Monel400 legering, UNS N04400, 2.4360 egenskaper, varm og kald prosessering og sveising
Monel400-legering (UNS N04400, 2.4360) er en enfaset Ni-Cu-legering i fast løsning. Det er en nikkelbasert legering som tåler ulike korrosive miljøer og har god duktilitet.
Den har god korrosjonsbestandighet i mange mediemiljøer. Den har god korrosjonsbestandighet fra svakt oksiderende mediemiljø til nøytralt miljø til passende reduserende miljø. Denne legeringen har en lang historie med bruk som et korrosjonsbestandig materiale.
På begynnelsen av 1900-tallet forsøkte man å smelte legeringer fra nikkelmalm med høyt kobberinnhold. Dagens Monel 400 har et nikkel-til-kobber-innholdsforhold som ligner på den originale malmen.
Sammenlignet med metaller som rent nikkel, er Monel 400-legering mindre sterk når den er glødet, og av denne grunn krever dette materialet ofte herding for å øke styrken.
Monel400-legering brukes også i undervannsmiljøer og kloridløsninger som ikke kan oksideres.
Materialstandarder
Produktform Standard ASTM ASME AMS
Ark og stripe B127 SB127 4544
Sømløst rør B163 SB163 4574 B165 SB165
Stenger og smie B164 SB164 4675 B564 SB564
Silke 4730 4731
ASTM: American Society for Testing and Materials standarder; ASME: American Society of Mechanical Engineers standarder; AMS: American Military Standards
Fysiske egenskaper
Tetthet: 8,9 g/cm3 Smeltepunktområde: 1300~1350 grader
Monel 400 Generelle egenskaper
Monel 400 har utmerket korrosjonsbestandighet i nøytrale miljøer, alkali- og saltmiljøer, og har nå blitt et standard påføringsmateriale i saltanlegg.
Dette legeringsmaterialet er et av få metaller som kan motstå fluor, flussyre, hydrogenfluorid eller deres derivater. Den er også svært korrosjonsbestandig i kaustisk soda og har kavitasjonskorrosjonsbestandighet som ligner på kobberbaserte legeringer i sjøvannsmiljøer. Det har bedre effekter i svovelsyre, saltsyre og andre miljøer, spesielt i fravær av luft. Men siden materialet ikke inneholder Cr, vil korrosjonshastigheten økes kraftig i et oksiderende miljø.
Selv om Monel 400 er svært motstandsdyktig mot kloridionspenningskorrosjon, kan den utvikle spenningskorrosjonssprekker i miljøer med kvikksølv eller fuktighetseksponering for hydrogenfluoridgass. På dette tidspunktet bør man være oppmerksom på stressavlastende varmebehandling av materialet.
Egenskapene kan oppsummeres som følger:
1. God korrosjonsbestandighet i marine og kjemiske miljøer;
2. Svært ufølsom for kloridionspenningskorrosjonssprekker;
3. Den har gode mekaniske egenskaper fra under null til 550 grader;
4. Den er godkjent av ASME og kan brukes som trykkbeholder ved -10~425 grader;
5. God prosesserings- og sveiseytelse.
Kjemisk analyse
Anti-korrosjon
Monel 400-legering er mer korrosjonsbestandig enn kommersielt tilgjengelig ren nikkel (UNS N02200) i svekkede miljøer og mer korrosjonsbestandig enn raffinerte kobberlegeringer under oksiderende forhold. I passende svekkede sure, nøytrale eller alkaliske løsninger kan Alloy 400 vurderes for bruk. Legeringen er korrosjonsbestandig mot de fleste alkalier, salter, organiske forbindelser og atmosfæriske forhold. Selv om materialet har opplevd korrosjonsspenningssprekker under høye temperaturer, høye spenninger og høye korrosjonskonsentrasjoner, kan Alloy 400 vurderes for bruk under kjøligere alkalikorrosjonsforhold. Legeringen brukes i svake syrer som svovel og hydrogenklorid, spesielt når det ikke er ventilasjon og ingen oksider.
Alloy 400 er spesielt motstandsdyktig mot kloridspenningskorrosjon. Hovedbruksmiljøet er ulike typer vann, inkludert sjøvann og saltvann.
Legering 400 vil korrodere når svovelholdige gasser overstiger 700 grader Fahrenheit (371 grader Celsius); smeltet svovelsyre vil korrodere når smeltet svovelsyre overstiger ca. 500 grader Fahrenheit (260 grader Celsius).
MATERIALE Korrosjonshastighet, mpy (mm/a)
Legering {{0}} (0,56)
Nickel 200 >200 (>5.08)b
Legering 600 150 (3,81)
AISI 304 Stainless Steel >210 (>5.33)b
AISI 316 Stainless Steel >190 (>4.83)b
Mild Steel >170 (4.32)
LEGERING Korrosjon/erosjonshastighet
mpy mm/a
Legering 625 Null Null
Legering 825 0.3 0.008
Legering K-500 0.4 0.01
Legering 400 0.4 0.001
Legering {{0}}.0
behandling
varmebehandling
Hele glødesekvensen for Alloy 400 utføres over en kort periode i det typiske temperaturområdet på 1400 grader Fahrenheit til 1800 grader Fahrenheit (760-980 grader Celsius). Glødetemperaturen til Monel 400-materiale er generelt 700 ~ 900 grader, og den beste effekten er ved 825 grader. Rask luftkjøling etter behandling kan oppnå god korrosjonsbestandighet. Hensikten med dette er å myke opp materialet etter smiing og forming for å holde materialet relativt fine partikler. Gløding bør utføres i en atmosfære som er så fri for sulfider som mulig, da økt eksponeringstid innenfor glødetemperaturområdet vil gjøre materialet sprøtt. Kryogen stressavlastning kan brukes på kalddeformerte materialer ved å varme dem opp til omtrent 575 grader Fahrenheit (300 grader Celsius) i en til tre timer.
Glødetemperatur og glødetid er direkte relatert til materialets endelige kornstørrelse, så glødeparametere bør vurderes nøye.
For rør er temperaturavlastningsvarmebehandlingstemperaturen generelt kontrollert til 550 ~ 650 grader.
Termisk behandling
oppvarming
Det er svært viktig å sikre at overflaten på Monel 400 er ren før varmebehandling. Hvis forurensninger som S, P, Pb eller andre metaller med lavt smeltepunkt er tilstede på overflaten av Monel 400 under oppvarmingsprosessen, kan legeringens egenskaper bli svekket. Hovedkildene til forurensninger inkluderer tusjmerker, temperaturindikerende maling, smørefett og ovnsgass. Svovelinnholdet i ovnsgassen må være lavt.
Ovnsgassen bør være nøytral eller svakt reduserende, og ovnsgassen må ikke tillates å svinge mellom reduserende og oksiderende egenskaper. Flammen i ovnen kan ikke direkte påvirke materialet.
Monel 400 kan varmebehandles i området 800 ~ 1200 grader, men bare liten smiing kan gjøres under 925 grader. Varmbøying kan utføres mellom 1025~1200 grader. Når ovnsvarmebehandling er nødvendig for termisk prosessering, må ovnstemperaturen først varmes opp til 1200 grader, og deretter legges Monel 400-materialet inn for oppvarming.
Det er en retningslinje for materialoppvarming: 60 minutter for hver 100 mm tykkelse. Når oppvarmingstiden er ute, ta ut materialet umiddelbart for termisk behandling. Hvis materialtemperaturen faller under minimum termisk behandlingstemperatur under termisk behandling, må den varmes opp igjen.
kaldforming
Monel 400-legering viser utmerkede kaldformingsegenskaper, typisk assosiert med nikkel-krom rustfritt stål. Sammenlignet med 301 eller 304 legering har denne legeringen et lavere arbeidsherdingsforhold og kan brukes i en rekke tegne- og formingsprosesser. Under denne prosessen vil det oppstå relativt store deformasjoner i tempereringsspalten.
Kaldbearbeidede Monel 400-materialer må være i glødet tilstand. Fordi det har en litt høyere arbeidsherdehastighet enn karbonstål, må formingsutstyret endres på passende måte. Kaldforming krever utglødning mellom prosesser.
Kalddeformasjon brukes noen ganger for å forbedre mekaniske egenskaper. Dersom materialet skal brukes i miljøer som er utsatt for spenningskorrosjonssprekker som kvikksølv, fuktighetseksponering, hydrogenfluoridgass etc., anbefales avspenningsvarmebehandling.
Avkalking
Oksydene og flekkene nær sveisene til Monel 400-materialer er nærmere enn de for rustfrie stålmaterialer. Før beising i blandet syre av salpetersyre og flussyre kan de poleres med slipeskive eller forbehandles i saltbad.
maskinering
Monel 400-materiale bør maskineres i glødet tilstand. Materialer etter kaldforming og stressavlastning er lettere å bearbeide. Du må ha tilstrekkelig forståelse for arbeidsherdingen til dette materialet. For eksempel er overflateskjærehastigheten mindre enn for karbonstål, og verktøyet må betjenes kontinuerlig. For å unngå overflateherdende lag bør fôrmengden være stor osv.
Maskineringsverktøy bør være spesialverktøy for nikkelbaserte legeringer og høylegert rustfritt stål, og rustfrie stålbørster bør brukes til å børste sveiser. Produksjons- og prosessmaskiner som sakser, presser, platevalsemaskiner etc. må iverksette tiltak for å unngå forurensning av jernurenheter. Behandlingsområdet må være rent og atskilt fra karbonstålbehandlingsområdet.
sveising
Monel 400-legering kan sveises ved en rekke prosedyrer, inkludert gasswolframbue, gassmetallbuesveising og skjermet gassmetallbuesveising. Før du utfører alle disse operasjonene, må delene som skal sveises rengjøres for å unngå sprø materialer som smøremidler og maling. Materialer må holdes rene for best mulig sveiseresultat.
Sveiseprosedyren for Monel400-legering er lik den for austenittisk rustfritt stål, og verken forvarmebehandling eller varmebehandling etter sveising er nødvendig. Sveisedesignet er likt det for austenittiske rustfrie stål med to unntak. For det første: Beskaffenheten til metallsveiseløsningen må justeres slik at grensesnittdelen er helt åpen og kan romme hele fylltråden for å fylle skjøten. For det andre: høy varmeledning og materialrenhet resulterer i lavere sveiseinntrengning sammenlignet med austenittisk rustfritt stål.
Sveisesporet til Monel 400-materiale er egnet til å fullføres ved mekanisk bearbeiding. Hvis sporet er polert, bør lokal overoppheting unngås. Siden nikkellegeringer og høylegerte rustfrie stål har åpenbare forskjeller i fysiske egenskaper sammenlignet med karbonstål, er deres varmeledningskoeffisienter lave og deres termiske ekspansjonskoeffisienter er store. For dette punktet må klemme, store sveiseføtter (1-3mm) etc. brukes under sveising. metode å løse. Fordi Monel 400-materiale har dårlig flyt ved sveising av smeltet metall, kreves det et design med stor sporvinkel (60-70 grader) for å la sveisetråden fylle sveisen.
Rengjør sporet og sveisestangen med aceton før sveising. Bruk GTAW som sveisemetode. Bruk ERNiCu-7 for sveisetråden og ENICU-7 for sveisestangen. Monel 400 krever ikke forvarming før sveising, og krever generelt ikke varmebehandling etter sveising, fordi styrken til materialet etter sveising er forbedret, noe som vil ha visse fordeler for fremtidig bruk.
Monel 400-applikasjonsfelt
Marint og kjemisk prosessutstyr
Ventiler, vannpumper, propellaksler
Festemidler for marine inventar
Bensin- og rentvannstanker
Behandling av fartøy og rør
varmeveksler
Typiske ingeniørapplikasjoner for Monel 400
1. Vannforsyning og dampgeneratorrørsystem til kraftstasjonen;
2. Temadelen av varmeovner og fordampere i saltanlegg;
3. Alkyleringsanordning for svovelsyre og flussyre;
4. Industriell varmeveksler;
5. Komposittplater i destillasjonsenheter for råolje;
6. Bølgebeskyttelsesdeksel for offshoreinstallasjoner;
7. Aksler til propeller og pumper i sjøvannssystemer;
8. Uran- og isotopseparasjonssystemer i kjernebrenselproduksjon;
9. Pumper og ventiler i hydrokarbonkloreringsproduksjon;
10. MEA kokerrørledning.
