درمان های سطحی مناسب برای آلیاژ مونل

1. درمان های سطحی مناسب برای آلیاژ مونل

منفعل شدن

این رایج ترین و اساسی ترین عملیات سطحی برای آلیاژ مونل است. این فرآیند معمولاً شامل غوطه ور کردن آلیاژ در محلول های مبتنی بر اسید نیتریک- (گاهی اوقات با افزودن عوامل اکسید کننده) است. غیرفعال سازی یک لایه اکسید متراکم و یکنواخت را روی سطح آلیاژ مونل تشکیل می دهد که واکنش الکتروشیمیایی بین آلیاژ و محیط خورنده را مسدود می کند و مقاومت آن را در برابر خوردگی حفره ای، خوردگی شکافی و ترک خوردگی ناشی از تنش، به ویژه در محیط های حاوی کلرید مانند آب دریا، به طور قابل توجهی بهبود می بخشد. سطح غیرفعال شده نیز ظاهر صاف تری دارد و کمتر در معرض آلودگی است.

آبکاری

آبکاری زمانی اعمال می شود که آلیاژ مونل نیاز به مقاومت در برابر سایش، هدایت الکتریکی یا خواص تزئینی داشته باشد. پوشش های معمول آبکاری عبارتند از:

آبکاری کروم سخت: یک پوشش سخت و مقاوم در برابر سایش بر روی سطح، مناسب برای اجزای در معرض اصطکاک و فرسایش، مانند سوپاپ ها، شفت پمپ ها و بست ها در مهندسی دریایی.

آبکاری طلا یا نقره: هدایت الکتریکی و مقاومت در برابر خوردگی را در تجهیزات الکترونیکی و الکتریکی با دقت بالا{{0} بهبود می‌بخشد، اگرچه به دلیل هزینه‌های بالا، بیشتر در زمینه‌های با کیفیت بالا استفاده می‌شود.

آبکاری نیکل: یکنواختی سطح و مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ مونل را افزایش می دهد و به عنوان یک لایه زیرین محافظ برای فرآیندهای پوشش بعدی عمل می کند.

پوشش اسپری حرارتی

برای اجزای مورد استفاده در محیط‌های{0}}در دمای بسیار بالا یا فرسودگی شدید، پوشش اسپری حرارتی یک انتخاب ایده‌آل است. موادی مانند پودرهای سرامیکی (آلومینا، زیرکونیا) یا پودرهای آلیاژ{2} با کارایی بالا در دماهای بالا ذوب می‌شوند و روی سطح آلیاژ مونل اسپری می‌شوند تا یک لایه محافظ ضخیم تشکیل دهند. این عملیات به طور موثر مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ را در برابر محیط های خورنده قوی بهبود می بخشد و به طور گسترده در اجزای موتور هوافضا و دیواره های داخلی راکتور شیمیایی استفاده می شود.

رنگ آمیزی و پوشش

پوشش های آلی (رزین اپوکسی، پوشش های پلی اورتان) برای اجزای آلیاژ مونل در خوردگی جوی یا محیط های شیمیایی ملایم استفاده می شود. این پوشش به عنوان یک مانع فیزیکی عمل می کند و آلیاژ را از تماس با گازها و مایعات خورنده جدا می کند. قبل از رنگ آمیزی، زبری سطح (سند بلاست) برای افزایش چسبندگی بین پوشش و زیرلایه لازم است و از پوسته شدن و ایجاد تاول در حین استفاده جلوگیری می کند.

ترشی

ترشی یک فرآیند قبل از{0} تصفیه است که معمولاً قبل از غیرفعال سازی یا آبکاری الکتریکی انجام می شود. از محلول اسید مخلوط (اسید کلریدریک + اسید نیتریک) برای حذف اکسیدهای سطحی، رسوب، گریس و آلاینده های تولید شده در حین آهنگری، جوشکاری یا ماشینکاری استفاده می کند. ترشی یکنواختی عملیات سطحی بعدی را تضمین می کند و مقاومت خوردگی ذاتی آلیاژ را بازیابی می کند.

2. حداکثر مقاومت در برابر دما آلیاژ مونل

محدودیت دمای سرویس عمومی

اکثر گریدهای استاندارد آلیاژ مونل (مانندمونل 400، پرکاربردترین درجه) دارای حداکثر دمای سرویس مداوم از500 درجه (932 درجه فارنهایت)تحت شرایط تحمل بار معمولی-. در این محدوده دما، آلیاژ مونل خواص مکانیکی پایدار (استحکام کششی، استحکام تسلیم، چقرمگی) و مقاومت در برابر خوردگی را حفظ می‌کند و می‌تواند برای مدت طولانی در محیط‌هایی مانند آب دریا، اسیدهای رقیق و نمک‌های خنثی استفاده شود.

عملکرد فراتر از 500 درجه تغییر می کند

هنگامی که دما از 500 درجه بیشتر شود، خواص مکانیکی آلیاژ مونل به طور قابل توجهی بدتر می شود:

استحکام خزش به شدت کاهش می‌یابد و آلیاژ تحت بار{{0}درازمدت مستعد تغییر شکل پلاستیک است که برای اجزای باربر- مناسب نیست.

سرعت اکسیداسیون سطح آلیاژ افزایش می یابد و یک لایه اکسید شل تشکیل می شود که نمی تواند به طور موثر از بستر محافظت کند و منجر به خوردگی تسریع می شود.

چقرمگی آلیاژ کاهش می یابد و تمایل به شکننده شدن دارد و خطر ترک خوردن در اثر شوک حرارتی یا نیروی خارجی را افزایش می دهد.

درجه حرارت-بالا آلیاژ مونل

برای سناریوهای کاربردی در دمای بالا، نمرات Monel اصلاح شده (مانندMonel K-500) قابل استفاده است. Monel K-500 یک آلیاژ مسی-نیکل سخت شده{4}}بارشی است که از طریق عملیات پیری نسبت به Monel 400 استحکام دمایی بالاتر- دارد. حداکثر دمای سرویس کوتاه مدت آن می تواند برسد650 درجه (1202 درجه فارنهایت)، اما سرویس مداوم در این دما توصیه نمی شود، زیرا باعث رشد فاز بارش و کاهش استحکام و چقرمگی آلیاژ می شود.

محدودیت های ویژه دمای محیط

در محیط‌های خورنده یا اکسید کننده با دمای بالا{0}}، حداکثر دمای سرویس آلیاژ Monel بیشتر کاهش می‌یابد. به عنوان مثال:

در اتمسفرهای اکسید کننده با دمای بالا (غنی از اکسیژن)، اکسیداسیون آلیاژ مونل تسریع می‌شود و دمای قابل استفاده به زیر 450 درجه محدود می‌شود.

در محیط‌های اسیدی کاهش‌دهنده دمای بالا (مانند بخار اسید سولفوریک رقیق)، نرخ خوردگی آلیاژ به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد و دمای سرویس نباید از 300 درجه تجاوز کند.