Átfogó útmutató a nikkel-alapú ötvözetekhez: Monel ötvözet
Mi a Monel ötvözet?
A nikkel-réz ötvözet, más néven Monel ötvözet, a legkorábbi fejlett és legszélesebb körben használt nikkel-alapú korrózióálló ötvözet. Az ötvözetet először az American International Nickel Company fejlesztette ki 1906 -ban, és Kína az 1950 -es években kezdte el és használni. A Monel ötvözetét szilárd oldat -erősítő és életkor -edzési típusra lehet osztani a erősítési módszer szerint. A szilárd oldat erősítő monel -ötvözetei közé tartozik a Monel 400, a Monel 404 és a Monel 405; Az életkor keményítő monel ötvözetek között szerepel a K -500, M -30 C, Monel 505 stb. fokozat, amelyet a K, R, H, S, Plus Monel ötvözet betűk képviselnek. A "K" Monel ötvözet az életkor-keményítő típusú "," R "Monel Alloy szabadon vágó típus," H "Monel Alloy közepes szilárdságú típusú, az" S "Monel ötvözet nagy szilárdságú típusú. A második a nemzetközi nikkel-társaság digitális márkája, amelyet két számjegyű vagy háromjegyű Monel ötvözet utótag képvisel. A harmadik az "ASTM-SAE Unified Number System" márka, amelyet "UNS" rövidítésként rövidítenek, amelyet az N + öt számjegyű betű képvisel. Kínában azt az "NCUXX XX XX" képviseli.
1.
A Monel Alloy több mint 20 fokozatot fejlesztett ki, köztük a Monel 400 (általános monel ötvözet), a Monel K -500 (életkor-keményítő monel ötvözet) és a Monel 505 (magas szilikon-monel ötvözet), amely megfelel a Kína NCU30-nak, NCU 30-3-0}.
A Monel 400 ötvözet szerkezete egy tipikus egyfázisú austenit szerkezet, kiváló korrózióállósággal. Az ötvözet általában nem okoz stressz -korróziós repedéseket, és jó vágási teljesítményt nyújt. Kiváló korrózióállósággal rendelkezik a fluorgázban, a sósavban, a kénsavban, a hidrofluorinsavban és annak származékaiban. Ugyanakkor korrózióálló oldatokban, forró koncentrált lúgos oldatokban, vízben, tengervízben, légkörben, organikus vegyületekben stb. Korrózióálló. A vas alapú, kobalt-alapú és réz alapú ötvözetek, a Monel 400 ötvözet szintén közepes hőmérsékletű, törékeny mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, és plaszticitása a legalacsonyabb a 600-850 fok hőmérsékleti tartományában. A Monel 400 ötvözetben lévő réztartalom nagyon magas. Ha a CR és az Al elemeket nem adják hozzá, akkor stabil oxidfilmet nem lehet kialakítani, tehát magas hőmérsékleten nagyon könnyű oxidálni. Általában a levegőben a maximális folyamatos működési hőmérséklet nem haladja meg a 600 fokot, és a maximális hőmérséklet vízmentes ammónia és ammóniás körülmények között nem haladja meg az 585 fokot. Az ötvözet szilárd oldatban és hideg munkakörben is használható. Az oldatkezelés hőmérséklete általában 870 és 980 fok között van, de a szilárd oldat erősítő hatása nem nyilvánvaló, és az erősség sokkal alacsonyabb, mint a K -500 ötvözet, tehát nem alkalmas nagy szilárdságú alkatrészekhez.
Az ötvözet kopásállóságának javítása érdekében a kutatók az 1980 -as években hozzáadották az SI elemet a Monel 400 ötvözethez az anyag kopásállóságának javítása érdekében. Fejlesztették ki az NCU 30-4-2 ötvözetet és a Monel 1-505 ötvözetet, amelyek a Smonel sorozathoz tartoznak. Az öregedés utáni mikroszerkezet arc-központú köbös austenit mátrix és Ni3 szilícium fázis. Az NI3SI fázis a szilícium-tartalmú monelt ötvözet fő erősítési fázisa, amely a megszilárdulás során kicsapódni fog, de az öregedés során jelentősen kicsapódik. Az ötvözet nagy keménység, nagy szilárdság, kiváló kopásállóság és adhézió jellemzői. Elsősorban olyan precíziós súrlódási alkatrészek előállítására használják, amelyek stabil működést igényelnek, például repülési üzemanyag-eszközöket és kormányrogramokat, léglap tengelyeket levegő-levegő rakéták és a repülési motorok üzemanyag-kiegészítői. Az ajánlott hőkezelési folyamat 950 fok × 2H oldatkezelés + 600 fok × 8h öregedési kezelés. Mivel a szilícium hajlamos a hidrofluorinsavval való reagálásra, hogy fluoroszilisavat hozzon létre, a szilíciumtartalmú anyagokat szénsavval korrodálják, így az ötvözet nem használható hidrofluorsav közegben. Az SI hozzáadása növeli az olvadás és a kialakulás nehézségét, és plaszticitása sokkal alacsonyabb, mint a K -500 ötvözet. Nem lehet hegeszteni és kialakítani, és jelenlegi alkalmazási tartománya viszonylag kicsi, főleg a repülési mezőben használják.
Ugyanakkor a nikkel-rézötvözetek erősségének javítása érdekében a kutatók bizonyos mennyiségű AL és Ti elemeket adtak hozzá a Monel 400 ötvözethez, hogy a K -500 ötvözet kifejlesztsék. A Monel K -500 ötvözet fizikai tulajdonságai alapvetően hasonlóak, de összehasonlítva a Monel 400 ötvözetével, hővezető képessége és mágneses átmeneti pontja alacsonyabb (lásd a 3. táblázatot). Ezért a kettő alkalmazási területei alapvetően azonosak, de a titán és az alumínium hozzáadása miatt az átfogó teljesítménye jobb, mint a Monel 400 ötvözet. Kiváló alkalmazási potenciállal rendelkezik a kőolaj, a vegyipar, a navigáció, az atomenergia, a kohászat, a textil, a nyomtatás és a festés, a papírkészítés, az élelmiszer -gépek, az orvosi berendezések stb.
A K -500 ötvözet öregedés utáni mikroszerkezete elsősorban arccentrikus köbös austenit mátrixból és Ni-ből áll. A 3 (Al, Ti) diszpergált csapadékot, amely teljesen különbözik a Monel 505 ötvözet erősítő fázisösszetételétől. Ez az ötvözet a legjobb korrózióálló anyag a nagy szilárdságú tengeri anyagok halogén elemei között, kivéve a titánötvözetet. Ezért széles körben használják a külföldi hajóberendezések gyártásában. Úgy tűnik, hogy az északi -tengeri olajvezeték és az Egyesült Királyság Temze -hídjának rögzítőelemei, csavarjai és anyái elsősorban Monel K -500 ötvözetből készülnek. Ezt az anyagot széles körben használják a hajtókerekben, a kulcstengelyekben és a hajók néhány részén. A francia "Charles de Gaulle" repülőgép -hordozó számos felszerelése és rendszere szintén használja ezt az anyagot. Az amerikai haditengerészet Virginia tengeralattjárója a K -500 Monel -t használja a légcsavar tengelyek, rögzítőelemek és bizonyos külső berendezések gyártására, kiváló alkalmazási teljesítménygel. A katonaság ömlesztve vásárolt. Amellett, hogy széles körben használják a tengeri mezőben, a Monel K -500 ötvözetet is széles körben használják a hazám petrolkémiai iparában, főleg szeleprugókként és szivattyútengelyekként az üzemanyag -befecskendező szivattyúkhoz. Kutatásaink azt mutatták, hogy a rozsdamentes acélrugókhoz képest a Monel K -500 ötvözet jobban garantálhatja a szivattyú élettartamát és megbízhatóságát az alkáli polimer anya folyékony közegben, ha kőolajpolimer befecskendező szivattyúként használják. Tengeri rögzítőként történő felhasználás esetén azonban el kell kerülni a nagy potenciális anyagokkal kombinált használatát. Összefoglalva: a Monel K -500 ötvözet és a Monel 505 ötvözet új osztályok, amelyeket különféle erősítő elemek hozzáadásával fejlesztettek ki a Monel 400 ötvözethez. A Monel K {-500 ötvözet átfogó teljesítménye azonban messze meghaladja a Monel 505 ötvözetét, és szélesebb körű felhasználási piacgal rendelkezik.
2. Az elemek hatása az ötvözet tulajdonságaira
A Monel K {{0}} ötvözet fő elemei a nikkel, a réz, az alumínium, a titán stb. Az alumínium és a titán fő szerepe az ötvözet erősségének és mechanikai tulajdonságainak javítása. A vas jelentősen javíthatja a K -500 ötvözet ellenállását a tengervíz turróziós korróziójához, és javíthatja az ötvözet feldolgozási teljesítményét; A mangán javíthatja az ötvözet korrózióállóságát az áramló tengervízben és javíthatja a vas jótékony hatásait, például a szerkezet finomítását; A kén javíthatja a Monel K -500 ötvözet vágási teljesítményét, de a túlzott kéntartalom csökkenti annak hegesztési és kovácsolási teljesítményét, ezért a 0}. 03wt%-on belül kell ellenőrizni; A szén hatása a k -500 ötvözetre gyakorolt hatással meglehetősen bonyolult. Egyrészt javíthatja az ötvözet erősségét, másrészt csökkentheti az ötvözet plaszticitását. Nagyon kicsi oldható az ötvözetben, és könnyen képződik az elsődleges és másodlagos karbidok titánnal. A karbid -csapadék mennyisége arányos a széntartalommal, amely jelentős hatással van az ötvözet kovácsolási teljesítményére. A nagy deformációval rendelkező alkatrészek tartalmát 0,15WT%alatt kell szabályozni.
3.
Általánosságban elmondható, hogy a nikkel-alapú ötvözetek fő erősítő módszerei a gabonahatár erősítése, a szilárd oldat erősítése és a csapadék erősítése. A Monel K -500 erősítő mechanizmusa magában foglalja a szilárd oldat erősítését és a csapadék erősítését, amelyek között az öregedés csapadék erősítése a fő megerősítő módszer. A 4. táblázat az olyan elemek szilárd oldat -erősségi együtthatóit mutatja, mint a C, Ti és Mn a K -500 monelen. Látható, hogy a C erősítő hatása nyilvánvaló. Ezért a k -500 monel általában magasabb széntartalmú (C nagyobb vagy egyenlő, mint 0. 10%), ami hatékonyan javíthatja intersticiális erősítését. A Monel400 ötvözettel összehasonlítva a K -500 ötvözet szakítószilárdsága és hozamszilárdsága az öregedési kezelés után több mint kétszer magasabb, ugyanazon szilárd oldat -erősítés előfeltétele alatt. Az ötvözet megerősítése elsősorban a 'fázis diszperziós csapadékának közepes és alacsony hőmérsékleten történő diszperziós csapadékának köszönhető.
