Состав и свойства Monel 400 в зависимости от температуры

Monel 400 - UNS N04400, также опубликованный как W.Nr 2.4360 и 2.4361Это одно из двух предложений, которое обозначает обе половины того, что должно быть сказано на странице с свойствами:Состав определяет характер сплава, и количество работы, вложенной в него, определяет каждую силу, которую вы можете купить.

Состав состоит из никеля в 63,0% минимум с меди между 28,0% и 34,0%, а остаток представляет собой небольшой набор остатков, которые удерживаются и не добавляются.Что делает сплав полезным, так это растворимость двух основных элементов друг в друге: они взаимно растворимы во всех пропорциях, поэтому структура однофазная, с кубической решеткой в центре лица и параметром решетки 3,534 Å. Нет второй фазы для осаждения,Вот почему в этом сплаве нет обработки старения и единственный доступный механизм отверждения - деформация..

Прочитав так, свойства Монеля 400 делятся на две группы, которые ведут себя совершенно по-разному.диапазон плавления и тепловые свойства определяются химией и температурой, и никакое решение обработки не меняет их. те, которые клиент фактически указывает перемещаются по широкому диапазону,потому что они следуют от того, сколько холодной работы часть видела и что термическая обработка пришла после негоНиже приведенные разделы отделяют две группы, а затем следуют за сплавом до обоих концов его температурного диапазона, где его поведение наиболее характерно.

Состав и роль каждого элемента

Серовая линия - это та, которая проникает в магазин вместо того, чтобы оставаться на листе данных.опубликованная практика отжига требует безсерной редукционной атмосферы, а также маркировочные карандаши, жир и некоторые огнеупорные материалы должны находиться вдали от части, которая поступает в печь.Это требование изготовления, которое следует непосредственно из ограничения состава..

Как работа влияет на недвижимость

Это стол, с которого покупатель действительно заказывает, и расстояние, которое он содержит, шире, чем большинство людей ожидают от одного сплава.Что изменится в том состоянии, в котором он был поставлен?.

Две вещи в этой таблице определяют большинство заказов. Первое, что холодная работа - это весь механизм, так что сила, которую вы получаете, - это сила, которую вы просили, указав темперамент.Переход от отжиженного листа к пружинной затяжной ленте примерно удваивает прочность и снижает удлиняемость с 35% до значения, которое может быть ниже 2%.Во-вторых, опубликованная примечание к этим линейкам является ясным: это композиты для различных размеров продукции, и они не подходят для целей спецификации.Таким образом, заказ на покупку называет форму, условия и стандарта, и берет свои минимумы из стандарта, а не из таблицы, как эта.

Стоит отметить еще одно последствие однофазной структуры: поскольку нет реакции осаждения, нет ничего, чтобы перестать и не планировать лечение старения.Тепловые обработки, которые существуют для этого сплава выполняют другую работу: отжигание полностью смягчает затвердевший материал, а снятие напряжения уменьшает остаточные напряжения без перекристаллизации структуры зерна.

Прочность и ломкость при понижении температуры

Это свойство, которое наиболее четко отличает Монель 400 от сталей, и оно идет в противоположном направлении, чем ожидают большинство инженеров.сплав становится сильнее и сохраняет свою пластичность в то же времяНет перехода к хрупкому поведению.

Между комнатной температурой и −423 °F прочность на растяжение повышается с 92 кси до 142 кси, что примерно вдвое сильнее,и удлинение поднимается с ним вместо того, чтобы падатьВ опубликованной оценке сплава отмечается, что это поведение сохраняется в значительном диапазоне температур.и практическим следствием является то, что криогенное задание не требует изменения материала из-за прочности..

В таблице приводятся два опубликованных предостережения: показания для условий холодного натяжения и отжига применяются к размерам диаметром от 0,032 до 0,250;и источник утверждает, что свойства для других размеров могут отличаться от этихИ холодный вытянутый ряд, испытанный при комнатной температуре после того, как он был удержан при -110 ° F в течение нескольких часов, дал более низкую прочность, чем ряд, испытанный при температуре,что это та деталь, которая имеет значение только в том случае, если спецификация требует впитывания вместо испытания.

Жесткость при температуре, что является одной и той же историей

Испытания на ударах рассказывают ту же историю более четко, потому что испытание на прочность - это то, где сталь с переходной температурой потерпит неудачу.

В опубликованной оценке отмечается, что не было обнаружено никаких признаков хрупких переломов, и что металл сварки, испытанный в той же программе, переломился в сварке, а не в пластине.Также есть записка о образцах торсионного удара.Попытки создать в них переломы путем уменьшения минимальной площади на 75% не увенчались успехом из-за прочности материала.

Окна изготовления

Поскольку сплав затвердевает только при холодной обработке, термическая обработка не повышает его прочность, а восстанавливает пластичность и устраняет напряжение.

Различие между ослаблением напряжения и уравнением напряжения наиболее часто упускается из виду.и магазин, который заменяет один на другой не получит результат, который просил рисунок.

Сварный отстой при температуре

Сплав соединяется с соответствующим наполнителем, и опубликованные данные о полностью сварных металлах показывают, как поведение отложения по мере его нагрева.потому что соединение при температуре ограничено его самым слабым компонентом.

Последний ряд имеет значение, потому что 1000 ° F, или 538 ° C, это температура, при которой сплав достигает конца полезного диапазона в воздухе.В то время отложение все еще несет 386 МПа напряжения., что является полезной цифрой, и сокращение площади снизилось до 24,5%, что является числом, которое ограничивает, сколько соединение при этой температуре может рассчитывать разместить.

Полноразмерный задницевой сустав ведет себя по-другому, чем полностью сварный металл, и опубликованные данные показывают, что поперечные испытания на сварке все сломались в сварке, а не в пластине,который является ожидаемым результатом, когда отложение слабее, чем материнский металлТепловая обработка 1150 °F в течение 10 часов с последующим охлаждением воздухом не изменила свойства сварки при комнатной температуре в какой-либо полезной степени,что согласуется с тем, что отложение не имеет реакции старения, чтобы развить.

Исследование, из которого было взято издание, и почему его номера нельзя использовать

В опубликованной версии данной страницы представлены метод и результаты исследования на горячей тяге, и исследование описано достаточно точно, чтобы определить:устройство для теплового моделирования Gleeble-1500D, образец диаметром 6 мм и длиной 120 мм, нагретый при температуре 10 °C в секунду до 1100 °C и удерживаемый в течение трех минут, затем охлажденный при температуре 3 °C в секунду до температуры испытания 600, 700, 800, 900,1000 и 1100 °C, напряженный на 10⁻³в секунду в вакууме, с поверхностями перелома, исследованными с помощью сканирующего электронного микроскопа.

Оказание пластичности соответствует тому, что можно ожидать из опубликованных рабочих диапазонов:В исследовании сообщается, что высокотемпературная пластичность повышается с температурой до пика около 900 °C, а затем снова падает., и 900 °C находится внутри опубликованного рабочего окна от 927 до 1177 °C, в то время как 1100 °C находится вблизи его вершины.Во-вторых, образец, содержащийся при температуре 1100 °C в течение трех минут до испытания, был эффективно отжиган., так что цифры описывают прожектованный материал, а не состояние, в котором обычно поставляется сплав.

Данные о прочности не могут быть переизданы как свойства этого сплава.Опубликованные краткосрочные данные о том же сплаве записываются 55.95 ksi, что составляет 386 МПа, для полностью сварного металла при 1000 °F или 538 °C, а сварный металл обычно является более слабым компонентом соединения.При температуре выше 106 МПа это примерно в 3-4 раза меньше, чем предполагают опубликованные данные., и расхождение достаточно большое, чтобы число должно рассматриваться как специфическое для этой одной тестовой конфигурации.

Предпосылки исследования также следует рассматривать в контексте опубликованной оценки сплава.Исследование было проведено из-за тенденции к жаркому трещину, отчасти обусловленной низкой теплопроводностью и низким коэффициентом расширения., но опубликованное описание Monel 400 указывает на то, что он легко соединяется с обычными процессами, что он имеет хорошую свариваемость и что он может быть горячо сформирован практически в любую форму.Эти две позиции не несовместимы, поскольку исследование может полезно исследовать проблему внутри материала, который в целом работоспособен, и они не должны рассматриваться как общее предупреждение против сварки сплава.Различие стоит сохранить, поскольку та же низкая теплопроводность, которая концентрирует тепло в бассейне сварки, также является причиной того, что сплав сохраняет свою прочность при повышении температуры.

Вопросы покупателей

Каков химический состав Монеля 400?

Никель на 63,0% минимум и медь на 28,0-34,0%, с балансом никеля и остатков, удерживаемых: углерод на 0,3% максимум, железо на 2,5%, марганец на 2,0%, кремний на 0.5% и серы в 0.024 %. Число никеля является минимальным, а не диапазоном. Он определяется по разнице. Опубликованные таблицы данных иногда дают диапазон никеля от 63,0 до 70,0%.

Как укрепить Monel 400?

Никель и медь являются взаиморастворимыми во всех пропорциях, поэтому сплав является однофазным с кубической решеткой в центре лица и нет второй фазы для осаждения.Таким образом, для этого сплава нет обработки старения, а прочность поставленной части зависит от количества холодной работы. Это противоположное положению с степенью отверждения осадками, такой как Monel K500.

Какой диапазон силы доступен из одной композиции?

Примерно в два раза между крайностями, и крайности не близки друг к другу.Проливная лента из того же сплава достигает 690-965 МПа с удлинением до 2%.Поэтому в заказе покупателя должно быть указано название сплава, а также его температуру, потому что именно состояние определяет его прочность.

Монель 400 ломается при низкой температуре?

Нет, и это делает наоборот. кованый материал, испытанный при −423 ° F, что составляет −253 ° C, показывает прочность на растяжение 142 кси против 92 кси при комнатной температуре, при этом удлинение увеличивается с 31% до 38%.5 %Значения зазора V при одной и той же температуре варьируются от 121 до 219 футов в зависимости от ориентации, и опубликованная оценка не содержит никаких доказательств хрупких переломов.Это причина выбрать сплав для криогенной службы, а не ограничение его.

Какова температура работы и отжига?

Горячая обработка длится от 1700 ° F до 2150 ° F, или от 927 ° C до 1177 ° C, с оптимальной температурой около 2000 ° F, и сплав никогда не должен нагреваться выше 2150 ° F, потому что это может привести к постоянному повреждению.Отжигание производится при температуре от 1600 до 1800 °F в течение 2 до 10 минут методом открытого нагрева, или 1400 - 1500 °F в течение 1 - 3 часов в коробке отжигания, с общим диапазоном от 1300 до 1800 °F. Нижний конец диапазона используется с более длительным временем для поддержания тонкого размера зерна.Атмосфера отжига должна быть безсерной, уменьшающей..

В чем разница между снятием стресса и устранением стресса?

Устранение напряжения осуществляется при температуре от 1000 до 1050 °F в течение 1-2 часов и уменьшает остаточное напряжение без рекристаллизации структуры зерна.Уравнение напряжения осуществляется путем удержания в течение примерно 3 часов при 575 ° F и повышает прочность урожая до 0Замена одного на другое не приводит к результату, требуемому чертежом.

Резюме

Monel 400 представляет собой однофазный твердый раствор никель-медь, UNS N04400 и W.Nr 2.4360 или 2.4361, который может быть отвержден только при холодной обработке. состав Никель в 63,0% минимум с меди между 28,0% и 34,0%,и поскольку эти два элемента являются взаиморастворимыми, не происходит реакции осаждения и не обрабатывается старением.Следовательно, свойства подразделяются на те, которые определяются составом, таким как плотность, модуль и диапазон плавления, и те, которые определяются условием подачи материала,где опубликованные диапазоны варьируются от 482 MPa в области тяги в отжиженном листе до 965 MPa в пружинной лентеПри понижении температуры сплав набирает прочность, сохраняя свою пластичность, достигая 142 кси в кованом материале при -423 ° F без признаков ломкости.При повышении температуры полезный предел в воздухе составляет 1000 ° F, рабочее окно нагревается от 1700 до 2150 ° F, а отложение сварки все еще несет 386 МПа при 1000 ° F.

Monel 400 поставляется из Чанчжоу, Цзянсу в листе, пластине, ленте, стержню, ствол, проволоку, кованые изделия, цепь и трубы без швов, и конденсаторные трубы, в отжигании, снятие напряжения, полутвердые,условия полной твердости и весенней температуры, из завода, который имеет сертификацию ISO 9001 и проверяется SGS. Отправьте форму, температуру и температуру службы, и свойства следуют из этих трех ответов.

Ссылки

1. Специальные металлы технический бюллетень SMC-053, MONEL никель-медный сплав 400. Источник для пределов состава, плотности 8,80 г/см3 и диапазона плавления, модуля эластичности при напряжении,сжатие и искривление с соотношением Пуассона, температуру Кюри и его примечание, описание сплава как бинарного твердого раствора с параметром кубической решетки в центре лица 3,534 Å,механические свойства различаются по форме и состоянию, низкотемпературные таблицы прочности натяжения и удар, примечание о том, что опубликованные диапазоны представляют собой композитные материалы, которые не подходят для целей спецификации,Кратковременные свойства всего сварного металла при температуре, результаты испытаний поперечного сварки и таблицы твердости температуры для листа и ленты.
2. В том же бюллетене, по термической обработке и изготовлению.Заявление о том, что сплав образует крепкую оксидную пленку, когда после нагрева он охлаждается на воздухе, заявление о том, что скорость охлаждения не оказывает существенного влияния, обработка с уравнением напряжения при 575 °F и ее влияние на 0,00 % устойчивость к замещению,заявление о том, что рост зерна происходит при нагревании материала до повышенной температуры, рабочий потолок на температуре 2150 ° F с предупреждением о том, что это может привести к постоянному повреждению, и указание, что ни в коем случае сплав не должен нагреваться выше этого показателя.
3. Опубликованные технические данные для сплава 400, распространенные