Monel K 500 Liga K 500 N05500 2.4375

A liga de níquel-cobre Monel K-500 combina as excelentes resistência à corrosão característica de Mone 400 com as vantagens adicionais de maior resistência e dureza. O aumento da propriedades são obtidos pela adição de alumínio e titânio para o níquel-cobre e por aquecimento sob condições controladas, de modo que partículas submicroscópicas de Ni3 (Ti, Al) sejam precipitadas por toda a matriz. O processamento térmico usado para efetuar precipitação é comumente chamado de endurecimento por idade ou envelhecimento.

A liga K-500 tem aproximadamente o dobro da resistência à tração e triplicar o resistência ao escoamento da liga 400. A resistência da liga K-500 é mantida até 1200 graus Fahrenheit, mas permanece dúctil e resistente até temperatura de -400 graus Fahrenheit. A liga K-500 também permanece não magnética a -200 graus Fahrenheit. As características adicionais da liga K-500 incluem resistência à corrosão em uma ampla gama de química e ambientes marinhos, desde sais e álcalis, ácidos não oxidantes até água pura. A liga K-500 não é magnética e é resistente a faíscas. Recomenda-se também que a Alloy K-500 seja recozido quando for soldada e que todas as soldas sejam alívio do estresse antes do envelhecimento.

O Monel K500 é uma liga de níquel-cobre endurecível por precipitação que combina as excelentes resistência à corrosão característica do Monel 400 com a vantagem adicional de maior resistência e dureza. Essas propriedades ampliadas, resistência e dureza, são obtidas pela adição de alumínio e titânio à base de níquel-cobre e por um processamento térmico usado para efetuar a precipitação, normalmente chamado de endurecimento por envelhecimento ou envelhecimento.

Essa liga de níquel é resistente a faíscas e não é magnética a -200° F. Entretanto, é possível desenvolver uma camada magnética na superfície do material durante o processamento. Alumínio e cobre pode ser seletivamente oxidado durante o aquecimento, deixando uma película magnética rica em níquel na parte externa. A decapagem ou a imersão brilhante em ácido pode remover magnético e restaurar as propriedades não magnéticas.

Quando na condição endurecida pelo tempo, o Monel K-500 tem uma tendência maior a rachaduras por corrosão sob tensão em alguns ambientes do que o Monel 400. A liga K-500 tem aproximadamente três vezes a resistência ao escoamento e o dobro da resistência à tração quando comparada à liga 400. Além disso, ela pode ser reforçada ainda mais por trabalho a frio antes de endurecimento por precipitação. A força dessa liga de aço níquel é mantido a 1200° F, mas permanece dúctil e resistente a temperaturas de 400° F. Sua faixa de fusão é de 2400-2460° F.Resistência à corrosão

A resistência à corrosão da liga Monel K-500 é substancialmente equivalente à da liga 400 exceto pelo fato de que, na condição endurecida pelo tempo, a liga K-500 tem uma tendência maior para rachaduras por corrosão sob tensão em alguns ambientes. Descobriu-se que a liga Monel K-500 é resistente a um ambiente de gás ácido. Após 6 dias de imersão contínua em soluções saturadas (3500ppm) de sulfeto de hidrogênio em pHs ácidos e básicos (variando de 1,0 a 11,0), os espécimes de curva em U de chapas endurecidas pelo tempo não apresentaram rachaduras. Havia algumas incrustações pretas bem aderentes. A dureza dos espécimes variou de 28 a 40 Rc.

A combinação de taxas de corrosão muito baixas em água do mar de alta velocidade e a alta resistência tornam a liga K-500 particularmente adequada para eixos de bombas centrífugas em serviços marítimos. Em água do mar estagnada ou de baixa velocidade, pode ocorrer incrustação seguida de corrosão por pite, mas essa corrosão diminui após um ataque inicial bastante rápido.

Especificação da liga Monel K500:

ASME SB163 Standard Specification for Seamless Nickel and Nickel Alloy Condenser and Heat-Exchanger Tubes (Especificação padrão para tubos sem costura de níquel e liga de níquel para condensadores e trocadores de calor)

ASME SB165 Standard Specification for Nickel-Copper Alloy (UNS N04400)* Seamless Pipe and Tube (Tubos sem costura)

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 (Tubo e tubo sem costura)

ASME SB407 Standard Specification for Nickel-Iron-Chromium Alloy Seamless Pipe and Tube (Especificação padrão para tubos sem costura de liga de níquel-ferro-cromo)

ASME SB423 Standard Specification for Nickel-Iron-Chromium-Molybdenum-Copper Alloy (UNS N08825, N08221, and N06845) Seamless Pipe and Tube (Especificação padrão ASME SB423 para tubos sem costura de níquel-ferro-cromo-molibdênio-cobre (UNS N08825, N08221 e N06845)

ASME SB444 Standard Specification for Nickel-Chromium-Molybdenum-Columbium Alloys (UNS N06625 and UNS N06852) and Nickel-Chromium-Molybdenum-Silicon Alloy (UNS N06219) Pipe and Tube

ASME SB622 Standard Specification for Seamless Nickel and Nickel-Cobalt Alloy Pipe and Tube (Especificação padrão para tubos sem costura de níquel e liga de níquel-cobalto)

Tubos sem costura ASME SB668 UNS N08028

ASME SB690 Standard Specification for Iron-Nickel-Chromium-Molybdenum Alloys (UNS N08366 and UNS N08367) Seamless Pipe and Tube (Especificação padrão ASME SB690 para tubos sem costura de ligas de ferro-níquel-cromo-molibdênio (UNS N08366 e UNS N08367)

ASME SB729 Standard Specification for seamless UNS N08020, UNS N08026, and UNS N08024 nickel alloy pipe and Tube (Especificação padrão ASME SB729 para tubos de liga de níquel UNS N08020, UNS N08026 e UNS N08024 sem costura)

Características do Monel K 500

• Resistência à corrosão em uma ampla variedade de ambientes marinhos e químicos. Desde água pura até ácidos minerais não oxidantes, sais e álcalis.
• Excelente resistência a altas velocidades água do mar
• Resistente a um ambiente de gás ácido
• Excelente propriedades mecânicas de temperaturas abaixo de zero até cerca de 480C
• Liga não magnética

Aplicações do Monel K 500

• Aplicações de serviço de gás ácido
• Elevadores e válvulas de segurança para produção de petróleo e gás
• Ferramentas e instrumentos para poços de petróleo, como colares de perfuração
• Setor de poços de petróleo
• Lâminas e raspadores
• Correntes, cabos, molas, guarnições de válvulas, fixadores para serviços marítimos
• Bomba eixos e impulsores em serviços marítimos

Fabricação com Monel K-500

O Monel K-500 é facilmente fabricado por procedimentos comerciais padrão.

A soldagem da liga K-500 é melhor realizada pelo processo de soldagem com arco de gás-tungstênio. Recomenda-se que o Monel K-500 seja recozido quando for soldado e que todas as soldas sejam aliviadas de tensão antes do envelhecimento.

A usinagem pesada dessa liga é melhor realizada quando o material está na condição recozida ou trabalhada a quente e temperada. Entretanto, o material endurecido pelo envelhecimento pode ser usinado com tolerâncias estreitas e acabamentos finos. Portanto, a prática recomendada é usinar um pouco acima do tamanho, endurecer com o envelhecimento e, em seguida, fazer o acabamento no tamanho certo. Durante o envelhecimento, ocorre uma leve contração permanente, mas há pouco empenamento devido às baixas temperaturas e às lentas taxas de resfriamento envolvidas.

Composição química do Monel K 500, %

Especificações e designação do Monel K 500

UNS N05500
BS 3072-3076 (NA18)
ASME Seção VIII do Código de Caldeiras
SAE AMS 4676
MIL-N-24549 DIN 17743, 17752, 17754
Número de referência 2.4375
QQ-N-286
NACE MR-01-75

Monel K 500Propriedades mecânicas

Propriedades típicas de tração em temperatura ambiente do material recozido

Monel K 500 Propriedades físicas

Monel K 500Tratamento térmico

O recozimento é realizado tanto para o amolecimento da matriz após o trabalho quanto para a solução da fase de endurecimento por envelhecimento. O amolecimento adequado pode ser obtido com temperaturas tão baixas quanto 1.400-1600°F, mas o aquecimento a 1.800°F para produtos acabados a quente e a 1.900°F para produtos estirados a frio é recomendado para uma resposta ideal ao endurecimento por envelhecimento subsequente. O crescimento do grão se torna bastante rápido acima de 1800°F e, se for desejada uma estrutura de grão fino, o tempo de aquecimento deve ser mantido em um mínimo nessas temperaturas mais altas.

Para obter a melhor resposta de envelhecimento e a máxima maciez, é importante obter um resfriamento eficaz com água a partir da temperatura de aquecimento sem demora. Um atraso no resfriamento ou um resfriamento lento pode resultar na precipitação parcial da fase de endurecimento por envelhecimento e no subsequente comprometimento da resposta ao envelhecimento. A adição de cerca de 2% por volume de álcool à água minimizará a oxidação e facilitará a decapagem.

Os procedimentos de endurecimento por envelhecimento a seguir são recomendados para atingir as propriedades máximas.

• 1. material macio (140-180 Brinell, 75-90 RB). Mantenha por 16 horas a 1100 a 1125°F, seguido de resfriamento em forno a uma taxa de 15 a 25°F por hora até 900°F. O resfriamento de 900°F até a temperatura ambiente pode ser realizado por meio de resfriamento em forno ou ar, ou por têmpera, independentemente da taxa de resfriamento. Esse procedimento é adequado para forjados e forjados com têmpera ou recozimento, para barras recozidas ou laminadas a quente e barras grandes trefiladas a frio (com mais de 1-1/2″ de diâmetro) e para fios e tiras de têmpera mole.
• 2. Material moderadamente trabalhado a frio (175-250 Brinell, 8-25 RB). Mantenha por 8 horas ou mais a 1100 a 1125°F, seguido de resfriamento a 900°F a uma taxa que não exceda 15 a 25°F por hora. Durezas mais altas podem ser obtidas mantendo-se a temperatura por até 16 horas, especialmente se o material tiver sido trabalhado a frio apenas ligeiramente. Como regra geral, o material com dureza inicial de 175-200 Brinell deve ser mantido por 16 horas completas. O material próximo ao valor máximo de 250 Brinell (25Rc) deve atingir a dureza total em 8 horas. Esses procedimentos se aplicam a barras trefiladas a frio, tiras duras, peças de ajuste a frio e arame de temperatura intermediária.
• 3. Material totalmente trabalhado a frio (260-325 Brinell, 25-35 Rc). Mantenha por 6 horas ou mais a 980 a 1000°F, seguido de resfriamento a 900°F a uma taxa não superior a 15 a 25°F por hora. Em alguns casos, um pouco mais alto dureza pode ser obtido (especialmente com material próximo à extremidade inferior do dureza ), mantendo a temperatura por 8 a 10 horas. Esse procedimento é adequado para tiras de mola-tempero, arame de mola ou arames de mola pesada. trabalhado a frio peças, como pequenas bolas formadas a frio.
  OBSERVAÇÃO: O resfriamento pode ser feito em etapas de 100°F, mantendo o forno por 4 a 6 horas em cada etapa. Por exemplo, o procedimento 1 poderia ser 16 horas a 1100°F + 4 a 6 horas a 1000°F + 4 a 6 horas a 900°F. No entanto, os procedimentos descritos nos itens 1, 2 e 3 geralmente proporcionam propriedades mais altas. 
  Em alguns casos, pode ser desejável diminuir tratamento térmico tempo, seja para economia de custos ou para obtenção de propriedades intermediárias. É difícil fazer recomendações específicas que abranjam toda a gama de possibilidades. O melhor procedimento é fazer testes-piloto em amostras que reproduzam a seção transversal do material a ser endurecido.

Material que tenha sido aquecido por qualquer período de tempo considerável na faixa de temperatura de 1100°F até o tempo e a temperatura de exposição. O material envelhecido demais terá menor propriedades mecânicas do que o metal envelhecido adequadamente, e as propriedades não podem ser melhoradas por tratamentos de envelhecimento subsequentes. Para fortalecer o material envelhecido em excesso, ele deve ser recozido em solução (1800-1900°F) para redissolver os constituintes de endurecimento por envelhecimento e, em seguida, ser reenvelhecido. Todos os benefícios do trabalho a frio são perdidos no recozimento. A maior resistência que pode ser obtida é aquela correspondente à condição recozida e envelhecida.

O material que foi endurecido pelo tempo para produzir a dureza máxima não apresentará uma mudança significativa nas propriedades se for novamente aquecido ou mantido em qualquer temperatura até aquela em que o material original foi endurecido. tratamento térmico foi realizado. Poderá haver um pequeno aumento nas propriedades se a taxa de resfriamento no tratamento térmico foi muito rápida entre 1050 e 800°F. Se o material endurecido for posteriormente aquecido acima de 1100°F e depois resfriado, haverá uma diminuição nas propriedades. A liga Monel K-500 endurecida foi submetida a um longo aquecimento contínuo a 800°F. Ocorreu um envelhecimento lento adicional durante o primeiro mês de exposição, mas o aquecimento contínuo não causou nenhuma outra alteração significativa nas propriedades.

Usinagem do Monel K 500

A usinagem pesada da liga K-500 é melhor realizada quando o material está na condição de recozimento ou trabalhado a quente e extinção condição. No entanto, o material endurecido pelo envelhecimento pode ser usinado com tolerâncias estreitas e receber acabamento fino. A prática recomendada, portanto, é usinar um pouco acima do tamanho, endurecer com o tempo e, em seguida, fazer o acabamento no tamanho certo. Durante o envelhecimento, ocorre uma leve contração permanente (cerca de 0,0002 pol/pol), mas ocorre pouco empenamento devido à baixa temperatura e taxas de resfriamento lentas envolvidas.