Monel K 500 Alliage K 500 N05500 2.4375

L'alliage de nickel-cuivre Monel K-500 combine les excellentes caractéristiques suivantes résistance à la corrosion caractéristique de Mone 400 avec les avantages supplémentaires d'une plus grande résistance et d'une plus grande dureté. L'augmentation propriétés sont obtenus en ajoutant aluminium et titane à la nickel-cuivre et en chauffant dans des conditions contrôlées afin que des particules submicroscopiques de Ni3 (Ti, Al) soient précipitées dans la matrice. Le traitement thermique utilisé pour réaliser précipitations est communément appelé durcissement dû à l'âge ou vieillissement.

L'alliage K-500 a environ deux fois la résistance à la traction et tripler le limite d'élasticité de l'alliage 400. La résistance de l'alliage K-500 est maintenue jusqu'à 1200 degrés Fahrenheit, mais reste ductile et résistante jusqu'à température de -400 degrés Fahrenheit. L'alliage K-500 reste également non magnétique jusqu'à -200 degrés Fahrenheit. Les autres caractéristiques de l'alliage K-500 sont les suivantes résistance à la corrosion dans un large éventail de chimique et les milieux marins, des sels et des alcalis, des acides non oxydants jusqu'à l'eau pure. L'alliage K-500 est non magnétique et résiste aux étincelles. Il est également recommandé que l'alliage K-500 soit recuit lorsqu'il est soudé et que toutes les soudures sont soulagement du stress avant le vieillissement.

Le Monel K500 est un alliage nickel-cuivre durcissable par précipitation qui combine les excellentes caractéristiques suivantes résistance à la corrosion caractéristiques du Monel 400 avec l'avantage supplémentaire d'une plus grande résistance et d'une plus grande souplesse d'utilisation. dureté. Ces propriétés amplifiées, résistance et dureté, sont obtenues en ajoutant de l'aluminium et de l'acier. titane à la base de nickel-cuivre et par un traitement thermique utilisé pour effectuer la précipitation, typiquement appelé durcissement par vieillissement ou vieillissement.

Cet alliage de nickel est résistant aux étincelles et non magnétique jusqu'à -200° F. Cependant, il est possible de développer une couche magnétique à la surface du matériau pendant le traitement. Aluminium et cuivre peut être oxydé sélectivement pendant le chauffage, laissant un film magnétique riche en nickel à l'extérieur. Le décapage ou le trempage brillant dans l'acide peut éliminer le film magnétique riche en nickel. magnétique et restaurer les propriétés non magnétiques.

Lorsqu'il est durci par vieillissement, le Monel K-500 a une plus grande tendance à se déformer. fissuration par corrosion sous contrainte dans certains environnements que le Monel 400. L'alliage K-500 a une limite d'élasticité environ trois fois supérieure et une résistance à la traction deux fois supérieure à celle de l'alliage 400. De plus, il peut être renforcé par travail à froid avant de durcissement par précipitation. La force de cette alliage d'acier au nickel est maintenu à 1200° F mais reste ductile et résistant jusqu'à des températures de 400° F. Son intervalle de fusion est de 2400-2460° F.Résistance à la corrosion

La résistance à la corrosion de l'alliage Monel K-500 est subtantiellement équivalente à celle de l'alliage 400 sauf qu'à l'état durci par vieillissement, l'alliage K-500 a une plus grande tendance à l'usure. fissuration par corrosion sous contrainte dans certains environnements. L'alliage de Monel K-500 s'est avéré résistant à un environnement de gaz acide. Après 6 jours d'immersion continue dans des solutions de sulfure d'hydrogène saturées (3500ppm) à des pH acides et basiques (allant de 1,0 à 11,0), les échantillons de tôle durcie en U ne présentent aucune fissure. Il y avait un peu d'écaille noire étroitement adhérente. La dureté des échantillons était comprise entre 28 et 40 Rc.

La combinaison de taux de corrosion très faibles dans l'eau de mer à grande vitesse et d'une résistance élevée rend l'alliage K-500 particulièrement adapté aux arbres des pompes centrifuges en service marin. Dans l'eau de mer stagnante ou à faible vitesse, l'encrassement peut être suivi de piqûres, mais ces piqûres ralentissent après une attaque initiale assez rapide.

Spécification de l'alliage Monel K500 :

ASME SB163 Standard Specification for Seamless Nickel and Nickel Alloy Condenser and Heat-Exchanger Tubes (Spécification standard pour les tubes sans soudure en nickel et alliage de nickel pour condenseurs et échangeurs de chaleur)

ASME SB165 Standard Specification for Nickel-Copper Alloy (UNS N04400)* Seamless Pipe and Tube (tube et tuyau sans soudure)

ASME SB167 Standard Specification for Nickel-Chromium-Iron Alloys, Nickel-Chromium-Cobalt-Molybdenum Alloy (UNS N06617), and Nickel-Iron-Chromium-Tungsten Alloy (UNS N06674) Seamless Pipe and Tube

ASME SB407 Spécification standard pour les tubes et tuyaux sans soudure en alliage nickel-fer-chrome

ASME SB423 Standard Specification for Nickel-Iron-Chromium-Molybdenum-Copper Alloy (UNS N08825, N08221, and N06845) Seamless Pipe and Tube

ASME SB444 Spécification standard pour les alliages de nickel-chrome-molybdène-columbium (UNS N06625 et UNS N06852) et les tubes et tuyaux en alliage nickel-chrome-molybdène-silicium (UNS N06219)

ASME SB622 Standard Specification for Seamless Nickel and Nickel-Cobalt Alloy Pipe and Tube (Spécification standard pour les tubes et tuyaux sans soudure en alliage de nickel et de cobalt)

ASME SB668 UNS N08028 Tube et tuyau sans soudure

ASME SB690 Standard Specification for Iron-Nickel-Chromium-Molybdenum Alloys (UNS N08366 and UNS N08367) Seamless Pipe and Tube

ASME SB729 Standard Specification for seamless UNS N08020, UNS N08026, and UNS N08024 nickel alloy pipe and Tube (Spécification standard pour les tuyaux et tubes sans soudure en alliage de nickel UNS N08020, UNS N08026 et UNS N08024)

Monel K 500 Caractéristiques

• Résistance à la corrosion dans une large gamme d'environnements marins et chimiques. De l'eau pure aux acides minéraux non oxydants, aux sels et aux alcalis.
• Excellente résistance à la vitesse eau de mer
• Résistant à un environnement de gaz acides
• Excellent propriétés mécaniques des températures inférieures à zéro jusqu'à environ 480°C
• Alliage non magnétique

Monel K 500 Applications

• Applications de service pour les gaz acides
• Leviers et vannes de sécurité pour la production de pétrole et de gaz
• Outils et instruments pour puits de pétrole, tels que les colliers de forage
• Industrie des puits de pétrole
• Lames et grattoirs de médecin
• Chaînes, câbles, ressorts, garnitures de soupapes, attaches pour la marine
• Pompe arbres et roues en service maritime

Fabrication avec Monel K-500

Le Monel K-500 est facilement fabriqué selon les procédures commerciales standard.

La meilleure façon de souder l'alliage K-500 est d'utiliser le procédé de soudage à l'arc au gaz et au tungstène. Il est recommandé de recuire le Monel K-500 lorsqu'il est soudé et de détendre toutes les soudures avant le vieillissement.

L'usinage lourd de cet alliage est mieux réalisé lorsque le matériau est à l'état recuit ou travaillé à chaud et trempé. Le matériau durci par vieillissement peut toutefois être usiné avec des tolérances étroites et des finitions fines. Par conséquent, la pratique recommandée consiste à usiner un matériau légèrement surdimensionné, à le durcir par vieillissement, puis à le finir à la dimension voulue. Pendant le vieillissement, une légère contraction permanente se produit, mais le gauchissement est minime en raison des basses températures et des vitesses de refroidissement lentes.

Composition chimique du Monel K 500, %

Spécifications et désignation du Monel K 500

UNS N05500
BS 3072-3076 (NA18)
ASME Code de la chaudière 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 500Propriétés mécaniques

Propriétés de traction typiques à température ambiante du matériau recuit

Monel K 500 Propriétés physiques

Monel K 500Traitement thermique

Le recuit est effectué à la fois pour ramollir la matrice après le travail et pour mettre en solution la phase de durcissement par vieillissement. Un ramollissement adéquat peut être obtenu à des températures aussi basses que 1400-1600°F, mais il est recommandé de chauffer à 1800°F pour les produits finis à chaud et à 1900°F pour les produits étirés à froid afin d'obtenir une réponse optimale au durcissement par vieillissement ultérieur. La croissance du grain devient assez rapide au-dessus de 1800°F, et si une structure à grain fin est souhaitée, le temps de chauffage doit être réduit au minimum à ces températures plus élevées.

Pour obtenir une réponse optimale au vieillissement et une souplesse maximale, il est important d'obtenir sans délai une trempe à l'eau efficace à partir de la température de chauffage. Un retard dans la trempe ou une trempe lente peut entraîner une précipitation partielle de la phase de durcissement par vieillissement et, par conséquent, une altération de la réponse au vieillissement. L'ajout d'environ 2% en volume d'alcool à l'eau minimisera l'oxydation et facilitera le décapage.

Les procédures suivantes de durcissement par vieillissement sont recommandées pour obtenir les propriétés maximales.

• 1. matériau tendre (140-180 Brinell, 75-90 RB). Maintenir pendant 16 heures entre 1100 et 1125°F, puis refroidir dans un four à raison de 15 à 25°F par heure jusqu'à 900°F. Le refroidissement de 900°F à la température ambiante peut être effectué par refroidissement au four ou à l'air, ou par trempe, sans tenir compte de la vitesse de refroidissement. Cette procédure convient aux pièces forgées et aux pièces forgées trempées ou recuites, aux barres recuites ou laminées à chaud et aux grandes barres étirées à froid (d'un diamètre supérieur à 1-1/2″), ainsi qu'aux fils et aux bandes à température douce.
• 2. Matériau modérément écroui (175-250 Brinell, 8-25 RB). Maintenir pendant 8 heures ou plus à une température de 1100 à 1125°F, puis refroidir à 900°F à une vitesse ne dépassant pas 15 à 25°F par heure. Il est possible d'obtenir des duretés plus élevées en maintenant la température pendant 16 heures, en particulier si le matériau n'a subi qu'un léger écrouissage. En règle générale, les matériaux dont la dureté initiale est comprise entre 175 et 200 Brinell doivent être maintenus pendant 16 heures. Les matériaux dont la dureté est proche de la valeur maximale de 250 Brinell (25Rc) devrait atteindre sa pleine dureté en 8 heures. Ces procédures s'appliquent aux barres étirées à froid, aux bandes dures à la molette, aux pièces déformées à froid et aux fils à température intermédiaire.
• 3. Matériau entièrement écroui (260-325 Brinell, 25-35 Rc). Maintenir pendant 6 heures ou plus à une température de 980 à 1000°F, puis refroidir à 900°F à une vitesse ne dépassant pas 15 à 25°F par heure. Dans certains cas, une température légèrement supérieure dureté peut être obtenue (en particulier avec des matériaux proches de l'extrémité inférieure de l'échelle). dureté ) en le maintenant 8 à 10 heures à température. Cette procédure convient aux bandes à ressort-température, aux fils à ressort ou aux fils à haute résistance à la traction. travaillé à froid des pièces telles que de petites boules formées à froid.
  NOTE : Le refroidissement peut se faire par étapes de 100°F, en maintenant le four pendant 4 à 6 heures à chaque étape. Par exemple, la procédure 1 pourrait être de 16 heures à 1100°F + 4 à 6 heures à 1000°F + 4 à 6 heures à 900°F. Les procédures décrites aux points 1, 2 et 3 permettent toutefois d'obtenir des propriétés plus élevées. 
  Dans certains cas, il peut être souhaitable de diminuer traitement thermique Il est difficile de faire des recommandations spécifiques qui couvriraient tout l'éventail des possibilités. Il est difficile de faire des recommandations spécifiques qui couvriraient toute la gamme des possibilités. La meilleure procédure consiste à effectuer des essais pilotes sur des éprouvettes reproduisant la section transversale du matériau à durcir.

Les matériaux qui ont été chauffés pendant une durée appréciable dans la plage de température de 1100°F à la durée et à la température d'exposition. Les matériaux trop usés auront une température plus basse que les autres. propriétés mécaniques que le métal correctement vieilli, et les propriétés ne peuvent pas être améliorées par des traitements de vieillissement ultérieurs. Pour renforcer un matériau trop vieilli, il faut le recuire par mise en solution (1800-1900°F) pour redissoudre les constituants durcissant avec l'âge, puis le recuire. Tous les avantages du travail à froid sont perdus lors du recuit. La résistance la plus élevée que l'on puisse obtenir est celle qui correspond à l'état recuit et vieilli.

Un matériau qui a été durci par vieillissement pour obtenir une dureté maximale ne présentera pas de changement appréciable de ses propriétés s'il est à nouveau chauffé ou maintenu à toute température jusqu'à celle à laquelle le matériau d'origine a été durci par vieillissement. traitement thermique a été effectuée. Il peut y avoir une légère augmentation des propriétés si le taux de refroidissement dans l'échantillon d'origine est inférieur à celui de l'échantillon d'origine. traitement thermique était trop rapide entre 1050 et 800°F. Si le matériau trempé est ensuite chauffé à plus de 1100°F puis refroidi, il y aura une diminution des propriétés. L'alliage Monel K-500 durci a été soumis à un long chauffage continu à 800°F. Un nouveau vieillissement lent s'est produit au cours du premier mois d'exposition, mais la poursuite du chauffage n'a pas entraîné de changement significatif des propriétés.

Monel K 500 Usinage

L'usinage lourd de l'alliage K-500 est plus facile à réaliser lorsque le matériau est à l'état de recuit ou travaillé à chaud et qu'il n'est pas encore prêt. trempe état. Les matériaux durcis par vieillissement peuvent toutefois être usinés avec des tolérances étroites et faire l'objet d'une finition fine. La pratique recommandée consiste donc à usiner des pièces légèrement surdimensionnées, à les durcir par vieillissement, puis à les finir aux dimensions voulues. Pendant le vieillissement, il se produit une légère contraction permanente (environ 0,0002 pouce/po), mais il y a peu de gauchissement en raison de la faible épaisseur du matériau. température et des vitesses de refroidissement lentes.