À quoi sert Monel ?

Dans les environnements où les températures sont élevées, de nombreux métaux perdent leur solidité, leur résistance à la corrosion et d'autres propriétés de vente uniques. Cependant, les superalliages de nickel et d'autres métaux spéciaux peuvent être extrêmement utiles pour les applications à haute température. À cet égard, Monel est l'un des meilleurs alliages de nickel pour les applications à température moyennement élevée jusqu'à 900 °F et est idéal pour les conditions difficiles telles que les composants de raffinerie.

Qu'est-ce que Monel ? Le monel est un superalliage à base de nickel contenant près des deux tiers de nickel et un tiers de cuivre. Le Monel et ses alliages sont très recherchés pour les applications marines et chimiques hautement corrosives.

Cet article offre des connaissances essentielles pour vous aider à mieux comprendre Monel et ses alliages ainsi que les applications pour lesquelles il est généralement utilisé.

Comprendre Monel

Ci-dessous, nous détaillons les propriétés uniques de Monel qui peuvent en faire un excellent choix d'utilisation en fonction de l'application spécifique.

Propriétés mécaniques

Certaines propriétés mécaniques essentielles du Monel sont les suivantes :

• Densité :8 400
• Gravité spécifique :8,80 à 2 372-2 462 °F (Monel 400)
• Module de Young :1,8
• Coefficient de Poisson :0,31
• Dureté :65 Rockwell B (Monel 400)

Monel est un matériau très résistant. Contrairement à l'acier inoxydable, il ne se bosse pas lorsqu'il est soumis à une force élevée. Post-travail à froid, sa résistance peut être augmentée jusqu'à 125 000 psi. Cependant, les pièces en Monel sont plus lourdes que celles en acier inoxydable en raison de la haute densité de Monel.

Propriétés thermiques

Certaines propriétés thermiques essentielles du Monel incluent :

• Dilatation thermique :14
• Conduction thermique :20
• Chaleur spécifique :427

Monel conserve sa résistance à des températures très élevées; cependant, il affiche également d'excellentes propriétés mécaniques à des températures inférieures à zéro. Ceci est hautement improbable dans d'autres matériaux ferreux. En général, les matériaux ferreux deviennent trop cassants à basse température malgré leur résistance accrue. Cependant, pour Monel, la résistance mécanique augmente avec seulement une légère altération de la ductilité à basse température.

Propriétés chimiques

Monel remplace souvent l'acier comme matériau idéal résistant à la corrosion. Le Monel 400, en particulier, est utilisé pour la manipulation de solutions d'acide sulfurique dans des conditions réductrices. Les alliages Monel 400, R-405 et K-500 sont résistants à la fissuration par les chlorures. Le tableau ci-dessous montre le comportement de résistance à la corrosion de ces trois alliages dans différents environnements acides.

Environnement acide	Monel 400, R-405, K-500
Acide sulfurique	Bon à excellent
Acide chlorhydrique	Acceptable
Acide fluorhydrique	Bon à excellent
Acide phosphorique	Bon à excellent
Acide nitrique	Ne convient pas
Acides organiques	Bon à excellent
Alcalis et sels	Bon à excellent
Eau de mer	Bon à excellent

Usinabilité

Monel est très difficile à usiner, car il durcit rapidement. La coupe de Monel génère beaucoup de chaleur qui peut affecter la durée de vie de la lame et user les dents de la scie. La localisation de la chaleur à la surface peut même affecter la structure et les propriétés des matériaux, de sorte que le Monel doit être usiné à une vitesse lente et avec de faibles vitesses d'avance. Plus important encore, la bonne scie industrielle doit être utilisée pour couper les métaux à haute température aux dimensions et aux tolérances requises sans déformation thermique ni écrouissage.

À quoi sert Monel dans les applications industrielles ?

Monel est très utilisé pour les applications hautement corrosives. Des ajouts d'aluminium et de titane peuvent encore augmenter sa résistance. Certaines applications courantes de Monel sont les suivantes :

• Pétrole et raffinerie
  • Réchauffeurs d'eau d'alimentation
  • Arbres de pompe
  • Outils pour puits de pétrole
  • Arbres d'hélice
• Instruments de musique
• Applications marines
  • Lames
  • Puits de pompage
  • Vannes eau de mer
• Applications aérospatiales
  • Structures de trame
  • Pièces de maintien
  • Ensembles d'échappement
  • Câbles de sécurité

Bien que Monel soit une excellente option pour les applications à température moyennement élevée, pour des températures de service extrêmement élevées (supérieures à 2 000 °F), les véritables métaux spéciaux à haute température comme l'Inconel, le molybdène, l'Hastelloy et le tungstène pourraient être un meilleur choix.

Grades de Monel

Monel est disponible en cinq grades différents, listés ci-dessous :

Monel 400

Le Monel 400 est l'un des alliages Monel les plus utilisés, car il est particulièrement résistant aux acides chlorhydrique et fluorhydrique dans des conditions désaérées. Par conséquent, cet alliage est très utilisé dans les industries chimiques, pétrolières et marines.

Monel 401

En raison de son faible coefficient de résistivité électrique dans des conditions corrosives, le Monel 401 est utilisé dans les applications électriques et électroniques sous forme de bandes et de fils.

Monel 404

Monel 404 est un choix idéal pour les applications qui nécessitent une force de rétention sur une large plage de différences de température dans des environnements difficiles. Il affiche également un excellent brasage et une faible perméabilité, idéal pour les applications électroniques spécialisées.

Monel 405

Le Monel est une version à usinage libre du Monel 400 avec une teneur en soufre relativement plus élevée. En raison de sa teneur élevée en soufre, il offre une excellente usinabilité et est recommandé pour une utilisation avec des machines à vis automatiques.

Monel K-500

Il présente l'excellente résistance à la corrosion de l'alliage Monel 400 mais avec une résistance et une dureté améliorées. Cet alliage non magnétique est très utilisé dans les environnements marins et chimiques extrêmes.

Monel est utile mais peut être cher

Le monel est un alliage à base de nickel. Contrairement à l'acier, les nickels sont très difficiles à extraire. C'est pourquoi le Monel 400 coûte six à huit fois plus cher que les alliages d'acier inoxydable 304. Il est souvent difficile pour les petits ateliers d'usinage et les fabricants de se procurer du Monel en petites quantités pour des applications spécifiques. L'un des meilleurs moyens d'atténuer ce défi consiste à acheter des restes Monel vérifiés disponibles à bas prix auprès d'un fournisseur de métal local.

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