Monel K 500 Aliaj K 500 N05500 2.4375

Aliajul Monel nichel-cupru K-500 combină excelentele rezistență la coroziune caracteristică a Mone 400 cu avantajele suplimentare ale rezistenței și durității sporite. Creșterea proprietăți sunt obținute prin adăugarea aluminiu și titan la nichel-cupru și prin încălzire în condiții controlate, astfel încât particule submicroscopice de Ni3 (Ti, Al) să fie precipitate în întreaga matrice. Prelucrarea termică utilizată pentru a efectua precipitații se numește în mod obișnuit întărirea vârstei sau îmbătrânire.

Aliajul K-500 are aproximativ de două ori rezistență la tracțiune și triplați rezistența la curgere a aliajului 400. Rezistența aliajului K-500 este menținută la 1200 de grade Fahrenheit, dar rămâne ductilă și dură până la temperatură de -400 grade Fahrenheit. De asemenea, aliajul K-500 rămâne nemagnetic până la -200 grade Fahrenheit. Caracteristicile suplimentare ale aliajului K-500 includ rezistență la coroziune într-o gamă largă de chimic și mediul marin, de la săruri și alcali, acizi neoxidanți până la apă pură. Aliajul K-500 este nemagnetic și rezistent la scântei. De asemenea, se recomandă ca aliajul K-500 să fie recoaptă atunci când este sudat și ca orice sudură să fie eliberare de stres înainte de îmbătrânire.

Monel K500 este un aliaj de nichel-cupru care se întărește prin precipitare și care combină excelentele rezistență la coroziune caracteristică a Monel 400, cu avantajul suplimentar al unei rezistențe mai mari și duritate. Aceste proprietăți amplificate, rezistență și duritate, sunt obținute prin adăugarea de aluminiu și titan la baza de nichel-cupru și printr-o prelucrare termică utilizată pentru a efectua precipitarea, denumită în mod obișnuit călire în vârstă sau îmbătrânire.

Acest aliaj de nichel este rezistent la scântei și nemagnetic până la -200 ° F. Cu toate acestea, este posibil să se dezvolte un strat magnetic pe suprafața materialului în timpul prelucrării. Aluminiu și cupru poate fi oxidat selectiv în timpul încălzirii, lăsând o peliculă magnetică bogată în nichel la exterior. Decaparea sau scufundarea strălucitoare în acid poate îndepărta magnetic și restabilirea proprietăților nemagnetice.

În starea de întărire prin îmbătrânire, Monel K-500 are o tendință mai mare spre fisurarea prin coroziune sub tensiune în anumite medii decât Monel 400. Aliajul K-500 are o limită de curgere de aproximativ trei ori mai mare și o rezistență la tracțiune dublă în comparație cu aliajul 400. În plus, acesta poate fi consolidat în continuare prin prelucrare la rece înainte de întărirea prin precipitare. Punctul forte al acestei aliaj de oțel cu nichel este menținut până la 1200° F, dar rămâne ductil și rezistent până la temperaturi de 400° F. Intervalul său de topire este de 2400-2460° F.Rezistența la coroziune

Rezistența la coroziune a aliajului Monel K-500 este subtanțial echivalentă cu cea a aliajului 400 cu excepția faptului că, atunci când se află în stare întărită prin îmbătrânire, aliajul K-500 are o tendință mai mare spre fisurarea prin coroziune sub tensiune în anumite medii. Aliajul Monel K-500 s-a dovedit a fi rezistent la un mediu cu gaze acide. După 6 zile de imersie continuă în soluții saturate (3500 ppm) de hidrogen sulfurat la pH-uri acide și bazice (de la 1,0 la 11,0), probele de îndoire în U ale tablei întărite în timp nu prezintă fisuri. Au existat unele urme de calcar negru strâns aderent. Duritatea probelor a variat de la 28 la 40 Rc.

Combinația dintre ratele de coroziune foarte scăzute în apa de mare cu viteză mare și rezistența ridicată face ca aliajul K-500 să fie deosebit de potrivit pentru arborele pompelor centrifuge din serviciul maritim. În apa de mare stagnantă sau cu mișcare lentă, pot apărea murdăriri urmate de pitting, dar acest pitting încetinește după un atac inițial destul de rapid.

Specificația aliajului Monel K500:

Specificație standard ASME SB163 pentru tuburi fără sudură din nichel și aliaj de nichel pentru condensatoare și schimbătoare de căldură

Specificație standard ASME SB165 pentru țevi și tuburi fără sudură din aliaj de nichel-cupru (UNS N04400)*

Specificație standard ASME SB167 pentru aliaje de nichel-crom-fier, aliaj de nichel-crom-cobalt-molibden (UNS N06617) și aliaj de nichel-fier-crom-tungsten (UNS N06674) țevi și tuburi fără sudură

ASME SB407 Specificație standard pentru țevi și tuburi fără sudură din aliaj de nichel-ron-crom

Specificație standard ASME SB423 pentru aliaj de nichel-fier-crom-molibden-cupru (UNS N08825, N08221 și N06845) țevi și tuburi fără sudură

ASME SB444 Specificații standard pentru țevi și tuburi din aliaj de nichel-crom-molibden-columbiu (UNS N06625 și UNS N06852) și aliaj de nichel-crom-molibden-siliciu (UNS N06219)

Specificație standard ASME SB622 pentru țevi și tuburi fără sudură din aliaj de nichel și nichel-cobalt

Țevi și tuburi fără sudură ASME SB668 UNS N08028

Specificație standard ASME SB690 pentru aliaje de fier-nichel-crom-molibden (UNS N08366 și UNS N08367) țevi și tuburi fără sudură

ASME SB729 Specificații standard pentru țevi și tuburi din aliaj de nichel UNS N08020, UNS N08026 și UNS N08024 fără sudură

Monel K 500 Caracteristici

• Rezistență la coroziune într-o gamă largă de medii marine și chimice. De la apă pură la acizi minerali neoxidanți, săruri și alcali.
• Rezistență excelentă la viteze mari apă de mare
• Rezistent la un mediu cu gaze acide
• Excelentă proprietăți mecanice de la temperaturi sub zero grade până la aproximativ 480C
• Aliaj non-magnetic

Monel K 500 Aplicații

• Aplicații de service pentru gaze acide
• Ascensoare și supape de siguranță pentru producția de petrol și gaze
• Unelte și instrumente pentru puțuri petroliere, cum ar fi colierele de foraj
• Industria puțurilor petroliere
• Lame de doctor și raclete
• Lanțuri, cabluri, arcuri, garnituri de supape, elemente de fixare pentru servicii maritime
• Pompă arbori și rotoare în serviciul marin

Fabricarea cu Monel K-500

Monel K-500 este ușor de fabricat prin proceduri comerciale standard.

Sudarea aliajului K-500 se realizează cel mai bine prin procedeul de sudare cu arc cu gaz-tungsten. Se recomandă ca Monel K-500 să fie recopt atunci când este sudat și ca orice sudură să fie eliberată de tensiuni înainte de îmbătrânire.

Prelucrarea grea a acestui aliaj se realizează cel mai bine atunci când materialul este în stare recoaptă sau prelucrat la cald și călit. Cu toate acestea, materialul călit prin îmbătrânire poate fi finisat la toleranțe strânse și finisaje fine. Prin urmare, practica recomandată este de a prelucra ușor peste dimensiune, de a întări prin îmbătrânire, apoi de a termina la dimensiune. În timpul îmbătrânirii, are loc o ușoară contracție permanentă, dar se produc puține deformări datorită temperaturilor scăzute și ratelor lente de răcire implicate.

Monel K 500 Compoziție chimică, %

Specificații și denumire Monel K 500

UNS N05500
BS 3072-3076 (NA18)
ASME Codul cazanelor Secțiunea VIII
SAE AMS 4676
MIL-N-24549 DIN 17743, 17752, 17754
Werkstoff Nr. 2.4375
QQ-N-286
NACE MR-01-75

Monel K 500Proprietăți mecanice

Proprietăți de tracțiune tipice la temperatura camerei ale materialului recopt

Monel K 500 Proprietăți fizice

Monel K 500Tratament termic

Recoacerea se realizează atât pentru înmuierea matricei după prelucrare, cât și pentru soluționarea fazei de întărire prin îmbătrânire. O înmuiere adecvată poate fi obținută la temperaturi de până la 1400-1600°F, dar încălzirea la 1800°F pentru produsele finite la cald și la 1900°F pentru produsele trase la rece este recomandată pentru un răspuns optim la întărirea ulterioară. Creșterea granulației devine destul de rapidă peste 1800°F și, dacă se dorește o structură cu granulație fină, timpul de încălzire trebuie redus la minimum la aceste temperaturi ridicate.

Pentru un răspuns optim la îmbătrânire și o moalețe maximă, este important să se obțină fără întârziere o stingere eficientă cu apă de la temperatura de încălzire. O întârziere în stingere sau o stingere lentă poate duce la precipitarea parțială a fazei de întărire prin îmbătrânire și la afectarea ulterioară a răspunsului la îmbătrânire. Adăugarea a aproximativ 2% în volum de alcool la apă va minimiza oxidarea și va facilita decaparea.

Următoarele proceduri de întărire prin îmbătrânire sunt recomandate pentru obținerea proprietăților maxime.

• 1. Material moale (140-180 Brinell, 75-90 RB). Se menține timp de 16 ore la o temperatură cuprinsă între 1100 și 1125 °F, urmată de răcirea în cuptor cu o viteză de 15 până la 25 °F pe oră până la 900 °F. Răcirea de la 900 °F la temperatura camerei poate fi efectuată prin răcire în cuptor sau cu aer, sau prin călire, fără a se ține seama de rata de răcire. Această procedură este adecvată pentru piesele forjate și forjate prin călire sau recoacere, pentru tijele recoapte sau laminate la cald și tijele mari trase la rece (cu diametrul mai mare de 1-1/2″) și pentru sârmele și benzile cu temperatură moale.
• 2. Material prelucrat la rece moderat (175-250 Brinell, 8-25 RB). Se menține timp de 8 ore sau mai mult la 1100 - 1125 °F, urmată de răcirea la 900 °F cu o viteză care să nu depășească 15 - 25 °F pe oră. Se pot obține durități mai mari prin menținerea la temperatură timp de 16 ore, în special dacă materialul a fost puțin prelucrat la rece. Ca regulă generală, materialul cu o duritate inițială de 175-200 Brinell ar trebui să fie menținut timp de 16 ore. Materialul care se apropie de valoarea maximă de 250 Brinell (25Rc) ar trebui să atingă duritatea completă în 8 ore. Aceste proceduri se aplică tijelor trase la rece, benzilor dure la cald, bucăților de oțel trase la rece și sârmei cu temperatură intermediară.
• 3. Material prelucrat complet la rece (260-325 Brinell, 25-35 Rc). Se menține timp de 6 ore sau mai mult la 980-1000 °F, urmată de răcirea la 900 °F cu o viteză care nu depășește 15-25 °F pe oră. În unele cazuri, ușor mai mare duritate poate fi obținută (în special cu materiale aflate în apropierea capătului inferior al duritate ) prin menținerea la temperatură timp de 8 până la 10 ore. Această procedură este adecvată pentru benzile cu temperatură de arc, sârmele de arc sau prelucrat la rece piese, cum ar fi bile mici, formate la rece.
  NOTĂ: Răcirea se poate face în trepte de 100 °F, menținând cuptorul între 4 și 6 ore la fiecare treaptă. De exemplu, procedura 1 ar putea fi 16 ore la 1100 °F + 4-6 ore la 1000 °F + 4-6 ore la 900 °F. Cu toate acestea, procedurile descrise la punctele 1, 2 și 3 vor oferi, de obicei, proprietăți superioare. 
  În unele cazuri, se poate dori să se reducă tratament termic timp, fie pentru reducerea costurilor, fie pentru obținerea de proprietăți intermediare. Este dificil să se facă recomandări specifice care să acopere întreaga gamă de posibilități. Cea mai bună procedură este de a efectua teste pilot pe probe care reproduc secțiunea transversală a materialului care urmează să fie călit.

Materialul care a fost încălzit pentru o perioadă apreciabilă de timp în intervalul de temperatură 1100°F la timpul și temperatura de expunere. Materialul supraînvechit va avea proprietăți mecanice decât metalul îmbătrânit corespunzător, iar proprietățile nu pot fi îmbunătățite prin tratamente ulterioare de îmbătrânire. Pentru a consolida materialul învechit, acesta trebuie să fie recopt în soluție (1800-1900°F) pentru a dizolva constituenții de întărire prin învechire și apoi reînvechit. Toate avantajele prelucrării la rece sunt pierdute în timpul recoacerii. Cea mai mare rezistență care poate fi obținută este cea corespunzătoare stării recoapte și îmbătrânite.

Materialul care a fost călit prin îmbătrânire pentru a obține duritatea maximă nu va prezenta o modificare apreciabilă a proprietăților dacă este din nou încălzit sau menținut la orice temperatură până la cea la care a fost tratament termic a fost efectuată. Poate exista o mică creștere a proprietăților în cazul în care rata de răcire în original tratament termic a fost prea rapidă între 1050 și 800 °F. Dacă materialul întărit este încălzit ulterior la peste 1100 °F și apoi răcit, se va produce o scădere a proprietăților. Aliajul Monel K-500 întărit a fost supus unei încălziri prelungite și continue la 800 °F. În prima lună de expunere a avut loc o îmbătrânire lentă, dar încălzirea continuă nu a provocat nicio altă modificare semnificativă a proprietăților.

Monel K 500 Prelucrare

Prelucrarea grea a aliajului K-500 se realizează cel mai bine atunci când materialul este în stare de recoacere sau prelucrat la cald și stingere condiție. Cu toate acestea, materialul călit prin îmbătrânire poate fi finisat la toleranțe strânse și finisat fin. Prin urmare, practica recomandată este de a prelucra ușor peste dimensiune, de a întări prin îmbătrânire, apoi de a termina la dimensiune. În timpul îmbătrânirii, are loc o ușoară contracție permanentă (aproximativ 0,0002 in/in), dar se produce o deformare redusă din cauza temperatură și ratele lente de răcire implicate.