Ir-rwol primarju ta 'Al u Ti f'Monel K500 huwa li jiffurmawfażijiet preċipitati intermetalliċimatul it-trattament tas-sħana li qed tixjieħ, li huwa l-mekkaniżmu fundamentali għat-titjib tas-saħħa u l-ebusija tal-liga. Il-proċess u l-prinċipju huma kif ġej:
Stadju tat-Ttemprar tas-Soluzzjoni
Monel K500 l-ewwel jissaħħan għal temperatura ta '980-1040 grad u mbagħad jitfi malajr. F'dan il-pass, l-atomi Al u Ti huma maħlula għal kollox fil-matriċi tan-nikil-ramm (-fażi) biex jiffurmaw soluzzjoni solida supersaturata. F'dan l-istadju, is-saħħa tal-liga hija simili għal dik ta 'Monel 400 ittemprat, peress li l-fażijiet tat-tisħiħ għadhom ma ppreċipitatx.
Stadju tat-Tixjiħ
Is-soluzzjoni solida supersaturata tissaħħan għal 480-510 grad u tinżamm għal 4-6 sigħat. Matul dan it-trattament tas-sħana kkontrollat, l-atomi Al u Ti jxerrdu bil-mod fil-matriċi u jirreaġixxu ma 'atomi tan-nikil biex jiffurmaw żewġ tipi ta' fażijiet intermetalliċi fini u ordnati:
Ni₃Al (gamma prime, ′ fażi): Ffurmat mill-kombinazzjoni ta 'atomi tan-nikil u tal-aluminju, b'morfoloġija sferika u distribuzzjoni uniformi fil-matriċi.
Ni₃Ti (gamma double prime, ″ fażi): Ġenerat mir-reazzjoni bejn l-atomi tan-nikil u tat-titanju, li tipikament jidhru bħala partiċelli bħal labra-jew diska-b'daqs iżgħar minn ′ fażijiet.
Mekkaniżmu ta' Tisħiħ
Dawn il-preċipitati fini ′ u ″ huma koerenti mal-matriċi tan-nikil-ramm (jiġifieri, il-kannizzati tal-kristall tagħhom huma -imqabbla sew mal-kannizzata tal-matriċi). Jaġixxu bħala "ostakli" biex jimblukkaw il-moviment ta 'dislokazzjonijiet fi ħdan il-liga. Meta l-liga tkun soġġetta għal stress estern, id-dislokazzjonijiet jeħtieġ li jaqbżu jew jaqtgħu minn dawn il-preċipitati, li jikkonsma enerġija addizzjonali u b'hekk itejjeb b'mod sinifikanti l-ligasaħħa tat-tensjoni aħħarija, saħħa ta 'rendiment, u ebusija.
Notevolment, il-proporzjon tal-kontenut ta 'Al u Ti huwa kkontrollat b'mod strett (Al: 2.3-3.15 wt%; Ti: 0.35-0.85 wt%) biex jiżgura l-aħjar frazzjoni tal-volum tal-preċipitati (5-8% tal-mikrostruttura totali). Kontenut eċċessiv ta 'Al jew Ti jwassal għall-formazzjoni ta' preċipitati oħxon, li mhux biss inaqqsu l-effett ta 'tisħiħ iżda wkoll ifixklu l-ebusija tal-liga.
Lil hinn mit-tisħiħ tal-preċipitazzjoni, Al u Ti jipprovdu wkoll benefiċċji awżiljarji għall-prestazzjoni ta 'Monel K500:
Il-preċipitati Ni₃Al u Ni₃Ti għandhom stabbiltà termali għolja u ma jaħarqux malajr f'temperaturi taħt 315 grad. Dan jippermetti lil Monel K500 li jżomm il-qawwa għolja tiegħu f'ambjenti ta' servizz b'temperatura moderata-, vantaġġ ewlieni fuq Monel 400 kiesaħ-maħdem (li s-saħħa tiegħu tiddegrada drastikament 'il fuq minn 200 grad). Barra minn hekk, Al jista 'jifforma film irqiq u dens ta' ossidu tal-aluminju (Al₂O₃) fuq il-wiċċ tal-liga f'temperaturi għoljin, li jissupplimenta l-film tal-ossidu tan-nikil (NiO) u jsaħħaħ il-liga tal-liga.reżistenza għall-ossidazzjoni tat-temperatura għolja-.
Trace Ti jista' jaġixxi bħala araffinatur tal-qamħmatul il-proċess ta 'solidifikazzjoni ta' Monel K500. Ti jingħaqad mal-karbonju fil-liga biex jiffurmaw partiċelli fini tal-karbur tat-titanju (TiC), li jservu bħala siti ta 'nukleazzjoni eteroġenja waqt is-solidifikazzjoni. Dan jinibixxi t-tkabbir tal-ħbub, li jirriżulta fi struttura ta 'qamħ ifjen. Daqs tal-qamħ ifjen mhux biss itejjeb is-saħħa tal-liga (segwu r-relazzjoni Hall-Petch) iżda wkoll itejjeb it-toughness tagħha u r-reżistenza għall-għeja.
B'differenza minn xi elementi ta 'tisħiħ li jnaqqsu r-reżistenza għall-korrużjoni, Al u Ti ma jikkompromettux ir-reżistenza inerenti tal-korrużjoni ta' Monel K500. Il-preċipitati ffurmati minn Al u Ti huma kimikament stabbli u ma jiffurmawx ċelluli galvaniċi mal-matriċi tan-nikil-ramm f'midja korrużiva (eż., ilma baħar, aċidi li jnaqqsu). Dan jiżgura li Monel K500 iżomm l-istess livell ta 'reżistenza għall-korrużjoni bħal Monel 400 filwaqt li jikseb saħħa ogħla.
Monel 400 ma fihx żidiet intenzjonati ta 'Al u Ti, għalhekk jista' jissaħħaħ biss permezz ta 'xogħol kiesaħ, b'titjib fis-saħħa limitat. It-tabella li ġejja tiġbor fil-qosor l-impatt ta 'Al u Ti fuq il-prestazzjoni ta' Monel K500:
Bħala konklużjoni, l-aluminju u t-titanju huma l-elementi funzjonali kritiċita' Monel K500. Iż-żieda preċiża tagħhom tippermetti t-tisħiħ tal-preċipitazzjoni, ittejjeb l-istabbiltà ta'-temperatura għolja, tirfina l-istruttura tal-qamħ, u żżomm ir-reżistenza għall-korrużjoni, u tagħmel Monel K500 liga reżistenti għall-korrużjoni ta'-qawwa għolja- adattata għal applikazzjonijiet li jġorru tagħbija-f'ambjenti ħarxa.
