Monel400鎳基耐蝕合金
發(fā)布時間：2021/08/27 點擊量：
Monel400
Monel400合金元素冶煉的影響：
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飛濺區(qū)的結(jié)構(gòu)件。對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：
六、Monel400物理性能：
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。
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?？?，組織變得很致密。特點是雜質(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飛濺區(qū)的結(jié)構(gòu)件。對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材料加工難點分析,主要有以下幾個方面：
1)Monel400切削力大，切削溫度高: 材料強(qiáng)度大，切削時切向應(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切屑強(qiáng)韌、切削溫度很高的特點。當(dāng)強(qiáng)韌的切屑流經(jīng)前刀面時，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：
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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