比较井下和海洋应用中使用的蒙乃尔合金

1901年，罗伯特·克鲁克斯·斯坦利（Robert Crooks Stanley）通过镍和铜的结合发明了第一种蒙乃尔合金。从那时起，蒙乃尔合金已被用于广泛的用途，包括海上和海洋应用。随着海上石油和天然气生产逐渐进入海洋深处，需要能够承受水下环境极端条件的坚固耐腐蚀材料。

蒙乃尔合金因其优异的耐腐蚀性和良好的延展性而成为海上钻井和海洋应用的主要材料；它们还可以承受酸和碱的接触。与不锈钢等其他合金相比，蒙乃尔合金表现出优异的耐高温和压力下应力开裂性能。尽管蒙乃尔合金有多种类型，但蒙乃尔合金 400、蒙乃尔合金 404和蒙乃尔合金 K-500更适合这些应用。

蒙乃尔合金用于石油和天然气勘探，其中部件将暴露于高温和高硫化氢浓度的“井下”环境。蒙乃尔合金被用于这些所谓的“酸井”，因为事实证明蒙乃尔合金会迅速降解为不锈钢。
 

蒙乃尔合金400

Monel 400 被认为是一种清教徒合金，与其他合金相比具有许多优点。它在高达 1,000°F 的温度下对海水和蒸汽具有出色的耐腐蚀性。它还具有耐硫酸和氢氟酸的性能，以及良好的可焊性和中等到高强度。然而，这种合金确实有其局限性，因为它不能热加工。

化学成分

平均而言，蒙乃尔合金 400 含有至少 63% 的镍、28% 至 34% 的铜以及不超过 2% 的锰。它还含有微量的硅、铁、碳和硫。镍有助于提高 Monel 400 的强度和耐腐蚀性，而铜则提高其延展性和导电性。

海洋和近海应用

Monel 400 往往是水下应用中最受欢迎的合金类型。近年来，海水中氢氟酸的含量不断增加，这就需要能够承受酸性腐蚀的材料。水下火山在喷发时也会释放氢氟酸。Monel 400 非常适合含有高浓度氢氟酸的水域。

Monel 400 的其他海洋应用包括管道系统、海水阀、拖钓线和过滤篮。它还用于生产炼油塔的管道和包层以及海上平台的支柱和立管。在建造这些平台时必须使用坚固的材料，因为它们可以淹没在海水中两英里深。

蒙乃尔合金404

Monel 404 与其他合金的区别之一是它能够提供极低的居里温度。它还具有低渗透性和优异的钎焊特性。Monel 404 可以使用常规技术进行机械加工和成型，并且具有良好的可焊性。可冷轧至各种状态；然而，它不能进行热加工或锻造。

化学成分

Monel 404 比其他类型的蒙乃尔合金含有更少的镍。镍的含量在 52% 至 57% 之间。其其余化学成分为 42% 至 47% 的铜，以及少量的锰、铁、硅和铝。

海洋和近海应用

通常，蒙乃尔合金 404 用于生产电子元件，例如陶瓷金属密封件和晶体管零件。然而，蒙乃尔合金 404 也可用于建造各种船舶部件和船舶固定装置，例如热水器、储气罐和泵。

蒙乃尔合金K-500

Monel K-500 是在 1920 年代开发的，具有许多与 Monel 400 相同的特性。然而，它经过化学增强以提供更高的耐腐蚀性，并且可以进行沉淀硬化以获得更高的拉伸强度和硬度。它在高达 1,112°F 的高温下可抵抗降解。此外，蒙乃尔合金 K-500 可以在 1600–2100°F 的温度下进行热加工。

化学成分

钛和铝的存在有助于提高 Monel K-500 的强度。通常，它至少含有 63% 的镍和 27% 至 33% 的铜。其其余化学成分由钛、铁、铝、磷、硫、硅、锰和碳组成。

海洋和近海应用

除了耐高温性之外，Monel K-500 在低温下也表现出优异的机械性能。由于缺乏阳光，深海水可能非常冷，这使得这种合金非常适合用于深度可达 200 米或更深处的零件。蒙乃尔合金 K-500 用于制造船舶和潜艇零件，例如叶片、泵轴和海水阀。由于其强度高、耐腐蚀性能优良，常用于离心泵的生产。作为一种非磁性合金，Monel K-500 也用于扫雷艇的锚索。

使用蒙乃尔合金的其他注意事项

根据制造商的不同，蒙乃尔合金可以有多种形式。公司可以购买热轧或冷轧的蒙乃尔合金板材、带材、板材、管材、棒材和棒材。然而，在机械加工方面，使用异形线材有很多好处。

制造商在选择使用哪种类型的蒙乃尔合金时还可能考虑应用和环境方面的因素。除了等级之外，还需要考虑不同的价格点。此外，某些牌号的蒙乃尔合金更容易因电偶腐蚀而磨损。