蒙乃爾MONEL
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描述：MONEL K500是一種沉淀硬化的鎳銅鋁合金, 結合了400合金優(yōu)異的耐腐蝕性能和更高強度和硬度，性能超越其他鎳銅合金。添加了鈦和鋁元素，使K500的拉伸強度提升為400合金的兩倍，屈服強度是400合金的三倍。這種高強度可以一直保持至649℃，而當溫度低至-240°時，該材料仍具延展性和韌性。
規(guī)格：板，棒，帶，線，管，可定制
MONEL K500鎳銅鋁合金
1合金介紹 （由于文章圖表巨多，所以沒有一一展示，如有需要可以添加客服索?。?br/>1.1 概述
MONEL K500是一種沉淀硬化的鎳銅鋁合金, 結合了400合金優(yōu)異的耐腐蝕性能和更高強度和硬度，性能超越其他鎳銅合金。添加了鈦和鋁元素，使K500的拉伸強度提升為400合金的兩倍，屈服強度是400合金的三倍。這種高強度可以一直保持至649℃，而當溫度低至-240°時，該材料仍具延展性和韌性。
2 應用概況及特性
K500合金的另外一個優(yōu)勢是在低至-129℃的溫度下保持無磁性質(zhì)。因此，對于帶電子設備或內(nèi)含電子設備，視磁場為干擾因素的應用來說，K500是很理想的材料，例如井下設備。K500還具有火花電阻和優(yōu)異的耐腐蝕性能，耐受多種化學元素及海事環(huán)境，例如鹽，堿，酸，非氧化酸。
抗腐蝕性與 Monel400 相似，但強度和硬度更高
磁導率低，在溫度低至 -101℃ (-150°F ) 的條件下無磁性
可進行時效硬化處理
非常適合海水應用
1.3 材料牌號
MONEL K500
1.4 相近牌號
W.Nr 2.4375
UNS N05500
AWS 041
1.5 材料技術標準
ASTM B865
BS 3075 NA 18
BS 3076 NA 18
ISO 15156-3
(NACE MR 0175)
QQ-N-286
6 熔煉工藝
釆用電弧爐、或電弧爐+電渣重熔、或電弧爐+真空自耗重熔、或非真空感應爐+電渣重熔、或非真空 感應爐+真空自耗、或真空感應爐+電渣重熔、或真空感應爐+真空自耗熔煉工藝。
1.7 化學成分
Monel k500化學成分（按重量%）
元素 | 最小百分比 | 最大百分比 |
Ni | 63.00 | 70.00 |
Co | ~ | 2.00 |
Cu | 27.00 | 33.00 |
Fe | ~ | 2.00 |
Al | 2.30 | 3.20 |
C | ~ | 0.25 |
Si | ~ | 1.00 |
Mn | ~ | 1.50 |
Ti | 0.35 | 0.85 |
S | ~ | 0.01 |
8 熱處理制度（如有需要可以添加客服021-67898711索?。?br/>Monel k500熱處理
退火處理可以用于加工后軟化金屬基體，也可以用于溶解時效硬化相質(zhì)。雖然760℃-871℃這樣的低溫范圍也能獲取足夠的軟化效果，但是為了后續(xù)的時效硬化能達到最優(yōu)效果，建議熱加工產(chǎn)品的退火溫度采用982℃，冷拉產(chǎn)品的退火溫度采用1038℃。溫度超過982℃時， 晶粒增長速度相當快，如果是需要細致的晶粒結構，就需要將高溫的熱處理時間控制到最短。
為得到最佳的時效反應和最大的軟化結果，熱處理后需要馬上進行有效的水淬處理。未能立即進行水淬或者淬火速度很慢就會產(chǎn)生部分時效硬化相的沉淀，損害時效反應。水淬液體中加2%（按體積）的酒精可以減小氧化作用并方便酸洗處理。
8.1 為達到最高性能，推薦使用下面的時效硬化工藝
8.1.1. 軟材料(140-180 Brinell, 75-90RB)
594℃-607℃保溫6個小時，然后進行爐冷，按-9.5℃~ -3.9℃/小時的降溫速度降至482℃。從482℃降至室溫可以采用爐冷或者空冷，無需控制降溫速率。這個工藝適用于鍛造態(tài)，淬火和退火鍛造，退火態(tài)，熱軋條桿， 大直徑冷拉棒料（直徑大于1.5）和軟化回火的絲材和帶材。
8.1.2. 中度冷作的材料（175-250Brinell，8-25RB）
593℃-607℃保溫8個小時或更長時間，然后冷卻至482°，降溫速率不超過-9.5℃~ -3.9℃/小時。如果材料只經(jīng)過了少量的冷作加工，保溫時間長達16個小時，可獲取更高的硬度。一般來說，初始硬度為175-200Brinell的材料保溫時間都需要16個小時。接近250Brinell（25Rc）的材料保溫8個小時可全面達到硬度。該工藝適用于冷拉條、桿、半硬狀態(tài)的帶材和冷鐓材料。
8.1.3. 完全冷作的材料（260-325Brinell，25-35Rc）
527℃-538℃保溫6個小時，然后冷卻至482℃，降溫速率不超過-9.5℃~ -3.9℃/小時。 如果材料初始硬度為接近硬度下限，通過保溫8-10小時，可以獲取更高的硬度。該工藝適用于彈性回火的帶材，彈簧線材和重度冷作的工件，例如冷成型的小珠子。
注：冷卻可以按100°F分步進行,每一步保溫4-6小時.例如, 工藝1的熱處理過程是1100°F保溫16個小時+1000°F保溫4-6小時+900°F保溫4-6小時. 但是按照上述1.2.3的工藝流程做熱處理通常得到性能更高的材料.
有些情況需要縮短熱處理時間,為了降低成本或者為了獲得一些中間性能. 很難一一確定具體的熱處理時間.建議按材料的橫截面規(guī)格投放試驗件摸索熱處理時間.
過度人工時效會降低材料性能, 并且后續(xù)進行的時效處理不能再提高材料性能. 為了加強過度人工時效的材料,必須進行固溶處理(1800-1900°F), 重新溶解時效硬化的成分, 然后重新時效處理.冷作加工帶來的益處會被退火處理抵消.材料能夠達到的最高強度和退火及時效狀態(tài)有關.
時效硬化的材料可以達到最高硬度,但是重新熱處理并不能改善材料性能.如果第一次熱處理的冷卻速度很快,在1050-800°F之間, 重新熱處理可能會稍微提升材料性能.如果硬化后的材料采用1100°F以上的溫度進行熱處理, 然后冷卻, 材料性能會有所下降，硬化后的K500需要在800°F長時連續(xù)加熱. 第一個月會緩慢出現(xiàn)老化作用,后面再繼續(xù)加熱也不會出現(xiàn)大的變化.
熱處理 | |||||
狀況 | 類型 | 溫度 | 時間 (Hr) | 冷卻 | |
℃ | °F | ||||
退火 | 時效硬化 | 580 ~ 590 | 1075 ~ 1095 | 8 ~ 10 | 空氣 |
彈性回火 | 時效硬化 | 530 ~ 540 | 985 ~ 1005 | 4 ~ 6 | 空氣 |
Δ 在流動空氣中對 Monel K-500 進行熱處理可對其抗腐蝕性產(chǎn)生不利影響。
1.9 品種規(guī)格與供應狀態(tài)（如有需要可以添加客服021-67898711索?。?br/>1.9. 1主要規(guī)格
d20mm~300mm棒材渣4mm~14mm熱軋板材；S0. 5mm~4mm冷軋板材；SO. 1mm~0. 8mm冷軋帶 材；外徑＜50mm的冷拔（軋）無縫管;D0. 2mm~10. 0mm焊接用冷拉絲材。
1.9.2供應狀態(tài)
棒材不經(jīng)熱處理，磨光或車光后供應；熱軋板材經(jīng)固溶+堿酸洗+平整+切邊后供應；冷軋板材經(jīng)固 溶+堿酸洗+平整+矯直+切邊后供應；冷軋帶材經(jīng)固溶+堿酸洗十平整十切邊后成卷供應；冷拔管材經(jīng) 固溶+酸洗后供應，或冷拔、冷軋狀態(tài)供應；焊絲以硬態(tài)、或半硬態(tài)（減面率不大于20%）、或固溶處理十酸 洗、或光亮固溶處理（適用于直徑不大于1. 5mm）狀態(tài)成盤供應，也可直條供應。
2物理、彈性和化學性能
2.1 密度 8.434g/cm3
2.2 熔點 1315-1348℃
2.3 彈性模量，106 psi，拉力-26.0；扭力-9.5
密度 | 8.44 g/cm·3; | 0.305 lb/in·3; |
熔點 | 1350℃ | 2460°F |
2.4 膨脹系數(shù) | 13.7 μm/m ℃ (20 ~ 100℃) | 7.6 x 10-6 in/in °F (70 ~ 212°F) |
2.5 剛性模數(shù) | 66 kN/mm·2; | 9573 ksi |
彈性模數(shù) | 179 kN/mm·2; | 25962 ksi |
2.6 熱膨脹性質(zhì)
平均線性膨脹 | 熱傳導，（a） | 比熱容，（a） | 電阻，（b） | 平均線性膨脹 |
-320 | 6.2 | - | -330.8 | -330.8（C） |
-200 | 6.8 | 92 | 0.077 | - |
70 | - | 121 | 0.100 | 370 |
200 | 7.6 | 136 | 0.107 | 372 |
400 | 8.1 | 156 | 0.114 | 378 |
600 | 8.3 | 178 | 0.117 | 385 |
800 | 8.5 | 198 | 0.120 | 390 |
1000 | 8.7 | 220 | 0.125 | 393 |
1200 | 9.1 | 240 | 0.132 | 396 |
1400 | 9.3 | 262 | 0.141 | 400 |
1600 | 9.6 | 282 | 0.157 | 408 |
1800 | - | 302 | 0.186 | 418 |
(a) 測試前材料為退火態(tài)
(b) 之前做過的熱處理對電阻有很大的影響，因為材料具有時效硬化的特性。上表的測試數(shù)據(jù)是退火態(tài)加少量時效硬化的材料在降溫過程中的測試數(shù)據(jù)
(c) 電阻測試樣件在室溫下的電阻值為355.5 ohm/circ mil/ft
*推定數(shù)據(jù)
2.7 Monel k500磁性
狀態(tài) | 抗拉強度，psi | 磁通量 | 磁通量對應的居里溫度°F | |||
1.01 | 1.02 | 1.05 | 1.10 | |||
退火，淬火 | 92500 | 1.0011 | -210 | -210 | ||
退火，時效硬化 | 151000 | 1.018 | -153 | -178 | -202 | -210 |
冷拉 20% | 137000 | 1.0011 | -210 | - | - | - |
冷拉 20%然后時效硬化 | 18500 | 1.0019 | -130 | 150 | 182 | -210 |
冷拉 50% | 151250 | 1.0010 | -210 | - | - | - |
冷拉 50%然后時效硬化 | 19800 | 1.0019 | -130 | -150 | -182 | -210 |
該材料一個非常實用的性質(zhì)就是無磁性，即使在很低的溫度下，依然保持無磁性。然而，在加工過程中使材料表面產(chǎn)生一層磁性膜也是可能出現(xiàn)的。熱處理可能會選擇性地氧化了鋁和銅，使材料表面產(chǎn)生一層具有磁性的鎳基膜。這個性質(zhì)對于細的絲材和帶材影響較大，因為他們的表面積占的比重更大?？梢酝ㄟ^酸洗或浸亮工藝去除磁性膜，這樣就能恢復材料的無磁性質(zhì)了。K500兼具無磁性質(zhì)，高強度，良好的耐腐蝕性能，因此廣泛用于油井勘探設備和電子部件。
3. Monel k500機械性能
3.1 機械性能標稱值范圍(a)
性質(zhì)和狀態(tài) | 抗拉強度100PSIC | 屈服強度2 | 延伸率 | 硬度 |
薄板，冷軋，退火 | 90-105 | 40-65 | 45-25 | 85B最大值 |
厚板，熱軋 | 90-135 | 40-110 | 45-20 | 75B-26C |
熱軋，退火 | 145-180 | 100-135 | 30-20 | 27-37C |
(a) 該范圍由各種產(chǎn)品尺寸的數(shù)據(jù)集合而成，不適用于具體用途
(b) 材料為時效硬化狀態(tài)，以獲取最高值
形狀 | 抗拉強度 | 屈服強度(0.2% Offset) | 延伸率,% | 硬度 | |||
ksi | MPa | ksi | MPa | Brinell(3000-kg) | RockwellB | ||
棒 | 70-90 | 482-621 | 25-60 | 172-413 | 45-30 | 110-170 | 60-86 |
3.2 Monel k500線材的抗拉性能
性質(zhì) | ||||
狀況 | 近似抗拉強度 | 近似工作溫度 | ||
N/mm·2; | ksi | ℃ | °F | |
退火 | 650 ~ 850 | 94 ~ 123 | -100 至 +260 | -150 至 +500 |
退火 + 時效處理 | 950 ~ 1050 | 138 ~ 167 | -100 至 +260 | -150 至 +500 |
彈性回火 | 1000 ~ 1300 | 145 ~ 189 | -100 至 +260 | -150 至 +500 |
彈性回火 + 時效處理 | 1200 ~ 1500 | 174 ~ 218 | -100 至 +260 | -150 至 +500 |
4. Monel k500機加性能 （如有需要可以添加客服021-67898711索?。?br/>K500的退火態(tài)、熱加工態(tài)和淬火態(tài)比較適合重型機加。時效硬化的材料可以精加至接近的精度然后再次精加。推薦的工藝步驟是先加工至偏大的尺寸，然后時效硬化，然后修至規(guī)定尺寸。時效會產(chǎn)生一點材料永久性收縮（約為0.0002in/in）。
5. Monel k500應用的行業(yè)：
化學處理行業(yè)
海事工程
石油天然氣開采
Monelk500制造的零件：
離心泵
石油天然氣開采設備零部件
傳動軸
泵軸
彈簧
緊固件
船舶螺旋槳軸
參考資料
略。。
