Nikkellegeringer er legeringer, hvor nikkel er basismetallet sammen med andre grundstoffer. Et eksempel på en tidlig nikkellegering er Monel, en legering med kobber, der blev skabt engang efter 1905. Nikkel har bemærkelsesværdige mekaniske, fysiske og kemiske egenskaber. De passende legeringselementer kan forbedre oxidation, korrosion og høj-temperaturstyrke. De forbedrer også andre fysiske egenskaber. Elektroniske rør, præcisionslegeringer (magnetiske, præcisionsmodstandsdygtige og elektriske opvarmningslegeringer), nikkelhøj-temperaturlegeringer, nikkelkorrosionsbestandige-legeringer og formhukommelseslegeringer er nogle af de produkter, der bruger nikkellegeringer i deres konstruktion. Anvendelsen af nikkellegeringer er omfattende i udviklingen af energi, den kemiske, elektroniske, navigations- og luftfarts- og rumfartsindustrien.
Monel er en nikkel-kobberkorrosionsbestandig-legering baseret på nikkel (Ni) med kobber (Cu) og små mængder af andre grundstoffer (såsom jern, mangan og kul). Det har fremragende korrosionsbestandighed, mekaniske egenskaber og bearbejdelighed, hvilket gør det til et klassisk højtydende materiale designet til barske industrielle miljøer.
Nøgleydelsesfunktioner
1. Fremragende korrosionsbestandighed: flussyre, organiske syrer, saltvand og nogle organiske syreneutrale saltblandinger. Blandt en håndfuld legeringer, der er modstandsdygtige over for korroderende HF, er en af de mere ætsende syrer. Modstår de ætsende virkninger af spændingskorrosion i et miljø med chlorid, havvand eller chloridopløsning. Betydeligt bedre end de fleste rustfrit stål, især 304 og 316. Den kan bruges ubeskyttet i lange perioder ved temperaturer over 400 grader Celsius. Fugtig oxidation, fugtig oxid og industriaffaldsudstødningsgasser oxiderer ikke efter behag.
2. Fremragende mekaniske egenskaber: Monel 400, der overgår rent nikkel og de fleste kobberlegeringer, har en trækstyrke på 480-690 MPa og en flydespænding på 170-480 MPa (som afhænger af forarbejdningsbetingelserne). Desuden udviser Monel 400, selv ved kryogene temperaturer (som flydende nitrogen), ikke sprøde brud, hvilket er en ekstra fordel. Monel 400 har en udglødet Brinell hårdhed (HB) på 100-150, som kan øges med 200 efter koldt arbejde.
3. God bearbejdelighed og svejsbarhed: Det kan gennemgå både varm og kold behandling, såsom koldvalsning, varmvalsning, smedning og stempling. Efter koldbearbejdning kan udglødning genoprette plasticiteten. Den kan svejses ved hjælp af lysbuesvejsning og argonbuesvejsning, med svejsestyrke, der nærmer sig grundmetallets (specialiseret Monel-svejsetråd, såsom ERNiCu-7, er påkrævet).
Vigtigste mærker
Monel 400 er den mest brugte og basiskvalitet med afbalanceret ydeevne, der omfatter de mest brugte. ASTM B164 (plade), ASTM B165 (rør).
Mokel 400 Augmented med aluminium (Al) og titanium (Ti) Monel K500. Ældning forbedrer Monel 400's evner og opnår korrosionsbestandighed sammenlignelig med Monel 400. ASTM B865.
Monel R405, der har mindre end 0,02 procent kulstofindhold (ekstremt lavt), forbedrer Monel R405. Monel R405 kan bruges til fremstilling af præcisionsdele. Monel R405.
Typiske applikationer
Inden for den kemiske og farmaceutiske industri, flussyre, organiske syrereaktorer, klorbehandlingsrørledninger og ventiler.
For Marine Engineering er der fokus på afsaltningsudstyr, skibskondensatorer og underbelly pipelines (sidstnævnte henvender sig til havvandskorrosion).
I Petroleumsindustrien findes Ventiler og Pumper (også inden for samme felt) med Produktion af olie og Gas, samt modstandsdygtighed over for saltvand og sure medier.
I den nukleare industri er der reaktorudstyrshjælpemidler (modstand mod højvande, rent og også mod radioaktive ting).
Inden for præcisionsinstrumenter er der ventiler med fjedre, bælge og tætninger (der opnår høj styrke og høj sejhed).
Forskelle fra andre korrosionsbestandige-materialer
Sammenlignet med rustfrit stål overstiger Monel-legeringens modstandsdygtighed over for korrosion i flussyre, havvand og andre medier langt den for rustfrit stål, men omkostningerne er højere (ca. 4-6 gange så meget som 316L rustfrit stål).
Sammenlignet med Hastelloy-legeringer (såsom C276) er Monel-legering mere modstandsdygtig over for flussyre og reducerende medier, mens Hastelloy-legering er mere modstandsdygtig over for korrosion i stærkt oxiderende, højt koncentrerede syrer (såsom svovlsyre og salpetersyre).