Prif rôl Al a Ti yn Monel K500 yw ffurfiocyfnodau gwaddod rhyngfetelaiddyn ystod triniaeth wres sy'n heneiddio, sef y mecanwaith sylfaenol ar gyfer gwella cryfder a chaledwch yr aloi. Mae'r broses a'r egwyddor fel a ganlyn:
Cam Anelio Ateb
Mae Monel K500 yn cael ei gynhesu'n gyntaf i dymheredd o 980-1040 gradd ac yna'n diffodd yn gyflym. Yn y cam hwn, mae atomau Al a Ti wedi'u hydoddi'n llawn yn y matrics nicel-copr ({5}}cyfnod) i ffurfio hydoddiant solet wedi'i or-dirlawn. Ar y cam hwn, mae cryfder yr aloi yn debyg i gryfder anelio Monel 400, gan nad yw'r cyfnodau cryfhau wedi dyddodi eto.
Cyfnod Heneiddio
Mae'r hydoddiant solet supersaturated yn cael ei gynhesu i 480-510 gradd a'i gadw am 4-6 awr. Yn ystod y driniaeth wres dan reolaeth hon, mae atomau Al a Ti yn ymledu yn araf o fewn y matrics ac yn adweithio ag atomau nicel i ffurfio dau fath o gyfnodau rhyngfetelaidd mân, wedi'u trefnu:
Ni₃Al (gama prime, ′ cyfnod): Wedi'i ffurfio gan y cyfuniad o atomau nicel ac alwminiwm, gyda morffoleg sfferig a dosbarthiad unffurf yn y matrics.
Ni₃Ti (gama dwbl cysefin, ″ cyfnod): Wedi'i gynhyrchu gan yr adwaith rhwng atomau nicel a thitaniwm, yn nodweddiadol yn ymddangos fel gronynnau tebyg i nodwydd neu ddisg gyda maint llai na ′ gweddau.
Mecanwaith Cryfhau
Mae'r gwaddodion mân ′ a ″ hyn yn gydlynol â'r matrics copr nicel (hy, mae eu delltau grisial yn cydweddu'n dda â'r dellt matrics). Maent yn gweithredu fel "rhwystrau" i rwystro symudiad dadleoliadau o fewn yr aloi. Pan fydd yr aloi yn destun straen allanol, mae angen i ddadleoliadau osgoi neu dorri trwy'r gwaddodion hyn, sy'n defnyddio egni ychwanegol ac felly'n gwella'n sylweddol allu'r aloi.cryfder tynnol eithaf, cryfder cynnyrch, a chaledwch.
Yn nodedig, mae cymhareb cynnwys Al a Ti yn cael ei reoli'n llym (Al: 2.3-3.15 wt%; Ti: 0.35-0.85 wt%) i sicrhau'r ffracsiwn cyfaint gorau posibl o waddodion (5-8% o gyfanswm y microstrwythur). Byddai cynnwys gormodol o Al neu Ti yn arwain at ffurfio gwaddod bras, sydd nid yn unig yn lleihau'r effaith gryfhau ond hefyd yn amharu ar wydnwch yr aloi.
Y tu hwnt i gryfhau dyddodiad, mae Al a Ti hefyd yn darparu buddion ategol i berfformiad Monel K500:
Mae gan y gwaddod Ni₃Al a Ni₃Ti sefydlogrwydd thermol uchel ac nid ydynt yn brashau'n gyflym ar dymheredd o dan 315 gradd. Mae hyn yn caniatáu i Monel K500 gynnal ei gryfder uchel mewn-amgylcheddau gwasanaeth tymheredd cymedrol, mantais allweddol dros-Monel 400 a weithiwyd gan oerfel (y mae ei gryfder yn diraddio'n sylweddol uwch na 200 gradd ). Yn ogystal, gall Al ffurfio ffilm denau, trwchus alwminiwm ocsid (Al₂O₃) ar yr wyneb aloi ar dymheredd uchel, sy'n ategu'r ffilm nicel ocsid (NiO) ac yn gwella'r aloi.-gwrthiant ocsidiad tymheredd uchel.
Gall Trace Ti weithredu fel apurwr grawnyn ystod y broses solidification o Monel K500. Mae Ti yn cyfuno â charbon yn yr aloi i ffurfio gronynnau mân titaniwm carbid (TiC), sy'n gwasanaethu fel safleoedd cnewyllol heterogenaidd yn ystod solidiad. Mae hyn yn atal twf grawn, gan arwain at strwythur grawn manylach. Mae maint grawn mân nid yn unig yn gwella cryfder yr aloi (yn dilyn y berthynas Hall-Petch) ond hefyd yn gwella ei wydnwch a'i wrthwynebiad blinder.
Yn wahanol i rai elfennau cryfhau sy'n lleihau ymwrthedd cyrydiad, nid yw Al a Ti yn peryglu ymwrthedd cyrydiad cynhenid Monel K500. Mae'r gwaddodion a ffurfiwyd gan Al a Ti yn sefydlog yn gemegol ac nid ydynt yn ffurfio celloedd galfanig gyda'r matrics copr nicel mewn cyfryngau cyrydol (ee dŵr môr, asidau rhydwytho). Mae hyn yn sicrhau bod Monel K500 yn cadw'r un lefel o ymwrthedd cyrydiad â Monel 400 wrth gyflawni cryfder uwch.
Nid yw Monel 400 yn cynnwys ychwanegiadau bwriadol o Al a Ti, felly dim ond trwy weithio oer y gellir ei gryfhau, gyda gwelliant cryfder cyfyngedig. Mae'r tabl canlynol yn crynhoi effaith Al a Ti ar berfformiad Monel K500:
I gloi, alwminiwm a thitaniwm yn yelfennau swyddogaethol hanfodolo Monel K500. Mae eu hychwanegiad manwl gywir yn galluogi cryfhau dyddodiad, yn gwella-sefydlogrwydd tymheredd uchel, yn mireinio'r strwythur grawn, ac yn cynnal ymwrthedd cyrydiad, gan wneud Monel K500 yn aloi cryfder uchel sy'n gwrthsefyll cyrydiad sy'n addas ar gyfer cymwysiadau llwyth mewn amgylcheddau garw.
