一、概述
合金K500是一种沉淀硬化的镍铜铝合金, 结合了400合金优异的耐腐蚀性能和更高强度和硬度,性能超越其他镍铜合金。添加了钛和铝元素,使K500的拉伸强度提升为400合金的两倍,屈服强度是400合金的三倍。这种高强度可以一直保持至649°C,而当温度低至-240°时,该材料仍具延展性和韧性。K500合金的另外一个优势是在低至-129°C的温度下保持无磁性质。因此,对于带电子设备或内含电子设备,视磁场为干扰因素的应用来说,K500是很理想的材料,例如井下设备。K500还具有火花电阻和优异的耐腐蚀性能,耐受多种化学元素及海事环境,例如盐,碱,酸,非氧化酸。
Monelk500物理性能
密度 8.434g/cm3
熔距 1315-1348°C
弹性模量,106 psi,拉力-26.0;扭力-9.5
热膨胀性质
(a) 测试前材料为退火态
(b) 之前做过的热处理对电阻有很大的影响,因为材料具有时效硬化的特性。上表的测试数据是退火态加少量时效硬化的材料在降温过程中的测试数据
(c) 电阻测试样件在室温下的电阻值为355.5 ohm/circ mil/ft
*推定数据
Monelk500磁性
该材料一个非常实用的性质就是无磁性,即使在很低的温度下,依然保持无磁性。然而,在加工过程中使材料表面产生一层磁性膜也是可能出现的。热处理可能会选择性地氧化了铝和铜,使材料表面产生一层具有磁性的镍基膜。这个性质对于细的丝材和带材影响较大,因为他们的表面积占的比重更大。可以通过酸洗或浸亮工艺去除磁性膜,这样就能恢复材料的无磁性质了。K500兼具无磁性质,高强度,良好的耐腐蚀性能,因此广泛用于油井勘探设备和电子部件。
Monelk500机械性能
机械性能标称值范围(a)
(a) 该范围由各种产品尺寸的数据集合而成,不适用于具体用途
(b) 材料为时效硬化状态,以获取最高值
Monelk500热处理
退火处理可以用于加工后软化金属基体,也可以用于溶解时效硬化相质。虽然760°C-871°C这样的低温范围也能获取足够的软化效果,但是为了后续的时效硬化能达到最优效果,建议热加工产品的退火温度采用982°C,冷拉产品的退火温度采用1038°C。温度超过982°C时, 晶粒增长速度相当快,如果是需要细致的晶粒结构,就需要将高温的热处理时间控制到最短。
为得到最佳的时效反应和最大的软化结果,热处理后需要马上进行有效的水淬处理。未能立即进行水淬或者淬火速度很慢就会产生部分时效硬化相的沉淀,损害时效反应。水淬液体中加2%(按体积)的酒精可以减小氧化作用并方便酸洗处理。
为达到最高性能,推荐使用下面的时效硬化工艺
1. 软材料(140-180 Brinell, 75-90RB)
594°C-607°C保温6个小时,然后进行炉冷,按-9.5°C~ -3.9°C/小时的降温速度降至482°C。从482°C降至室温可以采用炉冷或者空冷,无需控制降温速率。这个工艺适用于锻造态,淬火和退火锻造,退火态,热轧条杆, 大直径冷拉棒料(直径大于1.5”)和软化回火的丝材和带材。
2. 中度冷作的材料(175-250Brinell,8-25RB)
593°C-607°C保温8个小时或更长时间,然后冷却至482°,降温速率不超过-9.5°C~ -3.9°C/小时。如果材料只经过了少量的冷作加工,保温时间长达16个小时,可获取更高的硬度。一般来说,初始硬度为175-200Brinell的材料保温时间都需要16个小时。接近250Brinell(25Rc)的材料保温8个小时可全面达到硬度。该工艺适用于冷拉条、杆、半硬状态的带材和冷镦材料。
3. 完全冷作的材料(260-325Brinell,25-35Rc)
527°C-538°C保温6个小时,然后冷却至482°C,降温速率不超过-9.5°C~ -3.9°C/小时。 如果材料初始硬度为接近硬度下限,通过保温8-10小时,可以获取更高的硬度。该工艺适用于弹性回火的带材,弹簧线材和重度冷作的工件,例如冷成型的小珠子。
注:冷却可以按100°F分步进行,每一步保温4-6小时.例如, 工艺1的热处理过程是1100°F保温16个小时+1000°F保温4-6小时+900°F保温4-6小时. 但是按照上述1.2.3的工艺流程做热处理通常得到性能更高的材料.
有些情况需要缩短热处理时间,为了降低成本或者为了获得一些中间性能. 很难一一确定具体的热处理时间.建议按材料的横截面规格投放试验件摸索热处理时间.
过度人工时效会降低材料性能, 并且后续进行的时效处理不能再提高材料性能. 为了加强过度人工时效的材料,必须进行固溶处理(1800-1900°F), 重新溶解时效硬化的成分, 然后重新时效处理.冷作加工带来的益处会被退火处理抵消.材料能够达到的最高强度和退火及时效状态有关.
时效硬化的材料可以达到最高硬度,但是重新热处理并不能改善材料性能.如果第一次热处理的冷却速度很快,在1050-800°F之间, 重新热处理可能会稍微提升材料性能.如果硬化后的材料采用1100°F以上的温度进行热处理, 然后冷却, 材料性能会有所下降. 硬化后的K500需要在800°F长时连续加热. 第一个月会缓慢出现老化作用,后面再继续加热也不会出现大的变化.
Monelk500机加性能
K500的退火态、热加工态和淬火态比较适合重型机加。时效硬化的材料可以精加至接近的精度然后再次精加。推荐的工艺步骤是先加工至偏大的尺寸,然后时效硬化,然后修至规定尺寸。时效会产生一点材料永久性收缩(约为0.0002in/in)。
Monelk500应用的行业:
化学处理行业
海事工程
石油天然气开采
Monelk500制造的零件:
离心泵
石油天然气开采设备零部件
传动轴
泵轴
弹簧
阀门及阀门部件
700摄氏度长期工作
Monel K500合金
Monel K500对应牌号:UNS N05500、2.4375、Ni68Cu28Al、Alloy K-500
Monel K500合金简介:Monel K500合金是一种消耗量zui大、用途zui广泛、综合性能优异的耐蚀合金。Monel K500合金在氢氟酸和氟气介质中,以及在热浓碱溶液中具有良好的耐蚀性。Monel K500合金主要由30%的Cu和63%的Ni组成,含少量的Fe(1%-2%)。与蒙乃尔400相比,添加了铝和钛。Monel K500适用于高含硫、高含硫油藏,由于该合金无塑脆转变温度,非常适用于各种低温设备。Monel K500合金不仅具有高强度、耐腐蚀、无磁性等优异的力学性能,而且具有与monel400相同的耐腐蚀性能。可用作泵轴材料。
Monel K500化学成分:
Monel K500力学性能:
抗拉强度:Rmn/mm2≥1100,
屈服强度:rp0.2n/mm2≥790,
伸长率:a5%≥20。
Monel K500主要特性:Monel K500镍基合金具有与合金400相同的耐蚀性,但具有较高的机械强度和硬度。具有良好的耐热腐蚀性和长期的结构稳定性。主要用于制造航空发动机工作温度750℃以下的涡轮叶片、燃气轮机叶片、船舶紧固件和弹簧、化工设备上的泵、阀部件、造纸设备刮片。
蒙乃尔Monel k-500 镍铜合金UNS N05500耐海水腐蚀 Ni68Cu28Al
Monel K-500对应牌号:
UNS N05500、 Ni68Cu28Al 、2.4375、NCu30-3-0.5、NW5500
Monel K-500产品特性:
蒙乃尔K500合金具有优良的耐蚀性,同时具有比蒙乃尔400更高的强度和硬度。这是由于合金中加入Al、Ti等元素,经一定的热处理后,在基体上存在弥散的金属间化合物。组织结构为单相奥氏体组织和由弥散的Ni3(Al、Ti)沉淀相析出。蒙乃尔K500具有大约蒙乃尔400三倍屈服强度和两倍抗拉强度,通过冷加工或时效硬化可以获得更高的机械性能。蒙乃尔K500合金具有与蒙乃尔400合金相同的耐腐蚀性能和长期组织稳定性。
Monel K-500产品用途:
用于制造航空发动机上的工作温度在750℃以下的涡轮叶片及燃气轮机叶片;用于制造船舶上的紧固件、弹簧;化工设备上的泵、阀门零部件;造纸设备上的刮浆刀片;用于泵轴和叶轮、输送器刮刀,油井钻环、弹性部件、阀垫等。其它也可以制造各种换热设备、锅炉给水加热器、石油和化工管线、容器、塔、槽、阀门、泵、反应釜、轴等。由于在流动海水中的低腐蚀率和此合金的高强度,因此,蒙乃尔K500适用于制造耐海水腐蚀的离心泵轴。适用静止和流速的海水中。
Monel K-500主要规格:
Monel K-500无缝管、Monel K-500钢板、Monel K-500圆钢、Monel K-500锻件、Monel K-500法兰、Monel K-500圆环、Monel K-500焊管、Monel K-500钢带、Monel K-500直条、Monel K-500丝材及配套焊材、Monel K-500圆饼、Monel K-500扁钢、Monel K-500六角棒、Monel K-500大小头、Monel K-500弯头、Monel K-500三通、Monel K-500加工件、Monel K-500螺栓螺母、Monel K-500紧固件