Monel K-500 / Legering K-500 / 2.4375 / UNS N05500 / NiCu30Al

Legering K-500 / Monel^® K-500 / 2.4375 / UNS N05500 / NiCu30Al – nikkel- og kobberlegering

Legering K-500 (Monel® ^legering K-500, UNS N05500, 2.4375, NiCu30Al, VDM® ^legering K-500, Nicorros Al, NA 18, NW5500, NS6500) er en korrosionsbestandig, udfældningshærdende nikkel-kobberlegering. Den indeholder mindst 63% nikkel, inklusive den kobolt, der kræves af UNS, cirka 27-33% kobber og kontrollerede tilsætninger af aluminium og titanium. Den kombinerer den kemiske resistens fra legering 400 med betydeligt højere styrke efter ældning.

Download beskrivelsen i pdf

Materialer tilgængelige hos Alfa-Tech – Legering K-500 / Monel K-500 / 2.4375 / UNS N05500

Legering K-500 / Monel K-500 / 2.4375 stænger Legering K-500 / Monel K-500 / 2.4375 flade stænger – dimensioner og materialetilstand skal aftales Smedede stænger Legering K-500 / Monel K-500 / 2.4375/ NiCu30Al – runde, firkantede og flade Smedegods Legering K-500 / UNS N05500 – fri form, ringe, muffer Rør Legering K-500 / Monel K-500 / 2.4375 – sømløse, dimensioner på forespørgsel Plader og strimler Legering K-500 / Monel K-500 / 2.4375 +48 63 2610519 kontakt@alfa-tech.com.pl

Kemisk sammensætning af legering K-500 / Monel K-500 – sammenligning, UNS N05500, 2.4375, NiCu30Al, VDM-legering K-500, Nicorros Al, NA 18, NW5500, NS6500

* I UNS/Special Metals-specifikationer refererer minimum 63% til summen af ​​Ni + Co; kobolt er ikke en obligatorisk tilføjelse. BS- og ISO-posterne repræsenterer en sammenligning af betegnelser og intervaller, der findes i kommerciel dokumentation, og erstatter ikke den originale standard. VDM-linjen viser sin egen, strengere C-grænse. Bindestregen "—" angiver ingen separat angivet grænse, ikke nul indhold. Den specifikke produktstandard, dens udgave og 3.1-certifikatet gælder for godkendelse.

Legering K-500 / Monel K-500 – materialegenskaber

Monel K-500 er en nikkelbaseret legering, hvis primære sekundære komponent er kobber. Den typiske mikrostruktur er et fladecentreret kubisk (FCC) gitter. Legeringen blev udviklet som en løsning til anvendelser, hvor korrosionsbestandigheden af ​​legering 400 er tilstrækkelig, men dens styrke og hårdhed er utilstrækkelige. Tilsætning af aluminium (Al) og titanium (Ti) spiller en nøglerolle : under kontrolleret ældning forårsager de udfældning af fine partikler af γ′-fasen, beskrevet i dokumentationen som Ni3 ₍ Ti,Al). Disse udfældninger hindrer dislokationsbevægelse og øger flydespænding , trækstyrke og hårdhed . Opløsningsvarmebehandling opløser nogle af udfældningerne, og derefter omdanner ældningen dem på en kontrolleret måde. Høj styrke, praktisk talt ikke-magnetisk natur, god havvandsbestandighed og gunstig udmattelseslevetid gør materialet velegnet til pumpeaksler, ventilkomponenter, fjedre og boreudstyr. Det er dog ikke en legering, der er modstandsdygtig over for alle former for korrosion: stillestående vandmiljøer, spændinger , galvanisk kontakt og hydrogen kan udgøre yderligere begrænsninger.

Indflydelsen af ​​basiske elementer på egenskaberne af Monel K-500

Betegnelser, ækvivalenter og handelsnavne for Monel K-500

I kommerciel praksis optræder den samme legering under producentnavne, materialenumre og betegnelser i nationale standardiseringssystemer. Overensstemmelse med den generelle betegnelse fritager ikke behovet for at sammenligne kravene til et specifikt produkt.

Monel K-500 – basis fysiske egenskaber

Monel K-500 har en relativt høj densitet, lav magnetisk permeabilitet og en termisk ledningsevne, der er betydeligt lavere end ren kobber. I modsætning til kemiske parametre forbliver ikke alle fysiske størrelser konstante efter ældning: især resistivitet kan afhænge af materialets termiske historik.

Data indsamlet fra Special Metals- og VDM Metals-kort; individuelle værdier kan variere afhængigt af smeltens tilstand og sammensætning.

Termiske og elektriske egenskaber af legering K-500 som funktion af temperatur

Tabellen nedenfor viser temperatur som en fælles variabel, hvilket letter analysen af ​​både opvarmning og udvidelse af dele, der bearbejdes med forskellige metaller. Termiske og mekaniske data er afledt af sammenlignelige producentspecifikationer, men kan referere til forskellige bearbejdningsforhold.

Værdier i henhold til VDM Metals. Disse er materialespecifikke værdier, ikke varmeoverførselskoefficienter for en specifik installation.

Elasticitetsmodul for Monel K-500 og temperatur

Magnetiske egenskaber og dimensionsstabilitet

Lav magnetisk permeabilitet gør det muligt at bruge legering K-500 i måleudstyr, instrumentkomponenter og nogle undervandsapparater. Under udglødning kan der dannes et nikkelrigt overfladelag, der udviser en højere magnetisk respons end matrixen; fjernelse af dette lag med passende rengøringsteknikker kan gendanne den forventede overfladeadfærd. Ældning forårsager små dimensionsændringer på grund af udfældning af en forstærkende fase. Derfor bør der for præcisionsbøsninger, aksler, stifter og tætningssæder planlægges dimensionsinspektion efter varmebehandling, især før endelig slibning.

Mekaniske egenskaber ved Monel K-500 – stænger, plader, rør, tråde og bånd

Forskellene mellem de udglødede og ældede forhold er så store, at det ville være misvisende at specificere en enkelt "typisk" hårdhed eller styrke for en hel kvalitet. Følgende intervaller er angivet til sammenligning mellem former og tilstande; de ​​bør ikke betragtes som garanterede acceptværdier.

Områder baseret på materialeegenskabstabeller for specialmetaller. Nødvendige minimumsbestillingsværdier er fastsat i henhold til ASTM B865, AMS 4676 eller kundespecifikationer.

Stænger i henhold til QQ-N-286 – eksempel på krav til et specifikt tværsnit

Temperaturens effekt på styrken af ​​Monel K-500 efter ældning

Typiske værdier i henhold til VDM Metals – ikke tilladte konstruktionsspændinger.

Legering K-500 hårdhed vs. temperatur og fjederapplikationer

Monel K-500 – træthed, kryogen temperatur og langvarig stress

Legeringen er værdsat for sin gode udmattelsesstyrke i ældet tilstand, hvilket er særligt vigtigt for aksler udsat for variable momentbelastninger, pumpehjul, fjedre og forbindelseselementer. Under udmattelse kan korrosion, grubetæring , overfladetilstand og gevindkvalitet dog bestemme holdbarheden mere end den nominelle statiske styrke. Monel K-500 bevarer duktilitet selv ved meget lave temperaturer. På grund af sin stabile FCC-matrix indikerer producentens specifikationer, at den ikke udviser den typiske duktil-sprød overgang, selv nær temperaturen for flydende brint. Udvælgelsen af ​​kryogene komponenter kræver dog passende testning og verifikation af fremstillingsprocessen. Under belastningsforhold på mange tusinde timer, især ved høje temperaturer, skal krybning, ældning, spændingsrelaksation og miljøpåvirkninger analyseres. En enkelt Rm-værdi ved 500-600 °C bør ikke bruges til at bestemme den tilladte langtidsbelastning.

Korrosionsbestandighed af Monel K-500 – havvand, klorider, syrer og H₂S

Monel K-500s kemiske resistens er generelt sammenlignelig med legering 400. Materialet udviser gunstig opførsel i adskillige saltopløsninger og marine miljøer, især i strømmende vand. Der er dog ingen enkelt korrosionshastighed, der beskriver alle forhold – skadeshastigheden afhænger af ilt, temperatur, strømning, saltindhold og kontakt med andre metaller.

Monel K-500 i olie- og gasproduktionsfaciliteter – H₂S og NACE-begrænsninger

NACE MR0175 / ISO 15156-standarden indebærer ikke generel modstandsdygtighed over for alle boreforhold. Afhængigt af udstyrskategorien specificerer den acceptable materialeforhold, maksimal hårdhed og miljømæssige grænseværdier. Værdier og godkendelser skal altid refereres til det relevante afsnit af standarden og dens aktuelle udgave.

Monel K-500 og brintforsprødning – en betydelig begrænsning

I meget mekanisk belastede komponenter, især dem med gevind, kan katodisk beskyttelse eller en forbindelse til et andet metal i visse situationer fremme hydrogenabsorption. Forskning og skadesanalyse har vist, at selv et materiale, der opfylder tilsyneladende gunstige hårdhedsgrænser, kan være modtageligt for hydrogenrevnedannelse. Derfor er hårdhedskontrol nødvendig, men det alene garanterer ikke sikkerhed.

Varmebehandling af legering K-500 – Opløsningsbehandling og ældning

Monel K-500 adskiller sig fra legering 400 ved sin evne til at blive betydeligt hærdet ved udfældningsældning. Når maksimale egenskaber kræves, bør bearbejdningen planlægges i en rækkefølge, der sikrer passende initialstruktur, tøjningskontrol, ældning og valg af kølehastighed.

Opløsningsglødning, spændingsaflastning og ældning K-500

Bemærk: Udskift ikke den fulde opløsningsvarmebehandling med en kort spændingsaflastning uden omhyggelig analyse. Forkert afkøling kan reducere legeringens efterfølgende modtagelighed for ældning.

Aldring og ustabilitet under langvarig opvarmning

Ved bestemte temperaturer og tidsintervaller kan "ældning" forekomme: udfældninger ændrer størrelse og fordeling, og materialet mister nogle af de fordele, der opnås ved korrekt ældning. Hvis en komponent er blevet overældet, vil det ofte ikke genoprette dens oprindelige styrke blot at gentage ældningscyklussen – genbehandling med opløsning og derefter korrekt ældning kan være nødvendig.

Smedning, valsning og plastisk formning af Monel K-500

Legeringens gode plastiske egenskaber betyder ikke nødvendigvis lave smedekræfter. Høj deformationsmodstand kræver passende batchtemperaturer og kontrolleret afkøling. Efter varmbehandling kan materialet opløsningsvarmebehandles, derefter ældes eller koldformes om nødvendigt.

Bearbejdning af legering K-500

Bearbejdning af Monel K-500 er mere krævende end mange standardkonstruktionsstål. Legeringen er let deformationshærdet, så friktion uden spånfjernelse bør undgås. Udglødet tilstand foretrækkes til skrubbearbejdning, og sletbearbejdning og tolerancekontrol udføres ofte efter deformationshærdning og valgfri spændingsaflastning.

Monel K-500 svejsning – Yderligere materialer og begrænsninger

Svejsning af Ni-Cu-legeringer er mulig, men Monel K-500 kræver særlig opmærksomhed på udskillelseshærdning. Samling i en passende blødgjort tilstand anbefales; svejsning efter fuld ældning kan resultere i reduceret duktilitet i den varmepåvirkede zone. Valg af proces og eventuel efterbehandling afhænger af samlingens krav.

Materialestandarder og produktspecifikationer for legering K-500

Industrielle anvendelser af Monel K-500

De vigtigste anvendelser skyldes en kombination af egenskaber, som almindelig Monel 400 ikke giver i samme grad: høj styrke efter ældning, gunstig udmattelseslevetid og meget god modstandsdygtighed over for mange marine miljøer.

Maritim og skibsbygningsindustri

• havvandspumpeaksler og udvalgte drivaksler;
• tætningsringe, bøsninger og glideelementer;
• skruer, fastgørelseselementer og fastgørelseselementer udsat for salttåge;
• fjedre og tilbehør, der kræver høj styrke og korrosionsbestandighed.

Olie-, gas- og petrokemisk industri

• komponenter til boreværktøj, kraver og måleudstyr;
• aksler, rotorer og komponenter i procespumper;
• monteringsdele, stifter og ringe;
• elementer af ikke-magnetisk udstyr, der opererer i krævende miljøer – efter kvalificering i henhold til relevante standarder.

Kemisk, papir- og præcisionsindustrien

• udvalgte komponenter til kemiske ventiler og pumper;
• skraberknive, skrabere og strimler til papirmaskiner;
• sensorer, skjolde og instrumentkomponenter;
• fjedre, fastgørelseselementer og dele til præcisionsmekanismer.

Monel K-500 og Monel 400 – grundlæggende forskelle

Ofte stillede spørgsmål – Legering K-500 / Monel K-500

Er legering K-500 og Monel K-500 den samme legering?

Ja. Legering K-500 er den generiske betegnelse for legering UNS N05500 / 2.4375, mens Monel®- ^legering K-500 er et handelsnavn fra Special Metals. Handelsnavnet og materialenummeret identificerer legeringen, men bestemmer ikke leveringsstatus.

Er Monel K-500 rustfrit stål?

Nej. Det er en legering af nikkel og kobber, ikke en jernlegering, der tilhører gruppen af ​​rustfrit stål. Dens korrosionsbestandighed og mekaniske egenskaber skyldes en anden sammensætning og forstærkningsmekanismer.

Hvad er forskellen på Monel K-500 og Monel 400?

Monel K-500 indeholder aluminium og titanium, hvilket gør det muligt at ælde det til betydeligt højere styrke og hårdhed. Begge legeringer har lignende modstandsdygtighed over for mange miljøer, men K-500 kræver mere omhu ved svejsning og i miljøer, der fremmer revner.

Hvad er hårdheden af ​​Monel K-500?

I udglødet tilstand har nogle stænger en omtrentlig hårdhed på 140-185 HB, mens værdierne efter udfældningshærdning kan nå op på f.eks. 265-346 HB eller cirka 27-38 HRC for en given tilstand og tværsnit. Hårdheden bør altid refereres til den specifikke produktstandard.

Kan Monel K-500 hærdes?

Der anvendes hurtig afkøling efter opløsningsvarmebehandling, men dette er ikke den klassiske martensitiske hærdning af stål. Den primære stigning i hårdhed opnås gennem den efterfølgende udfældningsældningsproces.

Kan Monel K-500 svejses?

Ja, men det er bedst at vælge svejsningen til den udglødede tilstand og kvalificere svejseteknologien. ERNiCu-7 er et typisk tilsatsmetal, men en svejsning lavet med dette tilsatsmetal hærder ikke så godt som K-500-legeringen.

Er Monel K-500 bestandig over for havvand?

I mange anvendelser, ja, især i strømmende havvand. I stillestående vand eller under sediment er punktkorrosion mulig ; kavitation og ugunstig galvanisk kontakt kan også være en faktor.

Er Monel K-500 egnet til H₂S-miljøer?

Det kan anvendes i visse anvendelser, der er tilladt i henhold til NACE MR0175 / ISO 15156, men komponentfunktion, materialetilstand, hårdhed og miljø er vigtige overvejelser. Der er ingen automatisk, ubegrænset accept blot fordi et materiale er betegnet som N05500.

Er Monel K-500 magnetisk?

Ved stuetemperatur er den i det væsentlige ikke-magnetisk med en typisk relativ permittivitet tæt på 1. Ved opvarmning kan der dannes et overfladelag med en anden magnetisk respons.

Op til hvilken temperatur kan Monel K-500 fungere?

Producenten hævder høj styrke i kortvarige tests på op til cirka 600-650 °C under en specifik tilstand. Den tilladte temperatur for en specifik komponent afhænger af spænding, tid, krybning, miljø og designstandarder.

Er K-500 egnet til kryogene temperaturer?

Ja, den har en stabil austenitisk matrix og bevarer duktiliteten ved lave temperaturer. Den endelige udvælgelse kræver dog testning, der er passende for den specifikke del og temperaturområdet.

Hvordan bestiller man Monel K-500 fra Alfa-Tech?

I din forespørgsel er det bedst at oplyse UNS N05500 / 2.4375, produktform, dimensioner, mængde, standard, mætnings- og ældningstilstand, hårdhedskrav og eventuel NACE/ISO-overholdelse og 3.1-certifikat.