मोनेल 400 निकल आधारित मिश्र धातु

मोनेल मिश्र धातु एक नी-आधारित मिश्र धातु है, इसकी मुख्य रासायनिक संरचना निकल (नी) है, उच्चतम सामग्री 67% तक है, अन्य मुख्य रासायनिक संरचना तांबा (सीयू) है, और इसमें थोड़ी मात्रा में लोहा (Fe) भी होता है। , मैंगनीज (एमएन) और कार्बन (सी), सिलिकॉन (सी) और अन्य तत्व।

मोनेल मिश्र धातु की ताकत शुद्ध निकल की तुलना में अधिक है, और यह तेजी से बहने वाले समुद्री जल सहित विभिन्न मीडिया के क्षरण का सामना कर सकती है। मोनेल मिश्र धातु की प्रसंस्करण विधियों में हॉट वर्किंग, कोल्ड वर्किंग, मशीनिंग और वेल्डिंग शामिल हैं।

1901 में, इंटरनेशनल निकेल कंपनी (INCO) के धातुविज्ञानी रॉबर्ट क्रुक्स स्टेनली ने मोनेल मिश्र धातु का निर्माण किया।

मोनेल मिश्र धातु नाम का स्रोत कंपनी के तत्कालीन अध्यक्ष एम्ब्रोस मोनेल (एम्ब्रोस मोनेल) को श्रद्धांजलि देने की जानकारी पर आधारित है। बाद में, श्री स्टैनली ने इंटरनेशनल निकेल कॉर्पोरेशन के अध्यक्ष के रूप में भी कार्य किया। मोनेल मिश्र धातु को 1906 में पेटेंट प्रदान किया गया था।

मोनेल मिश्र धातु एक महंगी मिश्र धातु है जिसकी कीमत शुद्ध तांबे और शुद्ध निकल से 5-10 गुना अधिक होती है। इसलिए, इसका उपयोग केवल उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां इसे सस्ते विकल्पों द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जा सकता है।

 

मोनेल 400 मिश्र धातु (N0440) की रासायनिक संरचना और यांत्रिक गुण:

 

मोनेल 400 मिश्र धातु की रासायनिक संरचना (%)
सी ≤	सी ≤	एमएन ≤	पी ≤	एस ≤	करोड़ ≥	नी ≥	मो ≥	Cu ≤
0.3	0.5	2	-	0.024	-	63	-	28.0-34.0
अन्य	एन ≤	ए एल≤	ति ≤	एफ ई≤	सह ≤	वी ≤	डब्ल्यू ≤	नायब ≤
	-	-	-	2.5	-	-	-	-

1. मोनेल 400 (N04400) मिश्र धातु तन्यता ताकत: σb ≥ 450 एमपीए।
2. मोनेल 400 (N04400) मिश्र धातु उपज शक्ति: σb ≥ 170 एमपीए।
3. मोनेल 400 (N04400) मिश्र धातु बढ़ाव: δ ≥ 30%।

 

मोनेल मिश्र धातु के गुण

मोनेल मिश्र धातु एक ठोस घोल बाइनरी मिश्र धातु है। चूँकि Ni और Cu एक दूसरे में घुले हुए हैं, यह भी एक एकल-चरण मिश्र धातु है। स्टील की तुलना में, मोनेल मिश्र धातु की मशीनिंग कठिन है, मुख्य रूप से इसकी तेजी से काम करने वाली सख्त विशेषताओं के कारण। इसके लिए कम गति और कम फ़ीड दर पर मुड़ने की आवश्यकता होती है।

मोनेल मिश्र धातु 400 का घनत्व 8.80 ग्राम/सेमी3 है, पिघलने का तापमान रेंज 1300 ~ 1350 डिग्री सेल्सियस है, चालकता लगभग 34% IACS है (IACS एनील्ड कॉपर की अंतर्राष्ट्रीय मानक चालकता को संदर्भित करता है), और एनील्ड कठोरता मान 65 है एचआरबी. मोनेल मिश्र धातु 400 अपनी कठोरता के लिए प्रसिद्ध है और इस कठोरता को काफी तापमान सीमा में बनाए रख सकता है।

यह विभिन्न एसिड और क्षार के क्षरण का सामना कर सकता है, और कुछ मोनेल मिश्र धातु शुद्ध ऑक्सीजन जलने का भी सामना कर सकते हैं। इसका उपयोग आमतौर पर अत्यधिक संक्षारक वातावरण में किया जाता है। थोड़ी मात्रा में एल्यूमीनियम (Al) और टाइटेनियम (Ti) मिलाने के बाद बने मोनेल मिश्र धातु K-500 में मोनेल मिश्र धातु 400 के समान संक्षारण प्रतिरोध होता है, लेकिन उच्च शक्ति होती है, जो मुख्य रूप से उम्र बढ़ने के उपचार के दौरान γ'phase के गठन के कारण होती है। सामान्य परिस्थितियों में, मोनेल मिश्र धातु स्टेनलेस स्टील की तुलना में बहुत अधिक महंगा है।

मोनेल मिश्र धातु 400 शून्य से भी नीचे उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों को बनाए रख सकता है। यद्यपि ताकत और कठोरता में वृद्धि होगी, प्लास्टिसिटी या क्रूरता केवल थोड़ी कम होगी। भले ही इसे तरल हाइड्रोजन में ठंडा किया जाए, मिश्रधातु तन्य-भंगुर संक्रमण से नहीं गुजरेगी। यह कम तापमान की भंगुरता के साथ मोनेल मिश्र धातु और लौह धातु सामग्री (स्टील और लोहा) के बीच सबसे महत्वपूर्ण अंतर है।

मोनेल मिश्र धातु में कई वातावरणों में अच्छा संक्षारण प्रतिरोध होता है, लेकिन खारे पानी के संपर्क में आने पर इसमें जंग लगने का खतरा होता है; यह नाइट्रिक ऑक्साइड, नाइट्रिक एसिड, सल्फर डाइऑक्साइड और हाइपोक्लोराइट युक्त मीडिया के क्षरण का सामना नहीं कर सकता है। मोनेल मिश्र धातु के उपयोग से विद्युत रासायनिक क्षरण भी होगा। दूसरे शब्दों में, जब एल्यूमीनियम, जस्ता या लोहे से बने फास्टनरों मोनेल मिश्र धातु के संपर्क में आते हैं, तो कुछ शर्तों के तहत (जैसे कि तेजी से बहने वाले समुद्री जल में उपयोग), धातु के फास्टनरों के हिस्से जल्दी से खराब हो जाएंगे।

 

मोनेल मिश्र धातु का उपयोग

एयरोस्पेस
1960 के दशक में. मोनेल मिश्र धातु ने अंतरिक्ष और विमान निर्माण के क्षेत्र में बड़ी संख्या में ऑर्डर जीते हैं। विशेष रूप से प्रयोगात्मक जेट विमान के धड़ और त्वचा के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, उत्तरी अमेरिकी एक्स-15 का उपयोग अत्यधिक तेज उड़ान के दौरान वायुगतिकीय घर्षण से उत्पन्न बड़ी मात्रा में गर्मी का सामना करने के लिए किया जा सकता है। मोनेल मिश्र धातु अभी भी अत्यधिक उच्च तापमान पर अपनी ताकत बनाए रख सकती है, जिससे यह उच्च वायुमंडलीय उड़ान गति पर अपने आकार की स्थिरता बनाए रख सकती है। विमान के रखरखाव के दौरान, मोनेल मिश्र धातु का उपयोग उच्च तापमान वाले क्षेत्रों में लॉक तार के रूप में किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि फास्टनरों को लॉक किया गया है; आर्थिक कारणों से, स्टेनलेस स्टील लॉक तारों का उपयोग आमतौर पर अन्य क्षेत्रों में किया जाता है।

तेल निष्कर्षण और शोधन
मोनेल का उपयोग उन भागों को बनाने के लिए किया जाता है जो एल्किलेशन इकाई में सीधे केंद्रित हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड से संपर्क करते हैं। मोनेल मिश्र धातु का हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड संक्षारण के प्रति असाधारण प्रतिरोध अद्भुत है। यह हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड की सभी सांद्रता का सामना कर सकता है, और तापमान हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड के क्वथनांक तक पहुंच सकता है। यह आमतौर पर उपयोग की जाने वाली इंजीनियरिंग मिश्र धातु सामग्री के बीच सबसे अच्छा संक्षारण प्रतिरोध वाली सामग्री हो सकती है। मोनेल मिश्र धातु कम करने वाले वातावरण में विभिन्न सल्फाइड और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के क्षरण का भी सामना कर सकती है।

समुद्री इंजीनियरिंग
मोनेल मिश्र धातु का संक्षारण प्रतिरोध इसे समुद्री अनुप्रयोगों, जैसे पाइपिंग सिस्टम, पंप शाफ्ट, समुद्री वाल्व, ट्रॉलिंग मछली पकड़ने की लाइनें और टोकरी फिल्टर के लिए एक आदर्श सामग्री बनाता है। कुछ मोनेल मिश्र धातुएं पूरी तरह से गैर-चुंबकीय हैं, और इनका उपयोग माइनस्वीपर्स के लिए एंकर केबल और चुंबकीय क्षेत्र माप उपकरण के लिए आवास बनाने के लिए किया जाता है। नौकाओं पर, एंकर केबल बंधनों को लॉक करने के लिए मोनेल मिश्र धातु के तार का उपयोग किया जाता है। मोनेल मिश्र धातु का उपयोग पानी के टैंक और ईंधन टैंक और अन्य पानी के नीचे के उपकरण, जैसे प्रोपेलर शाफ्ट और कील बोल्ट बनाने के लिए भी किया जाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि समुद्री जल में इलेक्ट्रोकेमिकल संक्षारण (द्विधातु संक्षारण) की समस्या के कारण, जहाज निर्माण के दौरान मोनेल मिश्र धातु को अन्य धातुओं (जैसे स्टील) से अलग किया जाना चाहिए। न्यूयॉर्क टाइम्स ने 25 अगस्त, 1915 को प्रकाशित एक लेख में 215 फुट लंबी नौका की दुर्घटना पर रिपोर्ट दी: "पहली नौका जिसका पतवार पूरी तरह से मोनेल मिश्र धातु से बना था, केवल छह सप्ताह में टुकड़ों में बदल गया था और स्क्रैप करने के लिए मजबूर किया गया”। इलेक्ट्रोकेमिकल जंग के कारण, मोनेल मिश्र धातु के संपर्क के बाद नौका की स्टील संरचना कील तेजी से घिस गई और पतली हो गई, जिसके कारण अंततः नौका का निचला हिस्सा ढह गया। समुद्री पक्षी अनुसंधान के संदर्भ में, विशेष रूप से पक्षी के पैर की पहचान की अंगूठी के लिए सामग्री के चयन में, मोनेल मिश्र धातु से बनी पक्षी के पैर की पहचान की अंगूठी का उपयोग कई प्रकार के समुद्री पक्षियों में किया गया है, जैसे संक्षारक समुद्री जल वातावरण में रहने वाले अल्बाट्रॉस।

संगीत के उपकरण
मोनेल मिश्र धातु का उपयोग कुछ उच्च गुणवत्ता वाले संगीत वाद्ययंत्र वाल्व पिस्टन या रोटर, जैसे छोटे, बड़े और फ्रेंच हॉर्न बनाने के लिए किया जाता है। रोटोसाउंड ने 1962 में इलेक्ट्रिक गिटार के तार बनाने के लिए मोनेल मिश्र धातु का उपयोग किया। इन तारों का उपयोग कई कलाकारों द्वारा किया जाता है। 2017 में, डी'एडारियो स्ट्रिंग कंपनी (डी'एडारियो स्ट्रिंग कंपनी) ने वायलिन स्ट्रिंग उत्पादों का एक सेट जारी किया, जो डी और जी स्ट्रिंग्स पर मोनेल मिश्र धातु के घाव के साथ गोल-घाव वाले तार भी हैं।

 

अन्य उपयोग
मोनेल मिश्र धातु से बने पहचान टैग (द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान अमेरिकी सैनिकों के लिए कुत्ते के टैग)

विभिन्न एसिड और ऑक्सीजन के लिए उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध मोनेल मिश्र धातु को रासायनिक उद्योग में एक उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री बनाता है। अन्य उपयोग परिदृश्य जैसे:
1. यूरेनियम संवर्धन, यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड के लिए उपयोग की जाने वाली अधिकांश बड़े-व्यास वाली पाइपलाइनें मोनेल मिश्र धातु से बनी होती हैं;
2. उच्च दबाव और मजबूत प्रतिक्रियाशील बोतलबंद गैस (जैसे एचसीएल) के लिए विनियमन वाल्व;
3. बीसवीं सदी की शुरुआत में, भाप जनरेटर सेट की अत्यधिक गर्म भाप प्रणाली में मोनेल मिश्र धातु का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था;
4. मोनेल मिश्र धातु का उपयोग अक्सर रसोई के सिंक और चश्मे के फ्रेम बनाने के लिए भी किया जाता है;
5. बॉयलर इग्निशन ट्यूब बनाने के लिए प्रयुक्त दहन कक्ष;
6. क्लॉक ऑफ़ लॉन्ग नाउ की डिज़ाइन लाइफ 10,000 साल है। इस आधार पर कि किसी कीमती धातु का उपयोग नहीं किया जाता है, घड़ी के कुछ हिस्से संक्षारण प्रतिरोध के बारे में चिंताओं के आधार पर मोनेल मिश्र धातु सामग्री से बने होते हैं।