蒙乃爾合金(jin)(jin)是一種沉淀硬化的鎳(nie)銅鋁(lv)合金(jin)(jin), 有優(you)異(yi)的耐腐蝕性能(neng)和(he)更(geng)高強(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)硬度(du)(du),性能(neng)超越其(qi)他鎳(nie)銅合金(jin)(jin)。添(tian)加了鈦和(he)鋁(lv)元素,K500拉伸強(qiang)(qiang)度(du)(du)提升(sheng)為K400合金(jin)(jin)的兩(liang)倍(bei),屈(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)是400合金(jin)(jin)的三倍(bei)。這(zhe)種高強(qiang)(qiang)度(du)(du)可以一直保持至649℃,而當溫度(du)(du)低至-240℃時(shi),該材料仍具延展(zhan)性和(he)韌性。
(Ni68Cu28Al) Monel K500 耐蝕合金除了具有 Monel 400 合金的良好耐蝕性能外,它還具有更高的強度和硬度。這主要是此合金中含鋁、鈦等元素,經過一定的熱處理后,在基體上存在彌散Ni3(Ti、Al)金屬間化合物沉淀的緣故。
一、化學成分(fen)和(he)組織特點
Monel K500 合(he)金(jin)與 Monel 400 合(he)金(jin)相比,最(zui)大的差(cha)別在(zai)于(yu)此(ci)(ci)合(he)金(jin)有(you)2.3%~3.15%的鋁(lv)(lv)和0.30%~1.0%的鈦(tai)。隨各國技(ji)術要求的不同,此(ci)(ci)牌號(hao)的鋁(lv)(lv)、鈦(tai)含(han)量常有(you)微小的差(cha)異。此(ci)(ci)合(he)金(jin)的組織特點除有(you)彌散(san)的Ni3(Ti、Al)沉(chen)淀相析出(chu)外,其(qi)他與Monel 400 合(he)金(jin)相同。
Monel K500合金化學成分(fen)表 | ||||||||||
牌號 | 中國牌號 | 鎳 | 銅 | 鐵 | 錳 | 碳 | 鋁 | 硅(gui) | 鈦 | 硫 |
Monel K500 | Ni68Cu28Al | ≥63.0 | 27.0~34.0 | 0.5~2.5 | ≤1.5 | ≤0.25 | 2.0~4.0 | ≤1.0 | 0.3~1.0 | ≤0.01 |
二(er)、耐腐(fu)蝕性能(neng)
一(yi)般固溶態的(de)Monel K500 合(he)(he)金(jin)(jin)耐(nai)蝕(shi)性(xing)能與Monel 400 合(he)(he)金(jin)(jin)基本相(xiang)同。因此Monel 400 合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)數(shu)據完全可以適用于(yu) Monel K500 合(he)(he)金(jin)(jin)。但是,Monel K500 合(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)過(guo)固溶+時(shi)效處理后,其耐(nai)蝕(shi)性(xing)一(yi)般要低(di)于(yu)固溶態。同時(shi),在(zai)(zai)一(yi)些條件(jian)下還會(hui)(hui)出現應力腐(fu)蝕(shi)斷裂(lie)。例(li)如,在(zai)(zai)氫(qing)氟酸的(de)氣相(xiang)中,受(shou)拉伸應力的(de)Monel K500 合(he)(he)金(jin)(jin)就會(hui)(hui)產生(sheng)應力腐(fu)蝕(shi)。由于(yu)Monel K500 合(he)(he)金(jin)(jin)在(zai)(zai)流動海水(shui)中的(de)低(di)腐(fu)蝕(shi)速(su)度(du)和此合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)高強度(du),因此,Monel K500 合(he)(he)金(jin)(jin)特別(bie)適用于(yu)制造耐(nai)海水(shui)腐(fu)蝕(shi)的(de)離心泵和軸。在(zai)(zai)靜止和流速(su)慢的(de)海水(shui)中,海洋生(sheng)物(wu)和污垢(gou)在(zai)(zai)Monel K500 合(he)(he)金(jin)(jin)表面附著會(hui)(hui)引(yin)起(qi)點蝕(shi),但其擴展較(jiao)慢。
三(san)、力學性能
四、焊接性能
Monel K500 合(he)金(jin)可(ke)用工(gong)(gong)業上通用的(de)各種(zhong)焊接方(fang)法(fa)(fa)進(jin)行焊接。此(ci)合(he)金(jin)焊接方(fang)法(fa)(fa)不同,焊絲(si)焊條匹(pi)配(pei)也(ye)不同。如:TIG 和 MIG 法(fa)(fa),可(ke)用Monel 64 焊絲(si)焊接;手工(gong)(gong)電弧(hu)焊,可(ke)用 Monel 134 焊條焊接。Monel K500 合(he)金(jin)焊接必(bi)須在(zai)退火狀態下(xia)進(jin)行,且(qie)時效(xiao)前必(bi)須先(xian)消(xiao)除焊接應力。
五(wu)、冷、熱加工及(ji)成型(xing)性能
Monel K500 合金(jin)的熱(re)變形溫度(du)為871~1149℃,當變形量大時,則建議在(zai)1038~1149℃間進行。為了(le)生(sheng)產(chan)(chan)細(xi)晶(jing)粒鍛(duan)件(jian),其最終加熱(re)溫度(du)以1093℃為宜,而且其變形量應≥30%。Monel K500 合金(jin)冷變形均在(zai)退火(固溶(rong))態進行。常規冷加工(gong)方法(fa)均適用(yong)于此合金(jin)。雖然 Monel K500 合金(jin)具(ju)有較(jiao)大變形抗力,但其塑性好,因而不會產(chan)(chan)生(sheng)任何困(kun)難。
六、熱處理工(gong)藝(yi)
為了獲得塑、韌性好的(de)(de) Monel K500 合金(jin),最好進(jin)行(xing) 793~871℃的(de)(de)退火處理(li)。對于需進(jin)行(xing)時(shi)效(xiao)處理(li)的(de)(de)部件,建議(yi)熱加(jia)工產品的(de)(de)退火在(zai)(zai)982℃進(jin)行(xing),冷加(jia)工產品在(zai)(zai)1038℃進(jin)行(xing)。由于在(zai)(zai)982℃以上加(jia)熱此(ci)合金(jin),合金(jin)晶粒(li)會迅(xun)速長大,因此(ci),要求細(xi)晶粒(li)的(de)(de)設(she)備、部件在(zai)(zai)此(ci)溫度下加(jia)熱要盡(jin)量(liang)縮(suo)短保(bao)溫時(shi)間。對于 Monel K500 合金(jin)建議(yi)按下述(shu)規范進(jin)行(xing),這樣即可獲得最佳性能。
對于鍛后(hou)淬火(huo)或退火(huo)鍛件,退火(huo)或熱軋(ya)棒以及(ji)大規格(≥38.1mm)冷(leng)拔棒,供軟化回火(huo)的絲和(he)帶材(HB在 148~180),一(yi)般系在 593~605℃加熱16小時,爐冷(leng)到482℃。
對(dui)彈性部件用(yong)帶、絲材或經大量冷加(jia)工的(de) Monel K500 合(he)金(jin)(硬度(du)(du)在(zai)260~325HB),可在(zai)527~538℃加(jia)熱6小(xiao)時以上(shang),然(ran)后≤ 3.8~9.6℃/小(xiao)時的(de)冷卻速度(du)(du)冷卻到482℃。
七、產品(pin)應用
Monel K500 合(he)金(jin)的耐蝕(shi)性(xing)基本與(yu)Monel 400 合(he)金(jin)相(xiang)同,但強度、硬度稍高。此合(he)金(jin)主要(yao)用于泵軸和葉輪、輸送器(qi)刮(gua)刀、油井鉆環、彈(dan)性(xing)部件(jian)、閥墊等。主要(yao)冶(ye)金(jin)產品與(yu)Monel 400 合(he)金(jin)相(xiang)同。