Monel K-500

合金K-500 / Monel K-500
NCu30-3-0.5
W.Nr.2.4375
UNS N05500

材料特性

Monel K-500(UNSN05500/NCu30-3-0.5)和400鎳銅合金具有相同的良好的耐蝕性之外，還具有更高的強(qiáng)度和硬度。這主要是此合金中含有鋁、鈦等元素，經(jīng)一定的熱處理后，在基體上存在彌散分布的Ni3(Ti、Al)金屬間化合物沉淀的緣故。
此合金主要應(yīng)用于泵軸和葉輪、輸送器刮刀、油經(jīng)鉆環(huán)、彈性部件、閥墊等。
表1 牌號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)

表2 化學(xué)成分

表3 物理性能

表4 室溫和高溫典型物理性能

機(jī)械性能

表5 棒材、鍛件常用室溫拉伸性能

  
   圖1 K-500熱軋材的高溫力學(xué)性能
  
   圖2 K-500熱加工+時(shí)效的高溫力學(xué)性能                          圖3 K-500退火+時(shí)效的高溫力學(xué)性能
 

金相結(jié)構(gòu)

K-500合金為面心立方晶格結(jié)構(gòu)，鎳-銅合金是鎳和銅元素*互溶奧氏體組織。此合金中含有鋁、鈦等元素，經(jīng)一定的熱處理后，在基體上存在彌散分布的Ni3(Ti、Al)金屬間化合物沉淀。
 

Monel K-500耐腐蝕性

一般固溶態(tài)的K-500合金的耐蝕性與400合金基本相同，因此400合金的腐蝕數(shù)據(jù)*可以適用于固溶態(tài)的K-500合金。但是，K-500合金經(jīng)固溶+時(shí)效后，其耐蝕性一般要低于固溶態(tài)。同時(shí)在一些條件下還會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕斷裂。例如在 的氣相中，受拉伸應(yīng)力K-500合金就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。由于K-500合金在流動(dòng)海水中的低腐蝕速度和此合金的高強(qiáng)度，因此，K-500合金特別適用于制造耐海水腐蝕的離心泵和軸。在靜止和流速慢的海水中，海洋生物和污垢在K-500合金表面附著會(huì)引起點(diǎn)蝕，但其擴(kuò)展較慢。

 

加工及熱處理

熱加工：

K-500合金的熱變形溫度為871~1150℃，當(dāng)變形量大時(shí)，則建議在1038~1150℃進(jìn)行。K-500合金的冷變形均在退火（或固溶態(tài)）進(jìn)行。
 

機(jī)加工

常規(guī)的加工方法均適用于此合金，雖然K-500合金的具有較大的變形抗力，但其塑性好，因而不會(huì)產(chǎn)生困難。
 

熱處理

K-500合金主要有兩種退火方式：固溶退火和中間退火。這兩種退火工藝在使用目的和工藝上都有差別。
固溶處理：Monel K500主要是通過第二相粒子Ni3(Ti,Al)的析出達(dá)到硬化的目的。第二相粒子的析出就像是時(shí)效處理的固態(tài)反應(yīng)。在時(shí)效處理之前，首先應(yīng)進(jìn)行的是固溶處理，這樣可以溶解在之前的工序中形成的粒子。固溶處理通常如下：熱加工態(tài)的產(chǎn)品通常加熱到982℃，冷加工態(tài)的產(chǎn)品通常加熱到1038℃為了防止晶粒的過分長(zhǎng)大，通常保溫時(shí)間不超過30min。加熱和冷卻時(shí)間保持在低限度，以防止有害相的析出。固溶處理的冷卻通常為水冷。
中間回火：在生產(chǎn)產(chǎn)品的機(jī)械制造過程中，需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行軟化處理。這樣的回火可以使材料結(jié)構(gòu)再結(jié)晶化，回火溫度一般選為760℃~871℃。
更高的溫度可以使產(chǎn)品退火，但是，中間退火的溫度要限制在不使晶粒長(zhǎng)大的范圍內(nèi)。保溫時(shí)間不能過長(zhǎng)，要防止第二相粒子的形成。以免影響合金的硬度。
通常，在加工產(chǎn)品的過程中，溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后保溫1小時(shí)就可以使材料軟化。使用者警告：不建議大于1.5h。時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致TiC的形成。TiC在時(shí)效（通常用來硬化K-500合金）的過程中很穩(wěn)定，所以，其中的Ti在時(shí)效的過程中不能參與形成Ni3(Ti,Al)。因此，強(qiáng)度和硬度都會(huì)受到影響。
很明顯， 避免TiC相的形成。但是，如果由于不適當(dāng)?shù)奶幚矸绞叫纬闪?/span>TiC，可以通過在1121℃保溫30min來溶解TiC。但是需要注意的是，這樣的熱處理方式會(huì)導(dǎo)致晶粒粗大，會(huì)會(huì)降低成形能力。但是，如果想保證產(chǎn)品硬度及強(qiáng)度均勻，必須采取高溫固溶的方式。