1. Podstawowe właściwości magnetyczne matrycy Monel K500
Czysty nikiel jest metalem ferromagnetycznym o dużej podatności magnetycznej, ale jego właściwości magnetyczne są bardzo wrażliwe na dodatki pierwiastków stopowych. Gdy miedź dodaje się do niklu w celu utworzenia stałego roztworu niklu-miedzi, atomy miedzi zakłócają regularne rozmieszczenie atomów niklu w sieci krystalicznej, utrudniając wyrównanie domen magnetycznych.
W Monel K500 zawartość niklu waha się od 63,0% do 67,0%, a miedzi od 27,0% do 33,0%. Przy takim stosunku składu, -fazowy roztwór stały traci silny ferromagnetyzm i wykazujezachowanie paramagnetycznew temperaturze pokojowej. Materiały paramagnetyczne są słabo przyciągane przez zewnętrzne pola magnetyczne i to przyciąganie zanika natychmiast po usunięciu zewnętrznego pola magnetycznego.
2. Wpływ opadów-faz wzmacniających na magnetyzm
Struktura krystaliczna Ni₃Al i Ni₃Ti należy do struktury uporządkowanej L1₂. Struktura ta ma niski moment magnetyczny ze względu na sparowane ułożenie atomów niklu z atomami glinu/tytanu, więc nie przyczynia się do ferromagnetyzmu.
W szczytowym-stanie starzenia udział objętościowy faz Ni₃Al i Ni₃Ti wynosi około 5–8% całkowitej mikrostruktury. Ta frakcja o małej objętości oznacza, że fazy wzmacniające nie mogą zmienić paramagnetycznej natury matrycy -faz. W rezultacie starzony Monel K500 zachowuje niezmiennie słabe właściwości magnetyczne, bez znaczącej różnicy w stosunku do stanu-wyżarzonego.
3. Wpływ obróbki cieplnej i obróbki plastycznej na zimno na własności magnetyczne
Rozwiązanie-Stan wyżarzania: Po wyżarzeniu rozpuszczającym w temperaturze 980–1040 stopni i hartowaniu, mikrostruktura stopu jest jednorodnym roztworem stałym -fazowym, o podatności magnetycznej w temperaturze pokojowej, zwykle w zakresie1,0×10⁻⁵ do 2,0×10⁻⁵ cm³/g(typowy zakres paramagnetyczny).
Stan wieku: Starzenie w temperaturze 480–510 stopni przez 4–6 godzin sprzyja wytrącaniu się faz wzmacniających, ale podatność magnetyczna wzrasta tylko nieznacznie do2,5×10⁻⁵ do 3,0×10⁻⁵ cm³/g, nadal pozostając w kategorii paramagnetycznej.
Zimny-stan przepracowany: Obróbka na zimno (np. walcowanie na zimno, ciągnienie na zimno) wprowadza do stopu dyslokacje i zniekształcenia sieci, co może nieznacznie zwiększyć podatność magnetyczną poprzez zakłócenie ruchu ścianek domeny. Jednak nawet przy ciężkiej pracy na zimno (redukcja o 50%), podatność magnetyczna Monel K500 nie przekracza4,0×10⁻⁵ cm³/gi nadal nie wykazuje silnego ferromagnetyzmu.
4. Zależność temperaturowa właściwości magnetycznych
Powyżej temperatury pokojowej: Wraz ze wzrostem temperatury ruch termiczny atomów nasila się, co jeszcze bardziej zakłóca wyrównanie momentów magnetycznych. Prowadzi to do stopniowego spadku podatności magnetycznej, a charakter paramagnetyczny staje się bardziej wyraźny.
Niska temperatura (poniżej 100 K): W temperaturach kriogenicznych ruch termiczny słabnie, a momenty magnetyczne atomów niklu w matrycy mają tendencję do częściowego wyrównywania się pod wpływem zewnętrznych pól magnetycznych. To powoduje, że Monel K500 przechodzi z paramagnetycznego nabardzo słabo ferromagnetyczny, ale przyciąganie magnetyczne jest nadal znacznie niższe niż w przypadku metali ferromagnetycznych, takich jak stal węglowa lub czysty nikiel.
5. Praktyczne znaczenie inżynieryjne
Nadaje się do stosowania wsystemy ekranowania magnetycznego, oprzyrządowanie precyzyjne i sprzęt morskigdzie należy unikać silnych zakłóceń magnetycznych.
W przeciwieństwie do stopów ferromagnetycznych, Monel K500 nie gromadzi ładunków magnetycznych podczas pracy, co zapobiega problemom, takim jak przyciąganie magnetyczne cząstek metalu, co jest niezbędne w przypadku sprzętu pracującego w środowiskach ściernych.
Podsumowując, Monel K500 tostop słabo magnetyczny (paramagnetyczny).w normalnych warunkach użytkowania, a jego właściwości magnetyczne nie ulegają zmianie pod wpływem obróbki cieplnej lub obróbki plastycznej na zimno w stopniu, który zmieniłby jego podstawową klasyfikację magnetyczną.
