1. ویژگی های مغناطیسی اساسی ماتریس Monel K500
نیکل خالص یک فلز فرومغناطیسی با حساسیت مغناطیسی قوی است، اما خواص مغناطیسی آن به افزودن عناصر آلیاژی بسیار حساس است. وقتی مس به نیکل اضافه میشود تا یک محلول جامد نیکل{1}}مس تشکیل دهد، اتمهای مس آرایش منظم اتمهای نیکل را در شبکه کریستالی مختل میکنند و مانع همترازی حوزههای مغناطیسی میشوند.
در Monel K500، محتوای نیکل از 63.0٪ تا 67.0٪ و مس بین 27.0٪ تا 33.0٪ متغیر است. در این نسبت ترکیب، محلول جامد -فاز فرومغناطیس قوی را از دست می دهد و نشان می دهدرفتار پارامغناطیسدر دمای اتاق مواد پارامغناطیس فقط به صورت ضعیف توسط میدان های مغناطیسی خارجی جذب می شوند و این جاذبه بلافاصله پس از حذف میدان مغناطیسی خارجی ناپدید می شود.
2. تأثیر بارش{1}}تقویت مراحل بر روی مغناطیس
ساختار کریستالی Ni3Al و Ni3Ti متعلق به ساختار مرتب L12 است. این ساختار به دلیل آرایش جفتی اتم های نیکل با اتم های آلومینیوم/تیتانیوم دارای گشتاور مغناطیسی کم است، بنابراین به فرومغناطیس کمک نمی کند.
در حالت اوج- سالخوردگی، کسر حجمی فازهای Ni3Al و Ni3Ti تقریباً 8-5٪ از کل ریزساختار است. این کسر حجمی کم بدین معنی است که فازهای تقویتی نمی توانند ماهیت پارامغناطیس ماتریس فاز را تغییر دهند. در نتیجه، Monel K500 کهنه، خواص مغناطیسی ضعیف ثابتی را حفظ میکند، بدون اینکه تفاوت قابلتوجهی با حالت بازپخت حلشدهاش نداشته باشد.
3. تأثیر عملیات حرارتی و کار سرد بر عملکرد مغناطیسی
راه حل-وضعیت آنیل شده: پس از بازپخت محلول در 980-1040 درجه و خاموش شدن، ریزساختار آلیاژ یک محلول جامد فاز یکنواخت - با حساسیت مغناطیسی در دمای اتاق معمولاً در محدوده1.0×10-5 تا 2.0×10-5 cm³/g(یک محدوده پارامغناطیس معمولی).
دولت سالخورده: پیری در دمای 480-510 درجه به مدت 4 تا 6 ساعت باعث افزایش بارش فازهای تقویتی می شود، اما حساسیت مغناطیسی فقط اندکی افزایش می یابد.2.5×10-5 تا 3.0×10-5 cm³/g، همچنان در رده پارامغناطیس باقی مانده است.
حالت کار سرد-: کار سرد (به عنوان مثال، نورد سرد، کشش سرد) نابجایی ها و اعوجاج های شبکه را به آلیاژ وارد می کند، که می تواند با ایجاد اختلال در حرکت دیواره دامنه، حساسیت مغناطیسی را کمی افزایش دهد. با این حال، حتی با کار سرد سنگین (50٪ کاهش)، حساسیت مغناطیسی Monel K500 از آن فراتر نمی رود.4.0×10-5 سانتیمتر مکعب بر گرم، و هنوز فرومغناطیس قوی نشان نمی دهد.
4. وابستگی دمایی خواص مغناطیسی
بالاتر از دمای اتاق: با افزایش دما، حرکت حرارتی اتم ها تشدید می شود و تراز گشتاورهای مغناطیسی را بیشتر مختل می کند. این منجر به کاهش تدریجی حساسیت مغناطیسی می شود و ماهیت پارامغناطیسی بارزتر می شود.
دمای پایین (زیر 100 کلوین): در دماهای برودتی، حرکت حرارتی ضعیف میشود و گشتاورهای مغناطیسی اتمهای نیکل در ماتریس تمایل دارند تا حدی تحت میدانهای مغناطیسی خارجی هماهنگ شوند. این باعث می شود Monel K500 از پارامغناطیس به پارامغناطیس تبدیل شودفرومغناطیسی بسیار ضعیفاما جاذبه مغناطیسی هنوز به مراتب کمتر از فلزات فرومغناطیسی مانند فولاد کربنی یا نیکل خالص است.
5. اهمیت مهندسی عملی
برای استفاده درسیستم های محافظ مغناطیسی، ابزار دقیق و تجهیزات دریاییجایی که باید از تداخل مغناطیسی قوی اجتناب شود.
برخلاف آلیاژهای فرومغناطیسی، Monel K500 بارهای مغناطیسی را در طول سرویس جمع نمیکند و از مسائلی مانند جذب مغناطیسی زبالههای فلزی که برای تجهیزاتی که در محیطهای ساینده کار میکنند ضروری است، جلوگیری میکند.
به طور خلاصه، Monel K500 یک استآلیاژ ضعیف مغناطیسی (پارامغناطیس).تحت شرایط عادی سرویس، و خواص مغناطیسی آن تحت تأثیر عملیات حرارتی یا کار سرد تا حدی قرار نمی گیرد که طبقه بندی مغناطیسی اساسی آن را تغییر دهد.
