Monel 400
Monel 400 का परिचय
Monel 400 एक सॉलिड-सॉल्यूशन निकेल-कॉपर मिश्र धातु है, जो अपनी असाधारण संक्षारण प्रतिरोध क्षमता, उच्च शक्ति और अच्छी वेल्डेबिलिटी के लिए जानी जाती है। 67% निकेल और 30% कॉपर की नाममात्र संरचना के साथ, यह समुद्री और रासायनिक वातावरणों में उत्कृष्ट प्रदर्शन देती है, विशेषकर वहाँ जहाँ अम्लीय और क्षारीय माध्यमों, खारे पानी और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के प्रति प्रतिरोध अत्यंत महत्वपूर्ण होता है।
Monel 400 क्रायोजेनिक तापमान से लेकर 550°C तक संरचनात्मक अखंडता बनाए रखती है और इस पूरे रेंज में अच्छी टफनेस दिखाती है। इस मिश्र धातु को अक्सर एनील्ड अवस्था में CNC मशीनीकरण किया जाता है ताकि वाल्व, शाफ्ट, फिटिंग्स और हीट एक्सचेंजर पार्ट्स जैसे क्रिटिकल घटकों के लिए स्थिरता और टाइट टॉलरेंस नियंत्रण सुनिश्चित हो सके।
Monel 400 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Monel 400 (UNS N04400 / ASTM B164 / AMS 4675) को हीट ट्रीटमेंट द्वारा हार्डन नहीं किया जा सकता और यह सुदृढ़ीकरण के लिए कोल्ड वर्किंग पर निर्भर करती है। अनुप्रयोग की आवश्यकता के अनुसार इसे एनील्ड, स्ट्रेस-रिलीव्ड या कोल्ड-ड्रॉन अवस्था में डिलीवर किया जाता है।
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
निकेल (Ni) | ≥63.0 | संक्षारण प्रतिरोध और डक्टिलिटी के लिए बेस मेटल |
कॉपर (Cu) | 28.0–34.0 | अम्लों और समुद्री जल के प्रति प्रतिरोध बढ़ाता है |
लोहा (Fe) | ≤2.5 | संक्षारण प्रतिरोध से समझौता किए बिना मिश्र धातु को मजबूत करता है |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤2.0 | हॉट वर्केबिलिटी सुधारता है |
सिलिकॉन (Si) | ≤0.5 | ऑक्सीकरण प्रतिरोध बढ़ाता है |
कार्बन (C) | ≤0.3 | वेल्डेबिलिटी बनाए रखने के लिए नियंत्रित |
सल्फर (S) | ≤0.024 | हॉट क्रैकिंग रोकने हेतु न्यूनतम |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 8.80 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1300–1350°C | ASTM E1268 |
ताप चालकता | 22.0 W/m·K at 100°C | ASTM E1225 |
विद्युत प्रतिरोधकता | 0.43 µΩ·m at 20°C | ASTM B193 |
तापीय प्रसार | 13.9 µm/m·°C (20–300°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 427 J/kg·K at 20°C | ASTM E1269 |
इलास्टिक मॉड्यूलस | 179 GPa at 20°C | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (एनील्ड अवस्था)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
तन्य शक्ति | 480–620 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड शक्ति (0.2%) | 170–280 MPa | ASTM E8/E8M |
लंबन | ≥35% (25mm गेज) | ASTM E8/E8M |
कठोरता | 120–180 HB | ASTM E10 |
इम्पैक्ट टफनेस | -196°C पर उत्कृष्ट | ASTM E23 |
Monel 400 की प्रमुख विशेषताएँ
उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध: हाइड्रोफ्लोरिक एसिड, समुद्री जल, सल्फ्यूरिक एसिड और क्षारीय वातावरणों को सहन करता है—समुद्री और रासायनिक प्रोसेस सिस्टम्स के लिए आदर्श।
नॉन-मैग्नेटिक और क्रायोजेनिक स्थिरता: शून्य से नीचे के तापमान पर भी टफनेस बनाए रखता है, जिससे यह द्रवीकृत गैस उपकरणों के लिए उपयुक्त है।
अच्छी मशीनेबिलिटी: वर्क-हार्डनिंग के बावजूद, उचित टूलिंग और कूलेंट रणनीतियों के साथ CNC टर्निंग और मिलिंग के दौरान स्थिर प्रदर्शन देता है।
वेल्डेबिलिटी: गैस टंगस्टन आर्क, गैस मेटल आर्क और रेसिस्टेंस वेल्डिंग विधियों द्वारा आसानी से वेल्ड किया जा सकता है, बिना पोस्ट-वेल्ड क्रैकिंग के।
Monel 400 के लिए CNC मशीनीकरण चुनौतियाँ और समाधान
मशीनीकरण चुनौतियाँ
वर्क हार्डनिंग की प्रवृत्ति
तेजी से वर्क हार्डनिंग के कारण अत्यधिक टूल वियर और आयामी ड्रिफ्ट से बचने के लिए कट की गहराई (depth of cut) को लगातार बनाए रखना आवश्यक है।
BUE और टूल वियर
बिल्ट-अप एज (BUE) बनने की प्रवृत्ति होती है, जिससे सतह फिनिश खराब हो सकती है और चिप फॉर्मेशन अप्रत्याशित हो जाता है।
कम ताप चालकता
विशेषकर ड्रिलिंग और थ्रेडिंग के दौरान, टूल–वर्कपीस इंटरफेस पर स्थानीय हीट ज़ोन्स बनाता है।
अनुकूलित मशीनीकरण रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | कार्बाइड टूल्स या हाई-स्पीड स्टील (HSS-Co) | शार्पनेस और वियर रेसिस्टेंस बनाए रखता है |
कोटिंग | TiAlN या TiCN (2–3 µm) | BUE फॉर्मेशन और थर्मल स्ट्रेस कम करता है |
जियोमेट्री | 10–12° रेक, पॉलिश्ड फ्लूट्स के साथ | चिप इवैक्यूएशन और कटिंग कंसिस्टेंसी बेहतर करता है |
कटिंग पैरामीटर (ISO 3685)
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | DOC (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 20–35 | 0.20–0.30 | 2.0–3.0 | 50–80 |
फिनिशिंग | 40–60 | 0.05–0.15 | 0.5–1.0 | 80–120 |
मशीन्ड Monel 400 भागों के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP Monel 400 के लिए शायद ही उपयोग किया जाता है, लेकिन कास्ट या एडिटिवली मैन्युफैक्चर्ड पार्ट्स में आंतरिक साउंडनेस सुधारने हेतु लागू किया जा सकता है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट आमतौर पर 850–900°C पर एनीलिंग और उसके बाद नियंत्रित कूलिंग शामिल करता है, ताकि रेजिडुअल स्ट्रेसेज़ कम हों।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग Ni-Cu फिलर मेटल्स (ERNiCu-7) का उपयोग करके Monel 400 को बिना क्रैकिंग के जोड़ने की अनुमति देता है।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग सामान्यतः उपयोग नहीं होती, लेकिन समुद्री जल या अम्लीय सेवा के लिए करप्शन-रेसिस्टेंट कोटिंग्स लगाई जा सकती हैं।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनीकरण (EDM)
EDM हार्डन्ड या थिन-वॉल्ड Monel 400 घटकों में प्रिसिजन ग्रूव्स, स्लॉट्स और कैविटीज बनाने के लिए आदर्श है।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग समुद्री पंप शाफ्ट्स और वाल्व बॉडीज़ में आंतरिक कूलेंट पाथ्स या थ्रेडेड बोर्स सक्षम बनाती है।
सामग्री परीक्षण और विश्लेषण
सामग्री परीक्षण में सॉल्ट स्प्रे टेस्टिंग (ASTM B117), यांत्रिक गुण सत्यापन, और ASTM E112 के अनुसार ग्रेन साइज निरीक्षण शामिल हैं।
Monel 400 घटकों के औद्योगिक अनुप्रयोग
समुद्री इंजीनियरिंग
पंप शाफ्ट्स, प्रोपेलर शाफ्ट्स, समुद्री जल वाल्व्स, और फास्टनर्स।
बायोफाउलिंग, सॉल्ट स्प्रे और ब्राइन वातावरणों के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध।
रासायनिक प्रोसेसिंग
एसिड-हैंडलिंग टैंक्स, हीट एक्सचेंजर्स, एजीटेटर्स, और प्रोसेस पाइपिंग।
हाइड्रोक्लोरिक, सल्फ्यूरिक और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड स्थितियों में अच्छा प्रदर्शन।
तेल और गैस
डाउनहोल टूल्स, वाल्व्स, और इंस्ट्रूमेंटेशन जो सॉर गैस के संपर्क में आते हैं।
संक्षारक कुओं में H₂S प्रतिरोध हेतु NACE MR0175 के अनुरूप।
एयरोस्पेस और क्रायोजेनिक्स
फ्यूल सिस्टम घटक, क्रायोजेनिक वाल्व्स, और ब्रैकेट्स।
−200°C तक के तापमान पर भी शक्ति और इम्पैक्ट प्रतिरोध बनाए रखता है।
संबंधित ब्लॉग एक्सप्लोर करें
