O que é o Monel: Definição, classes, propriedades e utilizações
O Monel é utilizado principalmente em ambientes agressivos onde outros metais falham. Encontrará Monel nas indústrias marítima, química e aeroespacial. Este guia ajudá-lo-á a compreender de que é feito o Monel, as suas propriedades e para que é utilizado o Monel.
Uma breve história do Monel
O Monel é uma liga metálica forte e duradoura que resiste à ferrugem e aos danos. Foi criada no início dos anos 1900 por Charles Elwood Wilson e Robert Crooks Stanley. As pessoas utilizam o Monel para fabricar peças que têm de durar em condições difíceis.
De que é feito o metal Monel?
Monel é fabricado através da mistura de cerca de 65-70% de níquel, 20% de cobre e 5% de ferro e manganês. A composição exacta depende do tipo de Monel e do fim a que se destina. Uma das suas melhores qualidades é o facto de resistir aos danos causados por elementos exteriores.
Graus de Monel
O Monel apresenta-se em cinco tipos principais:
Monel 400
Este é um dos tipos mais comuns de Monel. Resiste aos danos causados pelos ácidos clorídrico e fluorídrico, especialmente quando não há oxigénio. Por este motivo, é amplamente utilizado nas indústrias química, petrolífera e marítima.
Monel 401
O Monel 401 funciona bem em aplicações eléctricas e electrónicas porque tem baixa resistência eléctrica, mesmo em condições adversas. É frequentemente transformado em tiras e fios.
Monel 404
Se precisar de um material que se mantenha forte em temperaturas extremas, o Monel 404 é uma óptima escolha. É útil em eletrónica especializada porque também funciona bem para brasagem (união de metais) e tem baixa permeabilidade.
Monel 405
Este tipo é semelhante ao Monel 400, mas tem mais enxofre, pelo que é mais fácil de maquinar. É ideal para máquinas de parafuso automáticas que moldam peças metálicas.
Monel K-500
O Monel K-500 tem a mesma excelente resistência à corrosão que o Monel 400, mas é mais forte e mais duro. Não atrai ímanes e é excelente para ambientes marinhos e químicos extremos.
Propriedades do Monel
Seguem-se as principais propriedades do Monel e as razões pelas quais poderá ser uma boa escolha para si.
Propriedades mecânicas do Monel
O Monel é um material resistente que não se amolga facilmente como o aço inoxidável. É possível aumentar a sua resistência até 125.000 psi através do trabalho a frio. No entanto, uma vez que é mais denso do que o aço inoxidável, as peças em Monel são mais pesadas.
Algumas propriedades mecânicas importantes do Monel são as seguintes:
Densidade: 8400
Gravidade específica: 8,80 a 2372-2462°F (Monel 400)
Módulo de Young: 1.8
Coeficiente de Poisson: 0.31
Dureza: 65 Rockwell B (Monel 400)
Propriedades térmicas do Monel
O Monel mantém-se resistente mesmo a temperaturas elevadas ou muito baixas. Ao contrário de alguns metais que se tornam quebradiços com o frio, o Monel mantém a sua resistência com apenas uma pequena perda de flexibilidade. A sua capacidade de transferir bem o calor torna-o ideal para os permutadores de calor.
Eis algumas das propriedades úteis do Monel relacionadas com o calor:
Expansão térmica: 13,9 µm/m°C (Monel 400)
Condutividade térmica: 21,8 W/m-K
Calor específico: 427 J/kg-K
Propriedades químicas do Monel
O Monel é frequentemente utilizado em vez do aço inoxidável porque resiste à corrosão. O Monel 400 é especialmente bom para manusear ácido sulfúrico em condições redutoras. O Monel 400, o R-405 e o K-500 também resistem à fissuração por corrosão sob tensão por cloreto, que é um problema comum em ambientes industriais.
A tabela abaixo mostra a resistência destas ligas a diferentes ácidos e ambientes:
| Ambiente ácido | Monel 400, R-405, K-500 |
| Ácido fluorídrico | Bom a excelente |
| Ácido fosfórico | Bom a excelente |
| Ácido sulfúrico | Bom a excelente |
| Ácidos orgânicos | Bom a excelente |
| Água do mar | Bom a excelente |
| Alcalinos e sais | Bom a excelente |
| Ácido clorídrico | Aceitável |
| Ácido nítrico | Não adequado |
Maquinabilidade do Monel
O Monel é difícil de maquinar porque endurece rapidamente. O seu corte produz muito calor, o que pode desgastar as lâminas de serra e danificar os seus dentes. O calor permanece na superfície, o que pode alterar a estrutura e as propriedades do material. É por isso que é necessário maquinar o Monel lentamente e com baixas taxas de avanço.
Mais importante ainda, é necessário utilizar a serra industrial correta para cortar metais a alta temperatura sem causar danos térmicos ou endurecimento adicional.
Vantagens do Monel
As ligas Monel têm várias qualidades excelentes:
- O Monel não enferruja nem corrói facilmente, mesmo em ambientes agressivos com ácidos e álcalis. O seu desempenho é frequentemente superior ao do aço inoxidável.
- O Monel pode ser facilmente moldado em diferentes formas, como varas e tubos.
- É possível soldar Monel utilizando métodos de soldadura normais
- O Monel mantém-se resistente a temperaturas extremas, desde o frio intenso até aos 480°C.
Limitações do Monel
O Monel também tem alguns inconvenientes:
- O Monel torna-se mais duro à medida que é cortado ou trabalhado, pelo que o processo pode ser difícil e as ferramentas podem desgastar-se rapidamente.
- Embora o Monel resista à água do mar em movimento rápido, pode desenvolver corrosão por pite em água salgada estagnada.
- Alguns tipos de Monel, como o Monel K-500, podem desenvolver fissuras de tensão ao longo do tempo.
- Se o Monel tocar no aço em condições de humidade, pode criar uma reação eléctrica que acelera a oxidação.
- O Monel custa mais do que outros metais, pelo que é mais utilizado quando as suas propriedades especiais são necessárias.
Para que é utilizado o metal Monel?
Eis algumas utilizações comuns do Monel:
Indústria química: Uma vez que o Monel não se corrói facilmente, é utilizado para ferramentas e equipamentos que entram em contacto com produtos químicos fortes.
Engenharia naval: O Monel é ótimo para o mar porque não enferruja facilmente. Encontra-o em tubos, veios de bombas, cabos de âncora, depósitos de água e de combustível, hélices, parafusos, válvulas e até linhas de pesca.
Indústria petrolífera: O Monel é utilizado em torres de petróleo bruto, poços de extração e válvulas. Funciona bem em ambientes agressivos com ácido fluorídrico, sulfuretos e temperaturas elevadas.
Engenharia aeroespacial: Este metal pode suportar calor extremo, pelo que é utilizado em revestimentos de aviões a jato, peças espaciais e de aeronaves e fios de bloqueio.
Instrumentos musicais: Os instrumentos de alta qualidade utilizam Monel para as cordas da guitarra eléctrica e do violino, bem como nas válvulas de pistão ou de rotor dos instrumentos de sopro.
Artigos de uso diário: Pode encontrar Monel em armações de óculos, peças de caldeiras a gás, depósitos de água, aquecedores e lava-loiças de cozinha.
Conclusão
O Monel é um metal resistente e fiável que funciona bem em ambientes agressivos. Resiste à ferrugem, ao calor e aos produtos químicos. Embora tenha grandes vantagens, pode ser difícil de maquinar, pelo que é importante utilizar as ferramentas corretas.
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FAQs
O que é o fio Monel?
O fio Monel é um fio metálico forte feito de níquel e cobre. Não enferruja facilmente, mesmo em água do mar ou em produtos químicos agressivos. Pode ser encontrado em barcos, aviões e peças eléctricas porque dura muito tempo.
As ligas Monel são magnéticas?
O Monel não é maioritariamente magnético, mas depende do tipo. O Monel 400 e o R-405 não são normalmente magnéticos, mas alguns lotes podem ter um pouco de magnetismo devido a diferenças na composição do metal.
O Monel K-500 também não é magnético em condições normais, mas se a superfície for tratada através da remoção de algum alumínio e cobre, pode tornar-se magnético. Esta versão tratada é utilizada em eletrónica que necessita de materiais magnéticos.
Porque é que o Monel é tão caro?
O Monel é mais caro porque tem uma grande quantidade de níquel e cobre, que são metais caros. Também é difícil de fabricar e moldar, o que aumenta o custo.
O Monel é melhor do que o aço inoxidável?
O Monel é melhor para locais com muita água salgada ou produtos químicos porque não enferruja facilmente. Mas o aço inoxidável é mais barato e mais fácil de utilizar, pelo que é mais comum.
O que é o Monel K500?
O Monel K500 é uma versão mais resistente do Monel 400. Tem elementos extra como o alumínio e o titânio, que o tornam mais forte e mais duro. Poderá vê-lo utilizado em plataformas petrolíferas, navios e peças de avião, uma vez que consegue suportar pressão e condições difíceis.
O que é o Monel 400?
O Monel 400 é uma composição metálica de níquel e cobre. É forte, não enferruja e é fácil de moldar. Se trabalha com barcos, fábricas de produtos químicos ou máquinas que aquecem muito, pode utilizar o Monel 400 porque dura muito tempo.
O que é a prata Monel?
Não existe um metal chamado "prata Monel". Mas os metais Monel, como o Monel 400, têm um aspeto brilhante e prateado devido ao níquel que contêm. Não enferrujam nem escurecem facilmente, pelo que algumas pessoas poderão pensar que são prateados.
