1. Θεμελιώδη μαγνητικά χαρακτηριστικά της μήτρας του Monel K500
Το καθαρό νικέλιο είναι ένα σιδηρομαγνητικό μέταλλο με ισχυρή μαγνητική επιδεκτικότητα, αλλά οι μαγνητικές του ιδιότητες είναι ιδιαίτερα ευαίσθητες στις προσθήκες στοιχείων κράματος. Όταν προστίθεται χαλκός στο νικέλιο για να σχηματιστεί ένα στερεό διάλυμα νικελίου-χαλκού, τα άτομα χαλκού διαταράσσουν την κανονική διάταξη των ατόμων νικελίου στο κρυσταλλικό πλέγμα, εμποδίζοντας την ευθυγράμμιση των μαγνητικών περιοχών.
Στο Monel K500, η περιεκτικότητα σε νικέλιο κυμαίνεται από 63,0% έως 67,0%, και ο χαλκός κυμαίνεται από 27,0% έως 33,0%. Σε αυτήν την αναλογία σύνθεσης, το στερεό διάλυμα -φάσης χάνει ισχυρό σιδηρομαγνητισμό και εμφανίζειπαραμαγνητική συμπεριφοράσε θερμοκρασία δωματίου. Τα παραμαγνητικά υλικά έλκονται ασθενώς από εξωτερικά μαγνητικά πεδία και αυτή η έλξη εξαφανίζεται αμέσως μόλις αφαιρεθεί το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο.
2. Επίδραση της βροχόπτωσης-Ενίσχυση των φάσεων στον μαγνητισμό
Η κρυσταλλική δομή του Ni3Al και Ni3Ti ανήκει στην L12 διατεταγμένη δομή. Αυτή η δομή έχει χαμηλή μαγνητική ροπή λόγω της ζευγαρωμένης διάταξης ατόμων νικελίου με άτομα αλουμινίου/τιτανίου, επομένως δεν συμβάλλει στον σιδηρομαγνητισμό.
Στην κατάσταση αιχμής-γήρανσης, το κλάσμα όγκου των φάσεων Ni3Al και Ni3Ti είναι περίπου 5%-8% της συνολικής μικροδομής. Αυτό το κλάσμα χαμηλού όγκου σημαίνει ότι οι φάσεις ενίσχυσης δεν μπορούν να αλλάξουν την παραμαγνητική φύση του -πίνακα φάσης. Ως αποτέλεσμα, το παλαιωμένο Monel K500 διατηρεί σταθερές αδύναμες μαγνητικές ιδιότητες, χωρίς σημαντική διαφορά από την κατάσταση ανόπτησης του διαλύματος-.
3. Επίδραση της θερμικής επεξεργασίας και της ψυχρής επεξεργασίας στη μαγνητική απόδοση
Λύση-Ανόπτηση κατάστασης: Μετά την ανόπτηση του διαλύματος στους 980–1040 μοίρες και το σβήσιμο, η μικροδομή του κράματος είναι ένα στερεό διάλυμα ομοιόμορφης - φάσης, με μαγνητική επιδεκτικότητα σε θερμοκρασία δωματίου συνήθως στην περιοχή1,0×10-5 έως 2,0×10-5 cm3/g(μια τυπική παραμαγνητική περιοχή).
Ηλικιωμένο κράτος: Η γήρανση στους 480–510 βαθμούς για 4–6 ώρες προάγει την κατακρήμνιση των φάσεων ενίσχυσης, αλλά η μαγνητική επιδεκτικότητα αυξάνεται ελαφρώς2,5×10-5 έως 3,0×10-5 cm3/g, παραμένοντας ακόμα στην κατηγορία των παραμαγνητικών.
Ψυχρή-Κατάσταση εργασίας: Η ψυχρή επεξεργασία (π.χ. ψυχρή έλαση, ψυχρή έλξη) εισάγει εξαρθρώσεις και παραμορφώσεις πλέγματος στο κράμα, οι οποίες μπορούν να αυξήσουν ελαφρώς τη μαγνητική επιδεκτικότητα διαταράσσοντας την κίνηση του τοιχώματος του τομέα. Ωστόσο, ακόμη και με βαριά κρύα εργασία (μείωση 50%), η μαγνητική επιδεκτικότητα του Monel K500 δεν υπερβαίνει4,0×10-5 cm3/g, και εξακολουθεί να μην εμφανίζει ισχυρό σιδηρομαγνητισμό.
4. Θερμοκρασία Εξάρτηση των Μαγνητικών Ιδιοτήτων
Πάνω από τη θερμοκρασία δωματίου: Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η θερμική κίνηση των ατόμων εντείνεται, διαταράσσοντας περαιτέρω την ευθυγράμμιση των μαγνητικών ροπών. Αυτό οδηγεί σε σταδιακή μείωση της μαγνητικής επιδεκτικότητας και η παραμαγνητική φύση γίνεται πιο έντονη.
Χαμηλή θερμοκρασία (κάτω από 100 K): Σε κρυογονικές θερμοκρασίες, η θερμική κίνηση εξασθενεί και οι μαγνητικές ροπές των ατόμων νικελίου στη μήτρα τείνουν να ευθυγραμμίζονται εν μέρει κάτω από εξωτερικά μαγνητικά πεδία. Αυτό προκαλεί τη μετάβαση του Monel K500 από το παραμαγνητικό σεπολύ ασθενώς σιδηρομαγνητικό, αλλά η μαγνητική έλξη εξακολουθεί να είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή των σιδηρομαγνητικών μετάλλων όπως ο ανθρακούχο χάλυβας ή το καθαρό νικέλιο.
5. Πρακτική Μηχανική Σημασία
Είναι κατάλληλο για χρήση σεσυστήματα μαγνητικής θωράκισης, όργανα ακριβείας και θαλάσσιος εξοπλισμόςόπου πρέπει να αποφεύγονται οι ισχυρές μαγνητικές παρεμβολές.
Σε αντίθεση με τα σιδηρομαγνητικά κράματα, το Monel K500 δεν συσσωρεύει μαγνητικά φορτία κατά τη διάρκεια της συντήρησης, αποτρέποντας ζητήματα όπως η μαγνητική έλξη μεταλλικών υπολειμμάτων, η οποία είναι απαραίτητη για τον εξοπλισμό που λειτουργεί σε λειαντικά περιβάλλοντα.
Συνοπτικά, το Monel K500 είναι έναασθενώς μαγνητικό (παραμαγνητικό) κράμαυπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας και οι μαγνητικές του ιδιότητες δεν επηρεάζονται από τη θερμική επεξεργασία ή την ψυχρή εργασία σε βαθμό που θα άλλαζε τη θεμελιώδη μαγνητική του ταξινόμηση.
