Monel400鎳基耐蝕合金
Monel400
Monel400合金元素冶煉的影響：
合金成分碳：C增加淬火組織的硬度；形成碳化物，提高耐磨性；降低韌性；降低可焊性鉻：Cr提高鋼之硬度，形成堅(jiān)硬及穩(wěn)定的碳化鉻,從而改善耐磨性；能提高鋼的淬透性；當(dāng)Cr含量超過12%, 具耐腐蝕作用，并提供良好拋旋光性鉬：MoMo是強(qiáng)碳化物形成元素，提高耐磨性；Mo＞0.5％能抑制其他合金元素引致之回火脆性；提供紅硬性，熱強(qiáng)度；提高淬透性，回火穩(wěn)定性釩：V可以形成高硬度碳化物，提高耐磨性；細(xì)化鋼的晶粒，降低過熱敏感性提高鋼之強(qiáng)度、韌性及回火穩(wěn)定性鎳：NiNi能提高鋼的淬透性；Ni能細(xì)化晶粒硫（S）常以MnS形式存在鋼中，割裂基體的連續(xù)性，惡化材料的韌性、抗腐蝕性、拋旋光性、放電加工性、蝕紋性，可提高材料的切削能力。2. 冶煉工藝普通煉鋼工藝電渣重熔（ESR）將粗鋼坯置于電渣爐中，通入強(qiáng)電流，使電爐產(chǎn)生很高的溫度，使粗鋼坯熔化成鋼水，鋼水流經(jīng)電渣，雜質(zhì)被電渣過濾吸附，從而達(dá)到純化的效果。整體重熔速度快，但一些非常細(xì)小的雜質(zhì)并未除去。真空電弧重熔（VAR）在真空爐里，通入強(qiáng)電流在鋼胚上，鋼胚底部開始熔化，雜質(zhì)汽化成氣體被抽走，從而將鋼材純度提高，而且它是一滴一滴地凝固，凝固速度非常快，組織變得很致密。特點(diǎn)是雜質(zhì)去得徹底，但整體重熔速度慢。3. 熱處理鋼材的熱處理是指經(jīng)過加熱然后冷卻，通過控制鋼材的加熱溫度、保溫時(shí)間及冷卻速度來改變鋼鐵性能，以滿足加工或使用要求的工藝過程。主要的熱處理工藝有：退火、淬火、回火、固溶時(shí)效。
一、Monel400介紹：
Monel400是很早用于工業(yè)的鎳基耐蝕合金，其綜合性能良好，使用范圍廣，因耐蝕效果好而成為一種不可少的合金，其化學(xué)成分主要由Ni、 30%Cu和加少量的Fe(1%-2%)所組成。
Monel400的耐腐蝕性能：耐腐蝕性能一般情況下比鎳銅更優(yōu)越,它比純鎳更耐還原性介質(zhì)的腐蝕，比純銅耐氧化性介質(zhì)的腐蝕，在淡水、海水和淡鹽水中有良好的耐蝕性，他可以制造螺旋槳和軸，泵軸，葉輪和冷凝傳熱器和采油平臺(tái)飛濺區(qū)的結(jié)構(gòu)件。對(duì)H2SO4、H3PO4、碳的耐腐蝕性非常好。特別是耐氟氣、H2SO4、Na2SO3、HF以及它們的派生物中有良好的耐蝕性。但對(duì)H3PO4、有機(jī)酸不具可用性。在HCl中只適合室溫和濃度小于15%的HIC酸。同時(shí)在海水中比銅基合金更具耐蝕性具有很好的耐海水腐蝕和抗化學(xué)腐蝕性能，耐氯化物應(yīng)力腐蝕開裂性能強(qiáng)。是可耐HF中為數(shù)極少的重要材料之一。在濃度小于85%的H2SO4中都是耐蝕的。多數(shù)水腐蝕情況下，不僅耐蝕性良好，而且孔蝕、應(yīng)力腐蝕等也很少發(fā)現(xiàn)，腐蝕速度小于0.025mm/a。在空氣中連續(xù)工作的高溫度一般在600℃左右，在高溫蒸汽中，腐蝕速度小于0.026mm/a由于合金鎳含量高，故可耐585℃以下無水氨和氨化條件下的腐蝕。對(duì)氯鹽、sulfide鹽、HNO3鹽、碳酸鹽、H2SO4鋁、H2SO4銨、NH4Cl，氯化鋅都具有良好的耐腐蝕性能。
二、Monel400應(yīng)用和特性：
Monel400合金大約用途:各種換熱設(shè)備，鍋爐給水加熱器，石油和化工等加工中的管線、容器、泵、閥、軸等，海水淡化設(shè)備、鹽生產(chǎn)設(shè)備、螺旋槳軸及、汽油及水箱等.
四、Monel400化學(xué)成分：
| 碳C | 硅Si | 錳Mn | 磷P | 硫 S | 鉻Cr |
| ≤0.3 | ≤0.50 | ≤1.50 | ~ | ~ | ~ |
| 鎳Ni | 鉬Mo | 氮N | 銅Cu | 鐵Fe | 鈮Nbr |
| 63~67 | ~ | ~ | 28~34 | ≤ 2.0 | ~ |
| 硼B(yǎng) | 鈦Ti： | 鋁Al | 釩 V | 鎢W | 鈰Ce |
| ~ | ~ | ~ | ~ | ~ | ~ |
| 密度g/cm³ | 磁性 |
熱導(dǎo)率/w/(m.k) 100~900℃ |
電阻率 ℃)/（Ω.mm2/m) 20~900℃ |
比熱容 ℃)/kg/(kg.k)℃ 100~900℃ |
線脹系數(shù) /(10-6/k) 20~900℃ |
| 8.83 | 24.048-48.24 | 0.51-0.477 | 0.51-0.477 | 0.51-0.67 |
Monel400材料加工難點(diǎn)分析,主要有以下幾個(gè)方面：
1)Monel400切削力大，切削溫度高: 材料強(qiáng)度大，切削時(shí)切向應(yīng)力大、塑性變形大，因而切削力大。此外材料導(dǎo)熱性極差，造成切削溫度升高，且高溫往往集中在刀具刃口附近的狹長區(qū)域內(nèi)，從而加快了刀具的磨損。
2)Monel400奧氏體組織切削時(shí)加工硬化傾向大，通常是普通碳素鋼的數(shù)倍，刀具在加工硬化區(qū)域內(nèi)切削，使刀具壽命縮短。
3)Monel400容易粘刀。無論是奧氏體還是馬氏體均存在加工時(shí)切屑強(qiáng)韌、切削溫度很高的特點(diǎn)。當(dāng)強(qiáng)韌的切屑流經(jīng)前刀面時(shí)，將產(chǎn)生粘結(jié)、熔焊等粘刀現(xiàn)象，影響加工零件表面粗糙度。
因此Monel400的生產(chǎn)制造過程中應(yīng)控制好以下兩點(diǎn)：
1）提高M(jìn)onel400的純凈度，降低不銹鋼材料基體中夾雜物的含量。
2）改善成分設(shè)計(jì)及熱、冷軋退火工藝，降低不銹鋼材料基體中δ鐵素體的含量。
但由于Monel400在生產(chǎn)過程中不可避免地會(huì)存在此兩種制造缺陷，因此在保溫杯等制品加工過程中也可采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧﹣頊p輕或避免由夾雜物或δ鐵素體缺陷導(dǎo)致的開裂現(xiàn)象：
1）將成形方式由減薄拉深改為等厚拉深。
2）增加拉深道次，增大凹模圓角半徑，降低材料的變形難度。
3）適當(dāng)增大拉深油的黏稠度，促進(jìn)材料均勻變形，避免應(yīng)力過于集中
八、Monel400加工處理和焊接性能：
Monel400熱加工易成型，溫度在927~1177內(nèi)，輕微變形在649度下就可以，Monel400合金極易成型。熱處理溫度一般為871~982度，但是為了性能和細(xì)小晶粒，所以固溶溫度不要太高。固溶退火一般選擇在871~982之間。Monel400合金焊接性能良好，不同的焊接方法不同選擇的焊線不同,一般選擇Monel60和190焊絲。
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