 앨리스 썸 가드에 사용되었다.

모넬은 영화 필름 처리에 사용됩니다.모넬 스테이플 스플라이스는 연속 가동 광화학 탱크에서 사용 시 부식을 방지하는 데 이상적입니다.

합금

모넬은 ISO 표준 6208(플레이트, 시트 및 스트립) 9723(바) 9724(와이어) 9725(단조) 및 DIN 17751(파이프 및 튜브)에 따라 거래되는 경우가 많습니다.

상호 ASTM/AISI

합금 타입

 언에스 %Cu %Al %Ti %Fe %Mn %Si %Ni
모넬 400 B127, B164 N04400 28–34 최대 2.5 최대 2.0 최대 0.5 63분
모넬 401 N04401 28–34 최대 2.5 최대 2.0 63분
모넬 404 N04404 렘 최대 0.05 최대 0.5 최대 0.1 최대 0.1 52–57
모넬 K-500 B865 N05500 27–33 2.3–3.15 0.35–0.85 최대 2.0 최대 1.5 최대 0.5 63분
모넬 405 B164 N04405 28–34 최대 2.5 최대 2.0 최대 0.5 63분

모넬 400

모넬 400은 산성 및 알칼리성 환경에서 고강도 및 우수한 내식성을 보이며 특히 조건 [22]감소에 적합합니다.연성과 열전도성도 우수합니다.Monel 400은 일반적으로 해양 공학, 화학 및 탄화수소 처리, 열 교환기, 밸브 및 펌프에 사용됩니다.BS 3075, 3076 NA 13, DTD 204B 및 ASTM B164의 [23]표준이 적용됩니다.

알킬화 단위, 즉 농축 플루오르산과 접촉하는 반응 부분에서 모넬 400을 많이 사용한다.

모넬 401

이 합금은 특수 전기 [24]및 전자 용도에 사용하도록 설계되었습니다.합금 401은 가스텅스텐 아크 공정에 의해 쉽게 자기용접된다.저항 용접은 재료 접합에 매우 만족스러운 방법입니다.또한 브레이징 특성이 우수합니다.표준 UNS N04401의 적용을 받습니다.

모넬 404

모넬 404 합금은 주로 특수 전기 및 전자 [25]분야에 사용됩니다.Monel 404의 구성은 매우 낮은 퀴리 온도, 낮은 투과성, 양호한 브레이징 특성을 제공하도록 세심하게 조정되었습니다.

모넬 404는 일반적인 용접 기술을 사용하여 용접하고 단조할 수 있지만 열간 가공은 할 수 없습니다.냉간 가공은 더 나은 마무리를 위해 표준 공구 및 연질 금형 재료를 사용하여 수행할 수 있습니다.표준 UNS N04404 및 ASTM F96의 적용을 받습니다.모넬404는 트랜지스터용 캡슐 및 세라믹에서 금속씰용 캡슐에 사용된다.

모넬 405

모넬 405는 합금 [26]400의 자유 가공 등급입니다.니켈, 탄소, 망간, 철, 실리콘, 구리 비율은 합금 400과 동일하지만 황은 0.024 max에서 0.025~0.060%로 변경됩니다.합금 405는 주로 자동 나사 기계 스톡에 사용되며 일반적으로 다른 용도에는 권장되지 않습니다.니켈-구리 황화물은 그 조성물의 황으로 인해 칩 브레이커 역할을 하지만, 이러한 함유물 때문에 합금의 표면 마감은 합금 400만큼 매끄럽지 않다.Monel 405는 UNS N04405로 지정되며 ASME SB-164, ASTM B-164, 연방 QQ-N-281, SAE AMS 4674 및 7234, 군사 MIL-N-894 및 NACE MR-01-75가 적용된다.

모넬 450

이 합금은 피로 강도가 좋고 열전도율이 비교적 높습니다.해수 응축기, 콘덴서 플레이트, 증류기 튜브, 증발기 및 열교환기 튜브, 해수 [27]배관 등에 사용됩니다.

모넬 K-500

Monel K-500은 Monel 합금 400의 뛰어난 내식성 특성과 더 큰 강도 및 [28]경도라는 부가적인 장점을 결합합니다.향상된 특성은 니켈-구리 베이스에 알루미늄과 티타늄을 첨가하고 매트릭스 전체에 Ni(Ti, Al)의3 준현미경 입자가 침전되도록 제어된 조건에서 가열함으로써 얻을 수 있습니다.

모넬 합금 K-500의 내식성은 시효 경화 상태일 때 일부 환경에서 합금 K-500의 응력 부식 균열 경향이 크다는 점을 제외하면 합금 400의 내식성과 실질적으로 동일합니다.모넬 합금 K-500은 사워 가스 환경에 내성이 있는 것으로 밝혀졌습니다.고속 바닷물과 고강도에서의 매우 낮은 부식률의 조합은 합금 K-500을 해양 서비스의 원심 펌프 축에 특히 적합합니다.정체되거나 느리게 움직이는 바닷물에서는 오염이 발생할 수 있으며, 그 후에 구멍이 뚫릴 수 있지만, 이 구멍은 매우 빠른 초기 공격 후에 느려집니다.

합금 K-500의 일반적인 용도는 펌프 샤프트와 임펠러, 닥터 블레이드 및 스크레이퍼, 오일 웰 드릴 칼라, 계측기 및 전자 부품입니다.

모넬 R-405

모넬 R-405는 모넬 400의 프리머신 버전입니다.니켈-동 합금으로, 가공 시 칩 브레이커 역할을 하는 황화물 함유물을 제공하기 위해 황의 양을 조절합니다.Monel 400과 마찬가지로, 합금 R-405는 높은 온도에서의 해수 및 증기와 소금 및 부식 용액에 내성이 있습니다.모넬 R-405는 냉간가공으로만 경화시킬 수 있는 고용합금입니다.이 니켈 합금은 내식성, 용접성 및 고강도 등의 특성을 나타냅니다.빠르게 흐르는 기수나 바닷물의 부식률이 낮고, 다양한 부식 조건에 대한 내성과 결합된 대부분의 담수에서 응력 부식 균열에 대한 뛰어난 내성이 결합되어 해양 용도 및 기타 비산화 염화물 용액에 널리 사용되는 것이 정당화됩니다.이 니켈-동 합금은 탈기 시 염산과 불산에 특히 내성이 있습니다.높은 구리 함량에서 예상할 수 있듯이, 합금 R-405는 질산과 암모니아 시스템의 공격을 빠르게 받고 있습니다.

합금 R-405는 주로 자동 나사 기계 스톡에 사용되며 일반적으로 다른 용도에는 권장되지 않습니다.

모넬 502

모넬502는 니켈-구리 합금이며, UNS 번호는 N05502이다.이 등급은 크리프와 내산화성도 뛰어납니다.모넬502는 다른 형상으로 형성할 수 있다.모넬502는 오스테나이트계 스테인리스강과 유사하게 가공할 수 있다.

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메모들

  1. ^ '청교도' 합금은 동일한 조성의 염기성 광석에서 주성분이 공급되므로 다른 광석의 재료와 혼합할 필요가 없다.

레퍼런스

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참고 문헌

외부 링크