Kupfer-Nickel (Cu-Ni) -Legierungen treten in großen Ablagerungen nicht als unterschiedliche Mineralien auf; Stattdessen sind sie künstliche Legierungen, die durch Kombination von Kupfer- und Nickelmetallen hergestellt werden. Die primären Rohstoffmaterialien und Nickel sind jedoch weltweit aus verschiedenen geologischen Quellen abgebaut:
Nickelerze: In Ländern wie Indonesien, den Philippinen, Russland, Kanada (insbesondere im Sudbury -Becken), in Australien und in Neukaledonien finden sich wichtige Nickeleinlagen. Diese Erze enthalten oft Nickel neben Kupfer, Eisen und anderen Elementen, wodurch sie Quellen für beide Metalle herstellen, die in Cu-Ni-Legierungen verwendet werden.
Kupfererze: Kupfer ist in Chile (dem weltweit größten Produzenten), Peru, China, der Demokratischen Republik Kongo und den Vereinigten Staaten reichlich vorhanden. Viele Kupfererze enthalten auch Spurenmengen von Nickel, die während der Verarbeitung extrahiert werden können.
Nach dem Abbau werden Kupfer und Nickel separat verfeinert und dann in kontrollierten Anteilen zusammengeschmolzen, um Kupfer-Nickel-Legierungen zu bilden, die weltweit in metallurgischen Einrichtungen hergestellt werden.
Eine Legierung aus 70% Nickel und 30% Kupfer wird am häufigsten als Monel 400 bezeichnet.
Monel 400 ist eine bekannte Nickelcoper-Legierung, die für seine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in Meeresumgebungen, sowie seine Stärke und Duktilität bei hohen und niedrigen Temperaturen bekannt ist. Es wird häufig in Anwendungen wie Meereshardware, chemischen Verarbeitungsgeräten sowie Komponenten der Öl- und Gasindustrie verwendet. Während "70-30 Nickelcoper-Legierung" ein beschreibender Begriff ist, ist der Handelsname Monel 400 die Standardbezeichnung für diese spezifische Komposition.
Das Testen auf das Vorhandensein von Kupfer-Nickel (CU-NI) -Legierungen beinhaltet eine Kombination aus visuellen, physikalischen und chemischen Methoden, um das Vorhandensein beider Metalle zu bestätigen. Hier sind Schlüsseltechniken:
Visusinspektion: Cu-Ni-Legierungen haben typischerweise ein silbergrau bis blasses Gold, das sich von reinem Kupfer (rötlich) oder reinem Nickel (silbrig-weiß) unterscheidet. Sie können auch einen charakteristischen Glanz und Widerstand gegen Ablenker aufweisen, insbesondere in marinen Legierungen.
Magnetismus-Test: Reines Kupfer ist nichtmagnetisch und Nickel ist schwach magnetisch. Die meisten Cu-ni-Legierungen (z. B. diejenigen mit<50% nickel) are non-magnetic or weakly magnetic, distinguishing them from ferromagnetic alloys like steel. A strong magnet will not cling firmly to Cu-Ni.
Dichtemessung: Cu-Ni-Legierungen haben eine Dichte im Bereich von ~ 8,9 bis 9,2 g/cm³ (abhängig von der Zusammensetzung), höher als reines Aluminium (~ 2,7 g/cm³), jedoch niedriger als Blei (~ 11,3 g/cm³). Die Messung der Dichte durch Wasserverschiebung kann dazu beitragen, die Legierungsmöglichkeiten einzugrenzen.
Chemische Tests:
Kupfererkennung: Das Hinzufügen einer verdünnten Salpetersäure (HNO₃) -Lösung zu einer kleinen Probe löst die Legierung auf und erzeugt eine blaugrüne Lösung (aufgrund von Kupferionen Cu²⁺). Eine anschließende Zugabe von Ammoniak (NH₃) vertieft die blaue Farbe und bestätigt Kupfer.
Nickelnachweis: In derselben Säurelösung bilden Nickelionen (Ni²⁺) einen rosa oder roten Niederschlag, wenn Dimethylglyoxim (DMG) -Reagens unter alkalischen Bedingungen (unter Verwendung von Ammoniak) zugegeben wird. Dies ist ein spezifischer Test für Nickel.
Spektroskopische Analyse: Für eine präzise Zusammensetzung können Werkzeuge wie Röntgenfluoreszenz (XRF) oder optische Emissionsspektroskopie (OES) sowohl Kupfer als auch Nickel in der Legierung identifizieren und quantifizieren und genaue prozentuale Daten liefern.
Kupfer-Nickel-Legierungen sind im Allgemeinen mäßig leicht zu flackern, obwohl ihr Aufschwung von der spezifischen Legierungszusammensetzung, dem Temperament (Härte) und der Dicke abhängt.
Flacking-A-Prozess, bei dem das Ende eines Rohrs in eine Kegelform erweitert wird, um mit Armaturen zu verbinden, die das Material so duktil genug ist, um ohne Knacken zu verformen. Kupfer-Nickel-Legierungen wie diejenigen mit 10-30% Nickel (z. B. Cu-ni 90/10 oder 70/30) sind bekannt für eine gute Duktilität, insbesondere wenn sie geglüht sind (erhitzt und langsam abgekühlt, um das Material zu erweichen). Geglühte Cu-Ni-Röhrchen können mit Standardwerkzeugen ausgeweitet werden, obwohl sie möglicherweise mehr Kraft als reines Kupfer erfordern, was sehr formbar ist.
Härtere Gemüter (z. B. kaltgearbeitetes Cu-ni) sind jedoch weniger duktil und können beim Flcken beim nicht richtig geglühten zuerst geknackt. Darüber hinaus sind dickerwandige Cu-Ni-Röhrchen schwieriger als dünner. Insgesamt kann bei der richtigen Vorbereitung (Tempern) und der Werkzeugung Kupfer-Nickel effektiv ausgebildet werden, so
