مونل: تاریخچه، انواع، مزایا و کاربردهای آلیاژی مقاوم در برابر خوردگی

آلیاژهای مونل، دسته‌ای از آلیاژهای پایه نیکل هستند که معمولاً بین 29 تا 33 درصد مس دارند. این آلیاژ برای اولین بار توسط رابرت کروکس استنلی، متخصص متالورژی، ساخته شد و در سال 1905 توسط شرکت بین‌المللی نیکل به ثبت رسید. نام "مونل" به افتخار رئیس وقت این شرکت، یعنی آقای مونل، بر این آلیاژ نهاده شد. جالب است بدانید که استنلی بعدها به مقام مدیرعاملی شرکت بین‌المللی نیکل رسید.

از سال 1908، آلیاژ مونل به عنوان ماده‌ای برای پوشش سقف ایستگاه پنسیلوانیا در نیویورک مورد استفاده قرار گرفت. در دهه‌های 1920 و پس از آن، کاربردهای مونل گسترش یافت و در ساخت کانترها، سینک‌ها، لوازم خانگی و پوشش‌های سقف به کار رفت. در حالی که مونل تا دهه 1940 یکی از محبوب‌ترین فلزات در بازار بود، از دهه 1950 به بعد، به تدریج جای خود را به فولادهای ضد زنگ متنوع‌تر داد. با این حال، هنوز هم در کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و استحکام بالا دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

انواع آلیاژ مونل و ترکیبات آنها

آلیاژ مونل دارای انواع مختلفی است، اما به طور کلی، همگی حاوی درصد بالایی از نیکل (تا 67%) هستند. علاوه بر نیکل و مس (که جزء اصلی این آلیاژهاست)، مقادیری آهن، منگنز، کربن و/یا سیلیسیم نیز ممکن است در ترکیبات آنها یافت شود. به عنوان مثال، افزودن مقادیر اندکی آلومینیوم و تیتانیوم، آلیاژ K-500 را به وجود می‌آورد که استحکام بالایی، به ویژه در دماهای بالا، دارد و برای کاربردهای هوافضا بسیار مناسب است.

در جدول زیر، ترکیبات تقریبی چند نوع رایج از آلیاژ مونل نشان داده شده است:

نام آلیاژ	مس (%)	آلومینیوم (%)	تیتانیوم (%)	آهن (حداکثر %)	منگنز (حداکثر %)	سیلیسیم (حداکثر %)	نیکل (حداقل %)
مونل 400	28-34	-	-	2.5	2.0	-	63
مونل 405	28-34	-	-	2.5	2.0	0.5	63
مونل K-500	27-33	2.3-3.15	0.35-0.85	2.0	1.5	-	63

کاربردهای آلیاژ مونل

به دلیل مقاومت بسیار بالای آلیاژهای مونل در برابر خوردگی شیمیایی، این آلیاژها اغلب در تجهیزات کارخانه‌های شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین، در صنایع هوافضا نیز کاربرد دارند. پیش از ظهور فولاد ضد زنگ، محصولات متنوعی با استفاده از مونل ساخته می‌شدند که از جمله آن‌ها می‌توان به مبدل‌های حرارتی، قطعات ماشینکاری شده، سازهای بادی، سیستم‌های لوله‌کشی، مخازن سوخت و آب، سینک‌های ظرفشویی و پوشش‌های سقف اشاره کرد. امروزه نیز در مواردی که نیاز به مقاومت بالا در برابر شرایط سخت خوردگی وجود دارد، آلیاژ مونل همچنان یک انتخاب مناسب است.

مزایای آلیاژ مونل

آلیاژهای مونل ویژگی‌های ارزشمندی دارند که باعث شده بود تا پیش از دهه 1950، انتخاب اول بسیاری از صنایع مهم باشند. این آلیاژ به آسانی قابلیت جوشکاری، لحیم‌کاری نرم و سخت را دارد. این مزایا ناشی از ویژگی‌های زیر هستند:

• مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی ناشی از اسیدها و بازها
• استحکام مکانیکی بالا
• شکل‌پذیری خوب (سهولت در شکل‌دهی)
• مقاومت در برابر قلیاها
• هزینه نسبتاً پایین (در مقایسه با برخی آلیاژهای خاص)
• در دسترس بودن در اشکال مختلف از جمله ورق‌های نورد گرم و سرد، صفحات، میله‌ها، شمش‌ها و لوله‌ها
• ظاهر و پرداخت جذاب، از جمله ایجاد پتینه خاکستری-سبز شبیه به مس

معایب آلیاژ مونل

با وجود مزایای متعدد، آلیاژ مونل فلزی بی‌نقص نیست. ماشینکاری این آلیاژها به دلیل تمایل به سخت شدن سریع در اثر کار سرد، دشوار است. علاوه بر این:

• تغییر رنگ سطح در قالب پتینه، اگرچه در برخی موارد جذاب به نظر می‌رسد، اما در شرایط دیگر می‌تواند مشکل‌ساز باشد.
• با وجود مقاومت در برابر خوردگی، در صورت قرار گرفتن در معرض آب شور، ممکن است دچار حفره‌دار شدن شود.
• در حالی که در بسیاری از شرایط مقاوم به خوردگی است، در صورت قرار گرفتن در معرض مواد خاصی، ممکن است دچار خوردگی شود. به عنوان مثال، اکسید نیتریک، اسید نیترو، دی‌اکسید گوگرد و هیپوکلریت‌ها از جمله موادی هستند که می‌توانند آلیاژ مونل را دچار خوردگی کنند.
• وجود آلیاژ مونل می‌تواند منجر به خوردگی گالوانیکی شود. به عبارت دیگر، اگر از فلزاتی مانند آلومینیوم، روی یا آهن به عنوان اتصال‌دهنده برای قطعات مونلی استفاده شود و سپس در معرض شرایط خاصی قرار گیرند، این اتصال‌دهنده‌های فلزی به سرعت خورده می‌شوند.