Uitgebreide gids voor nikkelgebaseerde legeringen: Monel Alloy
Wat is Monel -legering?
Nikkel-copperlegering, ook bekend als Monel Alloy, is de vroegst ontwikkelde en meest gebruikte type nikkelgebaseerde corrosiebestendige legering. De legering werd voor het eerst ontwikkeld door het Amerikaanse internationale nikkelbedrijf in 1906 en China begon te produceren en te gebruiken in de jaren 1950. Monel -legering kan worden onderverdeeld in het type vaste oplossing en het type leeftijd verharden volgens de versterkingsmethode. Solid Solutioning Monel -legeringen zijn Monel 400, Monel 404 en Monel 405; Leeftijd Hardening Monel Alloys omvatten Monel K -500, M -30 C, Monel 505, enz. Volgens de vormmethode kan Monel Alloy worden verdeeld in vervormingslegering en casting legering en de cijfers en composities worden getoond in tabel 1 en tabel 2 Grade, dat wordt vertegenwoordigd door de letters K, R, H, S Plus Monel Alloy. "K" Monel-legering is van het leeftijdshardende type, "R" Monel Alloy is het vrijheidstype, "H" Monel-legering is een middelsterkte type, en "S" Monellegering is een hoogwaardig type. De tweede is het digitale merk van het internationale nikkelbedrijf, dat wordt vertegenwoordigd door een tweecijferige of driecijferige Monel Alloy-achtervoegsel. De derde is het merk "ASTM-SAE Unified Number System", afgekort als "UNS", vertegenwoordigd door de letter N + vijf cijfers. In China wordt het vertegenwoordigd door "NCUXX XX XX".
1. Vergelijking van de organisatie, eigenschappen en toepassingen van drie soorten monellegeringen
Monel alloy has developed more than 20 grades, among which Monel 400 (general monel alloy), Monel K-500 (age-hardening monel alloy), and Monel 505 (high-silicon monel alloy) are widely used, corresponding to China's NCu30, NCu30-3-0.5 and NCu30-4-2-1 grades respectively.
De structuur van Monel 400-legering is een typische eenfase austenietstructuur met uitstekende corrosieweerstand. De legering produceert over het algemeen geen stresscorrosiekscheuren en heeft een goede snijprestaties. Het heeft een uitstekende corrosieweerstand in fluorgas, zoutzuur, zwavelzuur, hydrofluorzuur en zijn derivaten. Tegelijkertijd is het ook corrosiebestendig in neutrale oplossingen, heet geconcentreerde alkaline-oplossingen, water, zeewater, atmosfeer, organische verbindingen, enz. Het kan worden gebruikt voor naadloos water- en stoombuizen in stroominstallaties, zeewateruitwisselaars, reactoren, enz. Monel 400-legering, gebaseerde, op ijzer gebaseerde, op kobalt gebaseerde en op koper gebaseerde legering, vertoont ook brosse mechanische eigenschappen van gemiddelde temperatuur en de plasticiteit ervan is het laagst in het temperatuurbereik van 600-850 graad. Het kopergehalte in Monel 400 -legering is erg hoog. Als CR- en AL -elementen niet worden toegevoegd, kan een stabiele oxidefilm niet worden gevormd, dus het is heel gemakkelijk om te oxideren bij hoge temperaturen. Over het algemeen is de maximale continue werktemperatuur in lucht niet hoger dan 600 graden, en de maximale temperatuur onder watervrij ammoniak en ammoniatieomstandigheden is niet groter dan 585 graden. De legering kan worden gebruikt in zowel vaste oplossing als koud werkende toestand. De behandelingstemperatuur van de oplossing ligt in het algemeen tussen 870 en 980 graden, maar het versterkingseffect van vaste oplossing is niet duidelijk, en de sterkte is veel lager dan die van Monel K -500 legering, dus het is niet geschikt voor hoogwaardig componenten.
Om de slijtvastheid van de legering te verbeteren, voegden onderzoekers SI -element toe aan Monel 400 -legering in de jaren 1980 om de slijtvastheid van het materiaal te verbeteren. Ze ontwikkelden NCU 30-4-2 legering en Monel 1-505 legering, die tot de Smonel -serie behoren. De microstructuur na veroudering is gezichtsgerichte kubieke austenietmatrix en Ni3-siliciumfase. Ni3SI-fase is de belangrijkste versterkingsfase van siliciumbevattende monellegering, die zal neerslaan tijdens stolling, maar aanzienlijk zal neerslaan tijdens het verouderen. De legering heeft de kenmerken van hoge hardheid, hoge sterkte, uitstekende slijtvastheid en anti-adhesie. Het wordt voornamelijk gebruikt om precisie-wrijvingsonderdelen te produceren die een stabiele werking vereisen, zoals luchtvaartbrandstofapparatuur en roeren, roerschachten van lucht-lucht raketten en brandstofaccessoires van luchtvaartmotoren. Het aanbevolen warmtebehandelingsproces is 950 graden × 2H oplossing Behandeling + 600 graad × 8h veroudering. Omdat silicium de neiging heeft om te reageren met hydrofluorzuur om fluorosilicinezuur te genereren, zullen siliciumbevattende materialen worden gecorrodeerd door waterstoffluorzuur, zodat de legering niet kan worden gebruikt in hydrofluorzuurmedium. De toevoeging van Si verhoogt de moeilijkheid van smelten en vormen, en de plasticiteit ervan is veel lager dan die van Monel K -500 legering. Het kan niet worden gelast en gevormd, en het huidige toepassingsbereik is relatief klein, voornamelijk gebruikt in het luchtvaartveld.
Tegelijkertijd voegden onderzoekers een bepaalde hoeveelheid Al- en Ti-elementen toe aan Monel 400-legering om Monel K -500 legering te verbeteren. De fysieke eigenschappen van Monel K -500 legering zijn in principe vergelijkbaar, maar vergeleken met Monel 400 -legering zijn de thermische geleidbaarheid en het magnetische overgangspunt lager (zie tabel 3). Daarom zijn de toepassingsvelden van de twee in principe hetzelfde, maar vanwege de toevoeging van titanium en aluminium zijn de uitgebreide prestaties beter dan Monel 400 -legering. Het heeft een geweldig toepassingspotentieel op het gebied van aardolie, chemische industrie, navigatie, atomaire energie, metallurgie, textiel, afdrukken en verven, papiermachines, voedselmachines, medische apparatuur, enz. De belangrijkste producten zijn pompas, oliebrongereedschap, schrapers, enz., Klepinterners, vasten (bouten), springs, enz. Enz.
De microstructuur van Monel K -500 legering na veroudering is voornamelijk samengesteld uit gezichtsgerichte kubieke Austenite-matrix en Ni. 3 (AL, TI) Dispergementde neerslag, die volledig verschilt van de versterkende fasesamenstelling van Monel 505 -legering. Deze legering is het beste corrosiebestendige materiaal onder de halogeenelementen in hoogwaardig mariene materialen behalve titaniumlegering. Daarom wordt het veel gebruikt in de productie van buitenlandse scheepsapparatuur. Het is gemeld dat de bevestigingsmiddelen, bouten en noten van de Noordzee -oliepijpleiding en de Thames Bridge in het VK voornamelijk zijn gemaakt van Monel K -500 legering. Dit materiaal wordt veel gebruikt in de propellers, belangrijke schachten en sommige delen van pompen van schepen. Veel apparatuur en systemen van het Franse "Charles de Gaulle" vliegdekschip gebruiken dit materiaal ook. De Amerikaanse Navy Virginia Submarine gebruikt Monel K -500 om propellers, bevestigingsmiddelen en bepaalde externe apparatuur te produceren, met uitstekende toepassingsprestaties. Het leger heeft in bulk gekocht. Naast dat ze op grote schaal worden gebruikt in het mariene veld, wordt Monel K -500 legering ook veel gebruikt in de petrochemische industrie van mijn land, voornamelijk als klepveren en pompschachten voor brandstofinspuitpompen. Uit ons onderzoek bleek dat Monel K -500 legering in vergelijking met roestvrijstalen bronnen de levensduur en betrouwbaarheid van de pomp in alkalisch polymeer Mother Liquid -medium kan garanderen wanneer het wordt gebruikt als een petroleumpolmeerinjectiepomp. Wanneer het echter wordt gebruikt als een mariene bevestigingsmiddel, is het noodzakelijk om te voorkomen dat het wordt gebruikt in combinatie met materialen met een hoge potentieel. Samenvattend zijn Monel K -500 legering en Monel 505 -legering nieuwe cijfers ontwikkeld door verschillende versterkende elementen toe te voegen aan Monel 400 -legering. De uitgebreide prestaties van Monel K -500 legering overschrijdt echter ver die van Monel 505 -legering, en het heeft een bredere markt voor gebruik.
2. De invloed van elementen op legeringseigenschappen
De belangrijkste elementen in Monel K {{{0}}} legering zijn nikkel, koper, aluminium, titanium, enz. Koper kan de corrosieweerstand van de legering bij het verminderen van media verbeteren. De belangrijkste rol van aluminium en titanium is het verbeteren van de sterkte en mechanische eigenschappen van de legering. IJzer kan de weerstand van Monel K -500 legering tot turbulente impactcorrosie in zeewater aanzienlijk verbeteren en de verwerkingsprestaties van de legering verbeteren; Mangaan kan ook de corrosieweerstand van de legering in stromend zeewater verbeteren en de gunstige effecten van ijzer verbeteren, zoals het verfijnen van de structuur; Zwavel kan de snijprestaties van Monel K -500 legering verbeteren, maar overmatig zwavelgehalte zal het lassen- en smeedprestaties verminderen, dus het moet worden gecontroleerd binnen 0. 03WT%; Het effect van koolstof op Monel K -500 legering is vrij ingewikkeld. Aan de ene kant kan het de sterkte van de legering verbeteren en aan de andere kant kan het de plasticiteit van de legering verminderen. Het heeft een zeer kleine oplosbaarheid in de legering en kan gemakkelijk primaire en secundaire carbiden met titanium vormen. De hoeveelheid carbide -neerslag is evenredig met het koolstofgehalte, wat een aanzienlijk effect heeft op de smeedprestaties van de legering. De inhoud van onderdelen met grote vervorming moet onder 0,15 WT%worden geregeld.
3. Versterkingsmechanisme van Monel K -500 legering
Over het algemeen zijn de belangrijkste versterkingsmethoden van nikkelgebaseerde legeringen korrelgrensversterking, versterking van vaste oplossing en neerslagversterking. Het versterkingsmechanisme van Monel K -500 omvat vaste oplossingsversterking en neerslagversterking, waaronder verouderingsprecipitatieversterking de belangrijkste versterkingsmethode. Tabel 4 toont de vaste oplossingversterkingcoëfficiënten van elementen zoals C, Ti en Mn op Monel K -500. Het is te zien dat het versterkingseffect van C duidelijk is. Daarom heeft Monel K -500 meestal een hoger koolstofgehalte (C groter dan of gelijk aan 0. 10%), die de interstitiële versterking effectief kan verbeteren. Vergeleken met Monel400 -legering zijn de treksterkte en de opbrengststerkte van Monel K -500 legering na verouderingsbehandeling meer dan 2 keer hoger onder het uitgangspunt van dezelfde vaste oplossingversterking. De versterking van de legering is voornamelijk te wijten aan de dispersie -neerslag van 'fase bij gemiddelde en lage temperaturen.
