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 是通過將得到的 鋁 和 鈦 的 鎳-銅 的基礎(chǔ)上，并且通過這樣的Ni3的（Ti，Al）的那亞顯微顆粒基體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)度和硬度是通過在鎳銅基體中添加鋁和鈦并通過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，在加工過程中可能會(huì)在材料表面形成磁性層。鋁和銅在加熱過程中可能會(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)過相當(dāng)快的初始攻擊后會(huì)減慢。

MONEL K500合金規(guī)格：

ASME SB163 無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）無縫管和管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

ASME SB407 鎳鐵鉻合金無縫管材標(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 無縫鎳和鎳鈷合金管和管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

ASME SB668 UNS N08028 無縫管材

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

ASME SB729 無縫 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。可在低至 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。快速淬火或緩慢淬火會(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爐冷或空氣冷卻進(jìn)行，或者通過淬火進(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 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)或更長時(shí)間，然后以每小時(shí)不超過 15 至 25°F 的速度冷卻至 900°F。通過在該溫度下保持長達(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)或更長時(shí)間，然后以每小時(shí)不超過 15 至 25°F 的速度冷卻至 900°F。在某些情況 下， 通過在溫度下保持 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)間長度的材料。過度老化的材料 比適當(dāng)老化的金屬具有較低的 機(jī)械性能，并且不能通過后續(xù)的時(shí)效處理來提高性能。為了強(qiáng)化過時(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。可獲得的最高強(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。