MONEL K500/N05500/2.4375

蒙乃爾鎳銅合金K-500結(jié)合了優(yōu)良 的耐腐蝕性 的特性 MONE 400 具有更大的強(qiáng)度和硬度增加的優(yōu)點(diǎn)。增加的 特性 是通過(guò)將得到的 鋁 和 鈦 的 鎳-銅 的基礎(chǔ)上，并且通過(guò)這樣的Ni3的（Ti，Al）的那亞顯微顆?；w中析出控制的條件下加熱。用于實(shí)現(xiàn)沉淀的熱處理通常稱為時(shí)效硬化或時(shí)效。

MONEL K500的抗拉強(qiáng)度大約是MONEL400的兩倍，屈服強(qiáng)度是MONEL400的三倍。MONEL K500的強(qiáng)度可保持在1200華氏度，但在-400華氏度的溫度下仍保持韌性和韌性。MONEL K500在-200華氏度下也保持無(wú)磁性。MONEL K500的其他特性包括在廣泛的化學(xué)和海洋環(huán)境中具有出色的耐腐蝕性，從鹽和堿、非氧化性酸到純水。MONEL K500無(wú)磁性且耐火花。還建議MONEL K500在焊接時(shí)進(jìn)行退火處理，并對(duì)任何焊件進(jìn)行應(yīng)力消除在老化之前。

Monel K500是一種可沉淀硬化的鎳銅合金，它結(jié)合了Monel 400出色的耐腐蝕性能和更高的強(qiáng)度和硬度的附加優(yōu)勢(shì)。這些增強(qiáng)的性能、強(qiáng)度和硬度是通過(guò)在鎳銅基體中添加鋁和鈦并通過(guò)用于影響沉淀的熱處理獲得的，通常稱為時(shí)效硬化或時(shí)效。

這種鎳合金在-200°F下具有抗火花和非磁性。但是，在加工過(guò)程中可能會(huì)在材料表面形成磁性層。鋁和銅在加熱過(guò)程中可能會(huì)被選擇性氧化，在外面留下磁性富鎳膜。酸洗或光亮浸酸可去除磁性薄膜，恢復(fù)非磁性。

在時(shí)效硬化條件下，Monel K-500 在某些環(huán)境中比 Monel 400更容易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂。與MONEL400相比，Alloy K-500 的屈服強(qiáng)度約為3倍，抗拉強(qiáng)度約為2倍。另外，它可以在沉淀硬化之前通過(guò)冷加工進(jìn)一步強(qiáng)化。這種鎳鋼合金的強(qiáng)度可保持在1200°F，但在400°F的溫度下仍保持韌性和韌性。其熔點(diǎn)范圍為2400-2460°F。

耐腐蝕性

MONEL K500的抗腐蝕性能與MONEL400基本相同，只是在時(shí)效硬化條件下，MONEL K500在某些環(huán)境下更傾向于應(yīng)力腐蝕開裂。已發(fā)現(xiàn)MONEL K500可耐受酸性氣體環(huán)境。在酸性和堿性 pH 值（范圍從 1.0 到 11.0）下連續(xù)浸入飽和 (3500ppm) 硫化氫溶液中6天后，時(shí)效硬化板的U形彎曲試樣沒(méi)有出現(xiàn)開裂。有一些緊密粘附的黑色片狀物。試樣的硬度范圍為28至40 Rc。

K-500 合金在高速海水中的極低腐蝕率和高強(qiáng)度相結(jié)合，特別適用于船舶服務(wù)中的離心泵軸。在停滯或緩慢移動(dòng)的海水中，可能會(huì)發(fā)生污垢，隨后會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕，但這種點(diǎn)蝕在經(jīng)過(guò)相當(dāng)快的初始攻擊后會(huì)減慢。

MONEL K500合金規(guī)格：

ASME SB163 無(wú)縫鎳和鎳合金冷凝器和熱交換器管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

ASME SB165 鎳銅合金標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 (UNS N04400)* 無(wú)縫管

ASME SB167 鎳-鉻-鐵合金、鎳-鉻-鈷-鉬合金（UNS N06617）和鎳-鐵-鉻-鎢合金（UNS N06674）無(wú)縫管和管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

ASME SB407 鎳鐵鉻合金無(wú)縫管材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

ASME SB423 鎳-鐵-鉻-鉬-銅合金（UNS N08825、N08221 和 N06845）無(wú)縫管和管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

ASME SB444 鎳-鉻-鉬-鈷合金（UNS N06625 和 UNS N06852）和鎳-鉻-鉬-硅合金（UNS N06219）管道和管材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

ASME SB622 無(wú)縫鎳和鎳鈷合金管和管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

ASME SB668 UNS N08028 無(wú)縫管材

ASME SB690 鐵鎳鉻鉬合金標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（UNS N08366 和 UNS N08367）無(wú)縫管和管

ASME SB729 無(wú)縫 UNS N08020、UNS N08026 和 UNS N08024 鎳合金管和管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

MONEL K500特性

在廣泛的海洋和化學(xué)環(huán)境中具有耐腐蝕性。從純水到非氧化性無(wú)機(jī)酸、鹽和堿。優(yōu)異的抗海水能力.

耐酸性氣體環(huán)境.

從零以下溫度到約480C的優(yōu)異機(jī)械性能

非磁性合金

MONEL K500應(yīng)用

酸性氣體服務(wù)應(yīng)用

油氣生產(chǎn)安全升降機(jī)及閥門

油井工具和儀器，如鉆鋌

油井行業(yè)

刮刀和刮刀

鏈條、電纜、彈簧、閥內(nèi)件、船舶用緊固件

泵在海洋服務(wù)軸和葉輪

用蒙乃爾K-500制造。

焊接MONEL K500最好通過(guò)鎢極氬弧焊工藝完成。建議在焊接時(shí)對(duì)Monel K-500進(jìn)行退火，并且在時(shí)效之前對(duì)任何焊件進(jìn)行應(yīng)力消除。

當(dāng)材料處于退火狀態(tài)或熱加工和淬火狀態(tài)時(shí)，最好對(duì)這種合金進(jìn)行重切削。然而，時(shí)效硬化材料可以進(jìn)行精加工以達(dá)到緊密的公差和精加工。因此，推薦的做法是將尺寸稍大的機(jī)加工，時(shí)效硬化，然后精加工到尺寸。在老化過(guò)程中，會(huì)發(fā)生輕微的永久性收縮，但由于涉及的低溫和緩慢的冷卻速度，幾乎不會(huì)發(fā)生翹曲。

Monel K500化學(xué)成分

Monel K500規(guī)格和名稱

UNS N05500

BS 3072-3076 (NA18)

ASME  Boiler Code Section VIII

SAE AMS 4676

MIL-N-24549  DIN  17743, 17752, 17754

Werkstoff Nr

2.4375

QQ-N-286

NACE MR-01-75

Monel K 500 機(jī)械性能

退火材料的典型室溫拉伸性能

產(chǎn)品形態(tài) 狀況        拉伸 (ksi) .2%   產(chǎn)量 (ksi) 伸長(zhǎng)率 % 硬度

棒材     熱加工/老化    140-190        100-150  30-20    27-38 熱軋卷

棒材     熱加工/退火    90-110        40-60      45-25    75-90 HRB

棒材     熱加工/退火/時(shí)效 130-165        85-120 35-20 24-35 HRC

棒材     冷拉/時(shí)效    135-185        95-160 30-15 25-41 熱軋卷

棒材     冷拉/退火/時(shí)效 130-190        85-120 30-20 24-35 HRC

圓餅     熱加工/老化   140-180       100-135 30-20 27-37 熱軋卷

板子        冷軋/退火   90-105          40-65 45-25 85 HRB 最大值

Monel K 500物理特性

密度 (kg/dm3) 8.44

磁導(dǎo)率 (20°C) <1.005

居里溫度 (°C) -90

楊氏模量 (N/mm2) 179 × 103

比熱，20°C (J.Kg-1.°K-1) 418

比電阻，20°C (?Om) 0.62

導(dǎo)熱系數(shù)，20°C (Wm-1.°K-1) 17.5

平均熱膨脹系數(shù)，20-100°C (°K-1) 13.4 × 10-6

MONEL K500熱處理

退火是為了軟化加工后的基體和固溶時(shí)效硬化相?？稍诘椭?1400-1600°F 的溫度下實(shí)現(xiàn)充分軟化，但建議在 1800°F 下加熱熱成品和 1900°F 加熱冷拔產(chǎn)品，以便對(duì)隨后的時(shí)效硬化做出最佳響應(yīng)。晶粒生長(zhǎng)在 1800°F 以上變得相當(dāng)快，如果需要細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)，則在這些較高溫度下應(yīng)將加熱時(shí)間保持在最短。

為了獲得最佳的時(shí)效響應(yīng)和最大的柔軟度，重要的是立即從加熱溫度獲得有效的水淬?？焖俅慊鸹蚓徛慊饡?huì)導(dǎo)致時(shí)效硬化相的部分沉淀和隨后的時(shí)效響應(yīng)受損。向水中加入約 2%（體積）的酒精將最大限度地減少氧化并促進(jìn)酸洗。

建議采用以下時(shí)效硬化程序以獲得最大性能。

1.軟材料（140-180 Brinell，75-90 RB）。在 1100 至 1125°F 下保持 16 小時(shí)，然后以每小時(shí) 15 至 25°F 的速度冷卻至 900°F。從 900°F 冷卻到室溫可以通過(guò)爐冷或空氣冷卻進(jìn)行，或者通過(guò)淬火進(jìn)行，而不考慮冷卻速度。該程序適用于鍛造和淬火或退火鍛件、退火或熱軋棒材和大型冷拔棒材（直徑超過(guò) 1-1/2 英寸）以及軟回火線材和帶材。

2. 中等冷加工材料（175-250 布氏硬度，8-25 RB）。在 1100 至 1125°F 下保持 8 小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，然后以每小時(shí)不超過(guò) 15 至 25°F 的速度冷卻至 900°F。通過(guò)在該溫度下保持長(zhǎng)達(dá) 16 小時(shí)可以獲得更高的硬度，特別是如果材料僅經(jīng)過(guò)輕微冷加工。作為一般規(guī)則，初始硬度為 175-200 布氏硬度的材料應(yīng)保持整整 16 小時(shí)。接近最高值 250 布氏硬度 (25Rc) 的材料應(yīng)在 8 小時(shí)內(nèi)達(dá)到完全硬度。這些程序適用于冷拔棒材、半硬鋼帶、冷鐓件和中性線材。

3. 全冷加工材料（260-325 布氏硬度，25-35 Rc）。在 980 至 1000°F 下保持 6 小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，然后以每小時(shí)不超過(guò) 15 至 25°F 的速度冷卻至 900°F。在某些情況 下， 通過(guò)在溫度下保持 8 到 10 小時(shí)可以獲得稍高的 硬度（特別是對(duì)于硬度范圍下限附近的材料 ）。此程序適用于彈簧回火鋼帶、彈簧線或冷加工重度  工件，例如小型冷成型球。

注意： 冷卻可以以 100°F 為單位進(jìn)行，每一步將爐子保溫 4 到 6 小時(shí)。例如，程序 1 可以是 1100°F 下 16 小時(shí) + 1000°F 下 4 到 6 小時(shí) + 900°F 下 4 到 6 小時(shí)。然而，在 1,2 和 3 中描述的程序通常會(huì)提供更高的性能。

在某些情況下，可能需要減少 熱處理 時(shí)間，以節(jié)省成本或獲得中間性能。很難提出涵蓋所有可能性的具體建議。最好的程序是對(duì)復(fù)制待硬化材料橫截面的試樣進(jìn)行試點(diǎn)測(cè)試。

已在 1100°F 溫度范圍內(nèi)加熱至暴露時(shí)間和溫度的任何明顯時(shí)間長(zhǎng)度的材料。過(guò)度老化的材料 比適當(dāng)老化的金屬具有較低的 機(jī)械性能，并且不能通過(guò)后續(xù)的時(shí)效處理來(lái)提高性能。為了強(qiáng)化過(guò)時(shí)效材料，必須對(duì)其進(jìn)行固溶退火 (1800-1900°F) 以重新溶解時(shí)效硬化成分，然后重新時(shí)效。冷加工的所有好處都在退火中失去了?？色@得的最高強(qiáng)度是對(duì)應(yīng)于退火和時(shí)效條件的強(qiáng)度。

經(jīng)時(shí)效硬化以產(chǎn)生最大硬度的材料，如果再次加熱或保持在達(dá)到原始熱處理溫度的任何溫度，則不會(huì)顯示出明顯的性能變化  進(jìn)行了。如果原始熱處理 在 1050 到 800°F 之間的冷卻速度太快，則性能可能會(huì)略有增加 。如果隨后將硬化材料加熱到 1100°F 以上然后冷卻，則性能會(huì)下降。硬化的蒙乃爾MONEL K500已在 800°F 下長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)加熱。在暴露的第一個(gè)月期間發(fā)生了進(jìn)一步的緩慢老化，但繼續(xù)加熱不會(huì)導(dǎo)致性能進(jìn)一步顯著變化。

MONEL K500加工

當(dāng)材料處于退火狀態(tài)或熱加工和淬火 狀態(tài)時(shí)，MONEL K500的重加工最好完成 。然而，時(shí)效硬化材料可以進(jìn)行精加工以達(dá)到緊密公差和精加工。因此，推薦的做法是對(duì)尺寸稍大的進(jìn)行機(jī)加工，時(shí)效硬化，然后精加工至尺寸。在（在/約0.0002）老化，輕微永久收縮發(fā)生，但很少發(fā)生翹曲，因?yàn)榈偷?溫度 參與和緩慢的冷卻速率。