NİKEL ESASLI MONEL SÜPER ALAŞIMLAR
Nikel genel olarak kolay işlenme kabiliyetine sahip, yüksek korozyon dirençli ve yüksek sıcaklıklarda gösterdiği yüksek mukavemet sayesinde endüstride çok önemli parçalarda kendine yer bulmuş bir metal çeşididir. Ayrıca nikelin kolay alaşım oluşturabilmesi çeşitlerini arttırmış ve endüstri malzemesi haline gelmiştir. Sertlik, mukavemet, yüksek sıcaklık dayanımı, korozyona karşı dayanım, elektriksel direnç, kolay işlenme kabiliyeti bu alaşımların ve türevlerinin kullanılma sebebidir. Nikel bu özellikleri ile radyo valflerinde, uzay teknolojisi, elektromanyetik kaplama endüstrisinde, katot-ışın tüplerinde ve birçok sektörde önemli bir ürün olarak yer alır.
Nikel-Bakır (Monel) Alaşımları
Kanada’da bakır ve nikel aynı cevherde (2/3 Ni , 1/3 Cu) eser miktarlarda farklı elementler ile birlikte bulunuyordu. Bu metaller normal olarak ayrışabiliyordu. Sonradan ergitme ile doğal bir alaşım yapma fikri ile birlikte bu alaşımlara International Nickel Company başkanı olan A. Monel Pin’ in ismi verildi. Nikel ve bakır YMK yapıya sahip çok uyumlu iki metaldir. Bu yüzden her oranda katı çözelti oluştururlar ve tek fazlı yapıya sahiptirler. Monel alaşımları dayanıklı, korozyona karşı dirençli ve sert malzemelerdir. Yüksek mukavemet ve aşınma dirençlerinin yüksek olması, Monel alaşımlarının önemli özelliklerindendir. Enerji santralleri, gemi ve kimya endüstrisi için kondansör, ısı dönüştürücü üretimi gibi endüstri için hayati önem arz eden yerlerde tercih edilir. Yüksek sıcaklık ısıtıcı elektrik dirençleri, gemicilikte korozyona karşı dirençli parçalar, elektrikli makine parçaları, batarya ve yakıt hücreleri, fabrikasyon ürünleri bu alaşımın sıkça kullanıldığı ve çok iyi özellik gösterdiği alanlardır. Ayrıca Monel alaşımlar paslanmaz çelik üretiminde de kullanılır.
MONEL ALAŞIM ÇEŞİTLERİ
Monel 400, Nikel-Bakır esaslı tek fazlı nikel-bakır alaşımıdır. Monel 400’ün en üstün özelliklerinden biri yüksek sıcaklıklarda deniz suyu ve buharına karşı gösterdiği korozyon direncidir. Nötr, alkali tuzlarına ve alkalilere karşı dayanıklıdır ve -200 ile +230 °C çalışma sıcaklığı aralığında mekanik özelliklerini korumaktadır. Monel 400 alaşımının ergime sıcaklığı 1300–1350 °C aralığındadır. Bu alaşımının (tavlanmış) ortalama çekme dayanımı 400-600 N/mm2 değerindeyken, hem tavlama yapılmış hem de yaşlandırılmış malzemelerde ise 850-1050 N/mm2’dir. Sertlik ortalama değerleri ise 110-160 HV’dir. Gemi inşa sanayinde, kimyasal işleme sanayinde, petrol ve tatlı su tanklarında, ham petrol silolarında, kazanlarda, eşanjör parçalarında, vana, pompa, bağlantı elemanlarında, klorlu kimyasallarda, ham petrol damıtma depolarında kullanılır. Monel 404 alaşımı, Monel 400’e göre daha fazla bakır içeren bir Ni-Cu alaşımıdır. (%47 Cu). Bu alaşım elementi iyi lehim ve kaynak kabiliyeti gösterir. Yüksek bakır bulunmasından dolayı elektrik endüstrisinde tercih edilmektedir. Sertlik ortalama değerleri ise 110-170 Hv arasındadır. Bu alaşımının tavlanmış ortalama çekme dayanımı 400-600 N/mm2 ’dır. Bu malzeme için uygulama alanları, kimyasal işleme, bağlantı elemanları, ısı değiştirici ve pompa parçaları üretim sektörleridir. Monel K-500, Monel 400 alaşımının yüksek korozyon direnci özelliğini, Al ve Ti ilavesi ile daha yüksek mukavemet ve sertlikle birleştiren bir alaşımdır. Monel K-500 deniz suyu ve asitli gaz ortamlarına karşı korozyon direnci yüksek bir alaşımdır. Sıfır-altı sıcaklıklardan 480 °C’ye kadar, mekanik özelliklerini korumaktadır. Monel K-500, Monel 400 alaşımının yüksek korozyon direnci özelliğini, Al ve Ti ilavesi ile daha yüksek mukavemet ve sertlikle birleştiren bir alaşımdır. Monel K-500 deniz suyu ve asitli gaz ortamlarına karşı korozyon direnci yüksek bir alaşımdır. Sıfır-altı sıcaklıklardan 480 °C’ye kadar, mekanik özelliklerini korumaktadır. Monel K-500 alaşımının (tavlanmış) ortalama çekme dayanımı 650-850 N/mm2 iken hem tavlama yapılmış hem de yaşlandırılmış malzemelerde ise dayanım, 950-1050 N/mm2’dir. Çalışma sıcaklığı ise -100 ve +260 °C’dir. Ortalama sertlik değerleri ise 27-38 HRC’dir. Monel K-500 alaşımları; asit gazı ortamları, petrol ve gaz vanaları, petrol kuyuları ekipmanları, denizcilik sanayi ekipmanları ve bağlantı elemanlarında kullanılmaktadır. Tahsincan KÜÇÜKKAYA Metalurji ve Malzeme Mühendisi
