آلیاژهای مس-نیکل (مس-ni) به طور طبیعی به عنوان مواد معدنی مجزا در سپرده های بزرگ رخ نمی دهند. در عوض ، آنها آلیاژهای ساخته شده توسط انسان هستند که با ترکیب فلزات مس و نیکل تولید می شوند. با این حال ، مواد اولیه اولیه-مس و نیکل از منابع مختلف زمین شناسی در سراسر جهان استخراج شده است:
نیکل سنگ معدن: سپرده های اصلی نیکل در کشورهایی مانند اندونزی ، فیلیپین ، روسیه ، کانادا (به ویژه حوضه سودبوری) ، استرالیا و کالدونیای جدید یافت می شود. این سنگ معدن اغلب حاوی نیکل در کنار مس ، آهن و عناصر دیگر است و آنها را برای هر دو فلز مورد استفاده در آلیاژهای مس-ni می سازد.
سنگ معدن: مس در شیلی (بزرگترین تولید کننده جهان) ، پرو ، چین ، جمهوری دموکراتیک کنگو و ایالات متحده فراوان است. بسیاری از سنگ معدن مس نیز حاوی مقادیر اثری از نیکل هستند که می توانند در طول پردازش استخراج شوند.
پس از استخراج ، مس و نیکل به طور جداگانه تصفیه می شوند و سپس در نسبت های کنترل شده با هم ذوب می شوند تا آلیاژهای مس نیکل را تشکیل دهند ، که در سطح جهانی در امکانات متالورژی تولید می شوند.
آلیاژ متشکل از 70 ٪ نیکل و 30 ٪ مس معمولاً به عنوان مونل 400 گفته می شود.
Monel 400 یک آلیاژ مشهور نیکل مس مشهور است که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی ، به ویژه در محیط های دریایی ، و همچنین استحکام و انعطاف پذیری آن در هر دو دمای بالا و پایین مشهور است. این ماده به طور گسترده در برنامه هایی مانند سخت افزار دریایی ، تجهیزات پردازش شیمیایی و اجزای صنعت نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرد. در حالی که "70-30 آلیاژ نیکل-مس" یک اصطلاح توصیفی است ، نام تجاری Monel 400 تعیین استاندارد برای این ترکیب خاص است.
آزمایش برای وجود آلیاژهای مس-نیکل (CU-NI) شامل ترکیبی از روشهای بصری ، فیزیکی و شیمیایی برای تأیید حضور هر دو فلز است. در اینجا تکنیک های کلیدی وجود دارد:
بازرسی بصری: آلیاژهای مس-ni به طور معمول دارای رنگ خاکستری نقره ای به رنگ طلای کم رنگ ، متمایز از مس خالص (مایل به قرمز) یا نیکل خالص (سفید نقره ای) هستند. آنها همچنین ممکن است درخشش و مقاومت مشخصه ای در برابر لکه دار کردن ، به ویژه در آلیاژهای درجه دریایی داشته باشند.
آزمایش مغناطیس: مس خالص غیر مغناطیسی است و نیکل ضعیف مغناطیسی است. بیشتر آلیاژهای مس-ni (به عنوان مثال ، کسانی که<50% nickel) are non-magnetic or weakly magnetic, distinguishing them from ferromagnetic alloys like steel. A strong magnet will not cling firmly to Cu-Ni.
اندازه گیری چگالی: آلیاژهای مس-ni دارای چگالی از 8.9 تا 9.2 گرم در سانتی متر (بسته به ترکیب) ، بالاتر از آلومینیوم خالص (2.7 گرم در سانتی متر) اما پایین تر از سرب (11.3 گرم در سانتی متر مربع) هستند. اندازه گیری چگالی از طریق جابجایی آب می تواند به کاهش امکانات آلیاژ کمک کند.
آزمایشات شیمیایی:
تشخیص مس: اضافه کردن یک محلول اسید نیتریک رقیق (HNO₃) به یک نمونه کوچک ، آلیاژ را حل می کند و یک محلول آبی-سبز تولید می کند (به دلیل یون های مس ، cu²⁺). افزودن بعدی آمونیاک (NH₃) رنگ آبی را عمیق تر می کند و مس را تأیید می کند.
تشخیص نیکل: در همان محلول اسیدی ، یون های نیکل (Ni²⁺) هنگامی که معرف دی متیل گلیوکسیم (DMG) در شرایط قلیایی (با استفاده از آمونیاک) اضافه می شود ، رسوب صورتی یا قرمز تشکیل می دهند. این یک آزمایش خاص برای نیکل است.
تجزیه و تحلیل طیف سنجی: برای ترکیب دقیق ، ابزارهایی مانند فلورسانس اشعه ایکس (XRF) یا طیف سنجی انتشار نوری (OES) می توانند هر دو مس و نیکل را در آلیاژ شناسایی و اندازه گیری کنند و داده های درصد دقیقی را ارائه دهند.
آلیاژهای مس-نیکل به طور کلی به راحتی می توانند شعله ور شوند ، اگرچه رفتار شعله ور آنها به ترکیب خاص آلیاژ ، خلق و خوی (سختی) و ضخامت بستگی دارد.
Flaring-A فرآیندی که در آن انتهای یک لوله به شکل مخروطی گسترش می یابد تا با اتصالات متصل شود-مواد را به اندازه کافی انعطاف پذیر می کند تا بدون ترک خوردگی تغییر شکل دهد. آلیاژهای مس نیکل ، مانند آنهایی که 10-30 ٪ نیکل دارند (به عنوان مثال ، CU-NI 90/10 یا 70/30) ، به دلیل انعطاف پذیری خوب شناخته شده اند ، به خصوص هنگام آنیل (گرم شده و به آرامی خنک می شوند تا مواد را نرم کنند). لوله های CU-NI آنیل شده با استفاده از ابزارهای استاندارد می توانند شعله ور شوند ، اگرچه ممکن است به نیروی بیشتری نسبت به مس خالص نیاز داشته باشند ، که بسیار قابل انعطاف است.
با این حال ، وسوسه های سخت تر (به عنوان مثال ، Cu-NI با سرما) کمتر انعطاف پذیر هستند و اگر در ابتدا به درستی آنیل شوند ، در هنگام شعله ور شدن ممکن است در هنگام شعله ور شدن شکسته شوند. علاوه بر این ، لوله های CU-NI با دیوار ضخیم تر برای شعله ور شدن نسبت به نازک تر چالش برانگیز هستند. به طور کلی ، با آماده سازی مناسب (بازپرداخت) و ابزارآلات ، مس و مس را می توان به طور مؤثر شعله ور کرد و آن را برای لوله کشی ، تبرید و کاربردهای لوله های دریایی که در آن اتصالات شعله ور مشترک است ، مناسب می کند.
