Monel K500
一、概述?合金K500是一種沉淀硬化的鎳銅鋁合金,結(jié)合了400合金優(yōu)異的耐腐蝕性能和更高強(qiáng)度和硬度，性能超越其他鎳銅合金。添加了鈦和鋁元素，使K500的拉伸強(qiáng)度提升為400合金的兩倍，屈服強(qiáng)度是400合金的三倍。這種高強(qiáng)度可以一直保持至649°C，而當(dāng)溫度低至-240°時(shí)，該材料仍具延展性和韌性。K500合金的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)是在低至-129°C的溫度下保持無磁性質(zhì)。因此，對(duì)于帶電子設(shè)備或內(nèi)含電子設(shè)備
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產(chǎn)品描述
一、概述
合金K500是一種沉淀硬化的鎳銅鋁合金, 結(jié)合了400合金優(yōu)異的耐腐蝕性能和更高強(qiáng)度和硬度，性能超越其他鎳銅合金。添加了鈦和鋁元素，使K500的拉伸強(qiáng)度提升為400合金的兩倍，屈服強(qiáng)度是400合金的三倍。這種高強(qiáng)度可以一直保持至649°C，而當(dāng)溫度低至-240°時(shí)，該材料仍具延展性和韌性。K500合金的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)是在低至-129°C的溫度下保持無磁性質(zhì)。因此，對(duì)于帶電子設(shè)備或內(nèi)含電子設(shè)備，視磁場(chǎng)為干擾因素的應(yīng)用來說，K500是很理想的材料，例如井下設(shè)備。K500還具有火花電阻和優(yōu)異的耐腐蝕性能，耐受多種化學(xué)元素及海事環(huán)境，例如鹽，堿，酸，非氧化酸。
Monelk500化學(xué)成分（按重量%）
Monelk500物理性能
密度 8.434g/cm3
熔距 1315-1348°C
彈性模量，106 psi，拉力-26.0；扭力-9.5
熱膨脹性質(zhì)
(a) 測(cè)試前材料為退火態(tài)
(b) 之前做過的熱處理對(duì)電阻有很大的影響，因?yàn)椴牧暇哂袝r(shí)效硬化的特性。上表的測(cè)試數(shù)據(jù)是退火態(tài)加少量時(shí)效硬化的材料在降溫過程中的測(cè)試數(shù)據(jù)
(c) 電阻測(cè)試樣件在室溫下的電阻值為355.5 ohm/circ mil/ft
*推定數(shù)據(jù)
Monelk500磁性
該材料一個(gè)非常實(shí)用的性質(zhì)就是無磁性，即使在很低的溫度下，依然保持無磁性。然而，在加工過程中使材料表面產(chǎn)生一層磁性膜也是可能出現(xiàn)的。熱處理可能會(huì)選擇性地氧化了鋁和銅，使材料表面產(chǎn)生一層具有磁性的鎳基膜。這個(gè)性質(zhì)對(duì)于細(xì)的絲材和帶材影響較大，因?yàn)樗麄兊谋砻娣e占的比重更大?？梢酝ㄟ^酸洗或浸亮工藝去除磁性膜，這樣就能恢復(fù)材料的無磁性質(zhì)了。K500兼具無磁性質(zhì)，高強(qiáng)度，良好的耐腐蝕性能，因此廣泛用于油井勘探設(shè)備和電子部件。
Monelk500機(jī)械性能
機(jī)械性能標(biāo)稱值范圍(a)
(a) 該范圍由各種產(chǎn)品尺寸的數(shù)據(jù)集合而成，不適用于具體用途
(b) 材料為時(shí)效硬化狀態(tài)，以獲取最高值
Monelk500熱處理
退火處理可以用于加工后軟化金屬基體，也可以用于溶解時(shí)效硬化相質(zhì)。雖然760°C-871°C這樣的低溫范圍也能獲取足夠的軟化效果，但是為了后續(xù)的時(shí)效硬化能達(dá)到最優(yōu)效果，建議熱加工產(chǎn)品的退火溫度采用982°C，冷拉產(chǎn)品的退火溫度采用1038°C。溫度超過982°C時(shí)， 晶粒增長(zhǎng)速度相當(dāng)快，如果是需要細(xì)致的晶粒結(jié)構(gòu)，就需要將高溫的熱處理時(shí)間控制到最短。
為得到最佳的時(shí)效反應(yīng)和最大的軟化結(jié)果，熱處理后需要馬上進(jìn)行有效的水淬處理。未能立即進(jìn)行水淬或者淬火速度很慢就會(huì)產(chǎn)生部分時(shí)效硬化相的沉淀，損害時(shí)效反應(yīng)。水淬液體中加2%（按體積）的酒精可以減小氧化作用并方便酸洗處理。
為達(dá)到最高性能，推薦使用下面的時(shí)效硬化工藝
1. 軟材料(140-180 Brinell, 75-90RB)
594°C-607°C保溫6個(gè)小時(shí)，然后進(jìn)行爐冷，按-9.5°C~ -3.9°C/小時(shí)的降溫速度降至482°C。從482°C降至室溫可以采用爐冷或者空冷，無需控制降溫速率。這個(gè)工藝適用于鍛造態(tài)，淬火和退火鍛造，退火態(tài)，熱軋條桿， 大直徑冷拉棒料（直徑大于1.5”）和軟化回火的絲材和帶材。
2. 中度冷作的材料（175-250Brinell，8-25RB）
593°C-607°C保溫8個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，然后冷卻至482°，降溫速率不超過-9.5°C~ -3.9°C/小時(shí)。如果材料只經(jīng)過了少量的冷作加工，保溫時(shí)間長(zhǎng)達(dá)16個(gè)小時(shí)，可獲取更高的硬度。一般來說，初始硬度為175-200Brinell的材料保溫時(shí)間都需要16個(gè)小時(shí)。接近250Brinell（25Rc）的材料保溫8個(gè)小時(shí)可全面達(dá)到硬度。該工藝適用于冷拉條、桿、半硬狀態(tài)的帶材和冷鐓材料。
3. 完全冷作的材料（260-325Brinell，25-35Rc）
527°C-538°C保溫6個(gè)小時(shí)，然后冷卻至482°C，降溫速率不超過-9.5°C~ -3.9°C/小時(shí)。 如果材料初始硬度為接近硬度下限，通過保溫8-10小時(shí)，可以獲取更高的硬度。該工藝適用于彈性回火的帶材，彈簧線材和重度冷作的工件，例如冷成型的小珠子。
注：冷卻可以按100°F分步進(jìn)行,每一步保溫4-6小時(shí).例如, 工藝1的熱處理過程是1100°F保溫16個(gè)小時(shí)+1000°F保溫4-6小時(shí)+900°F保溫4-6小時(shí). 但是按照上述1.2.3的工藝流程做熱處理通常得到性能更高的材料.
有些情況需要縮短熱處理時(shí)間,為了降低成本或者為了獲得一些中間性能. 很難一一確定具體的熱處理時(shí)間.建議按材料的橫截面規(guī)格投放試驗(yàn)件摸索熱處理時(shí)間.
過度人工時(shí)效會(huì)降低材料性能, 并且后續(xù)進(jìn)行的時(shí)效處理不能再提高材料性能. 為了加強(qiáng)過度人工時(shí)效的材料,必須進(jìn)行固溶處理(1800-1900°F), 重新溶解時(shí)效硬化的成分, 然后重新時(shí)效處理.冷作加工帶來的益處會(huì)被退火處理抵消.材料能夠達(dá)到的最高強(qiáng)度和退火及時(shí)效狀態(tài)有關(guān).
時(shí)效硬化的材料可以達(dá)到最高硬度,但是重新熱處理并不能改善材料性能.如果第一次熱處理的冷卻速度很快,在1050-800°F之間, 重新熱處理可能會(huì)稍微提升材料性能.如果硬化后的材料采用1100°F以上的溫度進(jìn)行熱處理, 然后冷卻, 材料性能會(huì)有所下降. 硬化后的K500需要在800°F長(zhǎng)時(shí)連續(xù)加熱. 第一個(gè)月會(huì)緩慢出現(xiàn)老化作用,后面再繼續(xù)加熱也不會(huì)出現(xiàn)大的變化.
Monelk500機(jī)加性能
K500的退火態(tài)、熱加工態(tài)和淬火態(tài)比較適合重型機(jī)加。時(shí)效硬化的材料可以精加至接近的精度然后再次精加。推薦的工藝步驟是先加工至偏大的尺寸，然后時(shí)效硬化，然后修至規(guī)定尺寸。時(shí)效會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)材料永久性收縮（約為0.0002in/in）。
Monelk500應(yīng)用的行業(yè)：
化學(xué)處理行業(yè)
海事工程
石油天然氣開采
Monelk500制造的零件：
離心泵
石油天然氣開采設(shè)備零部件
傳動(dòng)軸
泵軸
彈簧
閥門及閥門部件
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