Monel Alaşımının Sertlik Aralığı ve Farklı İşleme Durumlarının Etkisi (Tavlanmış ve Soğuk-haddelenmiş)
1. Monel Alaşımının Sertlik Aralığı
Monel 400
Katı-çözeltiyle güçlendirilmiş nikel-bakır alaşımıdır ve sertliği büyük ölçüde işleme koşullarına bağlıdır:
Tavlanmış durum: Brinell Sertliği (HB)65–95, Rockwell B Sertliği (HRB)50–70. Bu durumda alaşım en düşük sertliğe, optimum sünekliğe ve tokluğa sahiptir; bu da onu derin çekme, bükme ve diğer şekillendirme işlemlerine uygun hale getirir.
Soğuk-haddelenmiş durum: Soğuk işlem deformasyonunun artmasıyla (örneğin %20, %40, %60 deformasyon) sertlik önemli ölçüde artar. Soğuk deformasyon %50-60'a ulaştığında Brinell Sertliği (HB)180–220ve Rockwell B Sertliği (HRB) ulaşabilir90–100.
Çözüm-işlenmiş durum: Tavlanmış duruma benzer, Brinell Sertliği (HB) civarındadır70–90Soğuk işlemden sonra alaşımın sünekliğini geri kazandırmak için kullanılır.
Monel K-500
Monel 400'ün çökeltme-sertleştirilmiş bir çeşididir ve yaşlandırma işlemiyle daha yüksek sertlik elde edilebilir:
Tavlanmış durum: Brinell Sertliği (HB)80–100, Rockwell B Sertliği (HRB)60–80doğal alaşım bileşimi nedeniyle tavlanmış Monel 400'den biraz daha yüksektir.
Yaşlı durum: Çözelti muamelesi + yaşlandırma muamelesinden sonra (tipik olarak 480–510 dereceye ısıtma ve 4–6 saat bekletme), alaşım ince Ni₃(Al,Ti) güçlendirme aşamalarını çökeltir. Bu noktada Brinell Sertliği (HB)240–280ve Rockwell C Sertliğine (HRC) ulaşabilir25–35Monel 400'den çok daha yüksek.
Soğuk-haddelenmiş + eskitilmiş durum: Soğuk işlem ve yaşlandırma işleminin birleştirilmesi, Brinell Sertliği (HB) ile sertliği daha da artırabilir280–320ve Rockwell C Sertliği (HRC)'ye kadar30–40.
2. Farklı İşleme Durumlarının (Tavlanmış ve Soğuk-haddelenmiş) Sertlik Üzerindeki Etkisi
Tavlama işlemi: Sertliğin azaltılması, sünekliğin arttırılması
Tavlama, alaşımın yeniden kristalleşme sıcaklığının üzerindeki bir sıcaklığa (Monel alaşımı için genellikle 870-920 derece) ısıtılmasını, belirli bir süre tutulmasını ve ardından yavaşça soğutulmasını içeren bir ısıl işlem işlemidir.
Mekanizma: Tavlama sırasında, soğuk-işlenmiş alaşımın deforme olmuş taneleri yeniden kristalleşmeye uğrayarak yeni eş eksenli taneler oluşturur. Soğuk işlem sırasında oluşan dislokasyonlar ortadan kaldırılır ve alaşımın iç gerilimi ortadan kaldırılır.
Sertlik üzerindeki etki: Tavlama, Monel alaşımının sertliğini önemli ölçüde azaltır ve alaşımın en düşük seviyesine geri getirir. Örneğin, HB 200 ile soğuk-haddelenmiş Monel 400, tam tavlama sonrasında HB 70–90'a düşürülebilir.
Uygulama senaryosu: Tavlanmış Monel alaşımı damgalama, dövme ve kaynak gibi yüksek şekillendirilebilirlik gerektiren işlemler için uygundur.
Soğuk haddeleme işlemi: Sertliğin arttırılması, sünekliğin azaltılması
Soğuk haddeleme, alaşımın yeniden kristalleşme sıcaklığının (genellikle oda sıcaklığı) altındaki bir sıcaklıkta haddelenmesi anlamına gelir.
Mekanizma: Soğuk haddeleme, alaşım tanelerinin plastik deformasyonuna neden olur, bu da dislokasyonun çoğalmasına ve dolaşmasına, ayrıca tane uzamasına ve incelmesine yol açar. Dislokasyonların hareketi engellenir, bu daiş sertleştirmealaşımdan.
Sertlik üzerindeki etki: Soğuk deformasyonun artmasıyla sertlik doğrusal olarak artar. Deformasyon küçük olduğunda (%10–20), sertlik artışı hafiftir; deformasyon %40'ı aştığında sertlik keskin bir şekilde artar. Örneğin Monel 400, %60 soğuk haddeleme sonrasında %100'ün üzerinde sertlik artışı sağlayabilmektedir.
Yan etki: Soğuk haddeleme, sertliği artırırken alaşımın sünekliğini önemli ölçüde azaltır (örneğin, uzama tavlanmış durumda %35-40'tan yüksek-deformasyonlu soğuk{-haddelenmiş durumda %5'in altına düşer), bu da onu sonraki işlemler sırasında çatlamaya yatkın hale getirir.
Etki derecesinin özeti
İşleme durumu aşağıdakilerden biridir:baskın faktörlerMonel alaşımının sertliğini etkiler. Monel 400 için soğuk-haddelenmiş durumun sertliği şu şekilde olabilir:2-3 kat daha yüksektavlanmış durumunkinden daha fazladır. Monel K-500 için soğuk haddeleme ve yaşlandırma işleminin kombinasyonu sertlik farkını daha da artırabilir ve güçlendirilmiş durumun sertliğini artırabilir3-4 kat daha yüksektavlanmış durumunkinden daha fazladır.
