Een uitgebreide gids voor op nikkel gebaseerde legering: Monel 400 (UNS N04400) - China leverancier van leidingoplossingen (2024)

Wat is Monel 400?

UNS N04400 of DIN W.Nr. 2.4360/2.4361, Monel 400 (ook bekend als “Alloy 400”) is een nikkel-koperlegering in vaste oplossing met hoge sterkte en uitstekende weerstand in een reeks media, waaronder zeewater, fluorwaterstofzuur, zwavelzuur en alkaliën. De Alloy 400 is ook zeer goed bestand tegen spanningscorrosie en putcorrosie in de meeste zoete en industriële wateren. Monel 400 wordt veel gebruikt op veel gebieden, zoals scheepsbouwkunde, chemische en koolwaterstofverwerkingsapparatuur, kleppen, smeedstukken, schachten, flenzen, pijpbeslag, bevestigingsmiddelen en warmtewisselaars.

Chemische samenstellingsvereisten van Monel 400

Typische fysieke eigenschappen

Mechanische eigenschappen van Monel 400

1). Opbrengststerkte – Temperatuur voor Monel 400 Groep A

*De “temperatuur” moet worden geïnterpreteerd als “niet overschrijden”.
*Groep A omvat Monel 400 (UNS N04400) materialen: (1) staaf ASME SB164, gegloeid; (2)naadloze pijp & buis van ASME SB165, gegloeid, met OD＞5″; (3)ASTM B564 smeedstukken, gegloeid.

2). Opbrengststerkte – Temperatuur voor Monel 400 Groep B

*De “temperatuur” moet worden geïnterpreteerd als “niet overschrijden”.

*Groep B omvat Monel 400 (UNS N04400) materialen:

• (1) Plaat van ASME B127, gegloeid;
• (2)Naadloze buis van ASME SB-163, OD<3″ gegloeid;
• (3) ASME SB165 naadloze buis en buis met OD≤5″, gegloeid;
• (4) Naadloze en gelaste fittingen van ASME SB-366, gegloeid.

3). Opbrengststerkte – Temperatuur voor Monel 400 Groep C

*De “temperatuur” moet worden geïnterpreteerd als “niet overschrijden”.

*Groep C omvat Monel 400 (UNS N04400) materialen:

• (1) Plaat van ASME SB127, zoals gewalst en getemperd;
• (2) Warmgewalste ronde staaf van ASME SB-164, OD≤14″.

4). Opbrengststerkte – Temperatuur voor Monel 400 Groep D

*De “temperatuur” moet worden geïnterpreteerd als “niet overschrijden”.
*Groep D omvat Monel 400 (UNS N04400) materialen: D₁-ronde staaf van ASME SB-164, koudgewalst en spanningsvrij, OD<0.5″; D₂-ronde staaf van ASME SB-164, koudgewalst en spanningsvrij, 3.5″₃-ronde staaf van ASME SB-164, koudgewalst en spanningsvrij, 0.5″≤OD≤3.5″; D₄-ronde staaf van ASME SB-164, koudgewalst en getemperd, OD<0.5″.

5). Opbrengststerkte – temperatuur voor Monel 400 Groep E

*De “temperatuur” moet worden geïnterpreteerd als “niet overschrijden”.
*Groep E omvat Monel 400 (UNS N04400) materialen: (1) ASTM B163 naadloze buis, spanningsvrij; (2) ASTM B165 naadloze buis en buis, spanningsvrij.

Treksterkte – Temperatuurtabel voor Monel 400 met verschillende vormen

1). Treksterkte – Temperatuurtabel voor Monel 400 Groep A

*De eenheid van temperatuur: °F, niet hoger dan; de eenheid van treksterkte: ksi.
*Groep A verwijst naar Monel 400-materialen in productvorm van: (1) bar ASME SB164, gegloeid, warm of koud bewerkt; (2) naadloze buis en buis van ASME SB165, gegloeid; (3) ASME SB564 UNS N04400 smeden, gegloeid; (4) plaat van ASTM B127, gegloeid; (5)naadloze buis van ASTM B163 met OD≤3″, gegloeid; (6)Gr.WPNC naadloze en lasfittingen van ASME SB-366, gegloeid.

2). Treksterkte – Temperatuurtabel voor Monel 400 Groep B

*De eenheid van temperatuur: °F, niet hoger dan; de eenheid van treksterkte: ksi.
*Groep B verwijst naar Monel 400-materialen in productvorm van: (1) Staaf of staaf van ASTM B164, heet bewerkt; (2) Plaat van ASTM B127, opgerold; (3) Ronde bar van ASME SB164 met 12″＜OD≤14″, heet bewerkt.

3). Treksterkte – Temperatuurtabel voor Monel 400 Groep C

*De eenheid van temperatuur: °F, niet hoger dan; de eenheid van treksterkte: ksi.
*Groep C verwijst naar Monel 400 ronde staven van ASME SB164 met OD≤12″, warmbewerkt.

4). Treksterkte – Temperatuurtabel voor Monel 400 Groep D

*De eenheid van temperatuur: °F, niet hoger dan; de eenheid van treksterkte: ksi.
*Groep D verwijst naar Monel 400 ronde staven van ASME SB164 met OD＜1/2″ & 3.5″＜OD≤4″, koudgewalst, spanningsvrij.

5). Treksterkte – Temperatuurtabel voor Monel 400 Groep E

*De eenheid van temperatuur: °F, niet hoger dan; de eenheid van treksterkte: ksi.
*Groep E verwijst naar naadloze buis van ASTM B163/B165 UNS N04400 naadloze buis of buis, spanningsvrij.

6). Treksterkte – Temperatuurtabel voor Monel 400 Groep F

*De eenheid van temperatuur: °F, niet hoger dan; de eenheid van treksterkte: ksi.
*a verwijst naar ASME SB164 UNS N04400 ronde staaf met 0.5″≤OD≤3.5″ koudgewalst en spanningsvrij.
*b verwijst naar ASME SB164 UNS N04400 ronde staaf met OD<0.5″ koudgewalst.

Lasbaarheid, verwerkbaarheid en warmtebehandeling

Monel 400 kan gemakkelijk worden samengevoegd door lasprocessen, waaronder booglassen met afgeschermd metaal (SMAW), booglassen met gaswolfraam (GTAW) en booglassen met gasmetaal (GMAW). Er moeten overeenkomstige vulstoffen of elektroden worden geselecteerd. Omdat Alloy 400 zachter is dan de meeste staalsoorten, kan het na het bewerkingsproces warm of koud worden gevormd in vrijwel elke vorm. Over het algemeen moeten Monel 400-producten worden uitgegloeid bij een temperatuur van 1470 ° F (volledig uitgloeien) en beitsen is vaak vereist om heldere en schone oppervlakken op de legering te verkrijgen.

Elasticiteitsmodulus van Monel 400

*De eenheid van elasticiteitsmodulus is “10⁶psi”.
*De elasticiteitsmoduli van Monel 400 bij verschillende temperaturen.

Thermische geleidbaarheid en thermische diffusie van Monel 400

1). Thermische geleidbaarheid van Monel 400 (UNS N04400)

*De eenheid van thermische geleidbaarheid is Btu/hr-ft-°F.

2). Thermische diffusievermogen van Monel 400 (UNS N04400)

*De eenheid van thermische diffusie is ft²/u.

Thermische uitzettingseigenschappen van Monel 400

1). Onmiddellijke thermische uitzettingscoëfficiënt van Monel 400

*A verwijst naar de momentane thermische uitzettingscoëfficiënt van Monel 400 met een eenheid van 10^-6inch/inch/°F.

2). Gemiddelde thermische uitzettingscoëfficiënt van Monel 400

*B verwijst naar de gemiddelde thermische uitzettingscoëfficiënt van Monel 400 met een eenheid van 10^-6inch/inch/°F.
*De temperatuurwaarden in de tabel moeten worden geïnterpreteerd als “van 70°F naar de aangegeven temperatuur”.

3). Lineaire thermische uitzetting van Monel 400

*C verwijst naar de lineaire thermische uitzetting van Monel 400 met een eenheid van inch/100 ft.
*De temperatuurwaarden in de tabel moeten worden geïnterpreteerd als “van 70°F naar de aangegeven temperatuur”.

De gegevens in de bovenstaande drie tabellen zijn ter informatie en er mag niet worden gesuggereerd dat Monel 3-materialen geschikt zijn voor alle weergegeven temperatuurbereiken.

Toelaatbare spanning – Temperatuur van Monel 400

1). Monel 400 Groep 1: Toelaatbare spanning – Temperatuurtabel

*Groep 1 verwijst naar Monel 400 bar, naadloze buizen en pijpen (>5″ in buitendiameter) en smeden in gegloeide toestand.
*De metaaltemperatuur moet worden geïnterpreteerd als “niet overschrijden”.

2). Monel 400 Groep 2: Toelaatbare spanning – Temperatuurtabel

*Groep 2 verwijst naar Monel 400 plaat, naadloze buis (≤3 ″), naadloze buis en buis (≤5 ″), naadloze en gelaste fittingen in gegloeide toestand.
*De metaaltemperatuur moet worden geïnterpreteerd als “niet overschrijden”.

3). Monel 400 Groep 3: Toelaatbare spanning – Temperatuurtabel

*Groep 3 verwijst naar Monel 400 warmbewerkte staven (ASME SB164) met zeshoekige doorsnede (54 mm ~ 102 mm).
*De metaaltemperatuur moet worden geïnterpreteerd als “niet overschrijden”.

4). Monel 400 Groep 4: Toelaatbare spanning – Temperatuurtabel

*Groep 4 verwijst naar Monel 400 gewalste plaat en warmbewerkte staaf of staaf met ronde, vierkante of rechthoekige doorsnede (305 mm ~ 356 mm).
*De metaaltemperatuur moet worden geïnterpreteerd als “niet overschrijden”.

5). Monel 400 Groep 5: Toelaatbare spanning – Temperatuurtabel

*Groep 5 verwijst naar Monel 400 warmbewerkte staven met ronde, vierkante of rechthoekige doorsnede ≤305 mm, of met zeshoekige doorsnede ≤54 mm.
*De metaaltemperatuur moet worden geïnterpreteerd als “niet overschrijden”.

6). Monel 400 Groep 6: Toelaatbare spanning – Temperatuurtabel

*Groep 6 verwijst naar Monel 400 naadloze buis (ASME SB163), naadloze buis en buis (ASME SB165) afgewerkt in spanningsverlichtende toestand.
*De metaaltemperatuur moet worden geïnterpreteerd als “niet overschrijden”.

Alle bovenstaande tabelwaarden zijn gebaseerd op ASME Boiler & Pressure Vessel Code Section II, Part D.

Productvormen en normen van Monel 400

De invloed van de verwerkingssnelheid en het warmtebehandelingssysteem op de UNS N04400 gelegeerde stalen buis

UNS N04400 is een nikkel-koperlegering, de chemische samenstelling (gew.%), Ni ≥ 63%, Cu 28% – 34%, Mn ≤ 2.0%, Fe ≤ 2.5%, Si < 0.5%, C < 0.3%, S ≤ 0.024%. De legering heeft een hoge sterkte, hoge corrosieweerstand en hoge slijtvastheid, beter bestand dan puur nikkel tegen corrosie van reducerende media en beter bestand dan puur koper tegen corrosie van oxiderende media; de corrosieweerstand van zwavelzuur en fosforzuur is zeer goed, vooral goede weerstand tegen corrosie van chloorzuur, hete geconcentreerde alkali heeft ook een uitstekende corrosieweerstand. Daarom wordt het veel gebruikt in de petrochemische industrie, de nucleaire industrie, de defensie-industrie en andere geavanceerde industriële velden.

1. Testprogramma

Voor koudwerkende gelegeerde buizen werd het belangrijkste onderzoek als volgt uitgevoerd:

• (1) Specificaties Φ36 mm x 3.2 mm, de verwerkingssnelheid van 50% van de buis, dat wil zeggen walsspecificaties voor Φ25 mm x 2.3 mm, de organisatie van de veranderingen in vijf gloeitemperaturen, evenals sterkte, verlenging van de relatie tussen de curven, de gloeitemperatuur van respectievelijk 650 ℃, 700 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, met 3 uur;
• (2) Verwerkingssnelheid van 27%, 56%, 67%, 83% van de buis, dat wil zeggen rolspecificaties voor Φ33 mm × 2.5 mm, Φ25 mm × 2.0 mm, Φ25 mm × 1.47 mm, Φ15 mm × 1.3 mm, met behulp van warmtebehandeling systeem voor 700 ℃ × 3h, de organisatie, de verandering van de rechtsstaat van eigendommen. Het testproces is knuppel → reparatie → inspectie → koudwalsen → beitsen → gloeien → rechttrekken → bemonstering.

2. Resultaten en discussie

2.1 Dezelfde verwerkingssnelheid (ε = 50%) onder de relatie tussen organisatie, eigenschappen en gloeitemperatuur
2.1.1 Relatie tussen organisatie en gloeitemperatuur
Figuur 1 voor de walsverwerkingssnelheid ε = 50%, de organisatie van de buis bij verschillende gloeitemperaturen.

Figuur.1 Microstructuur van de buis bij verschillende gloeitemperaturen
(a) 650 ℃ × 3 uur; (b) 700 ℃ × 3 uur; (c) 750 ℃ ​​× 3 uur; (d) 800 ℃ × 3 uur; (e) 850 ℃ × 3 uur
Zoals uit figuur 1 blijkt, is figuur 1 (a) een vezelachtige koudwerkende organisatie, maar het lokale begin van kiemvorming is de organisatie niet bevorderlijk voor de achterkant van het koude bewerken en koudvormen; Figuur 1 (b) – (d) voor de equiaxiale organisatie is de korrelgrootte uniform, bevorderlijk voor koud bewerken en koud vormen; Figuur 1 (e) van de organisatie is ook een uniforme equiaxiale organisatie, maar de korrels zijn gegroeid om de sterkte-eigenschappen van het materiaal te verminderen, wat de plasticiteit van het spel beïnvloedt.
2.1.2 Relatie tussen prestaties en gloeitemperatuur
Figuur 2 voor de walsverwerkingssnelheid ε = 50%, verschillende gloeitemperaturen en de prestaties van de buis.

Figuur 2 UNS N04400-buisprestaties van gelegeerd staal versus temperatuurcurve
Zoals te zien is in figuur 2, neemt de ontlatingstemperatuur van 650 ℃ – 700 ℃ snel af, de treksterkte van 640 MPa tot 510 MPa, de vloeigrens van 500 MPa tot 225 MPa, terwijl de rek snel stijgt van 16.5% naar 41%; 700 ℃ – 800 ℃, de veranderingen in sterkte en rek zijn niet duidelijk, de treksterkte van 510 MPa tot 495 MPa, en de verlengingssnelheid neemt snel toe van 16.5% naar 41%; 700 ℃ – 800 ℃, sterkte- en verlengingsveranderingen zijn niet duidelijk, treksterkte van 510 MPa tot 495 MPa, en de reksnelheid neemt toe tot 425 MPa. Tussen 700 ℃ – 800 ℃ zijn de veranderingen in sterkte en rek niet duidelijk, de treksterkte van 510 MPa tot 495 MPa, vloeigrens van 225 MPa tot 205 MPa, rek van 35.5% tot 39.5%; maar wanneer de gloeitemperatuur hoger is dan 850 ℃, neemt de rek af. Uit figuur 2 kan worden geconcludeerd dat de gloeitemperatuur 850 ℃ bedraagt ​​wanneer het graan grof is, waardoor de plasticiteitsindex wordt verlaagd.
2.2 Relatie organisatie, eigenschappen en verwerkingssnelheid
2.2.1 Relatie tussen organisatie en verwerkingssnelheid
Figuur 3 toont de gloeitemperatuur bij 700 ℃ × 3 uur, verschillende verwerkingssnelheden wanneer de organisatie verandert.

Figuur.3 Microstructuur van de buis bij verschillende verwerkingssnelheden
(a) e=27%; (b) e=56%; (c) e=67%; (d) ε=83%.
Zoals uit figuur 3 blijkt, is de grootte van de korrels in de metallografische afbeeldingen van verschillende verwerkingssnelheden verschillend; de verwerkingssnelheid van minder dan 30% en de verwerkingssnelheid van meer dan 80% van de verkregen korrels zijn grover, de eerste vanwege de kritische vervorming, en de laatste vanwege de secundaire herkristallisatie, de korrels zijn grof na herkristallisatie; Ter vergelijking: de verwerkingssnelheid ligt in het bereik van 30% - 80%, de vervorming van de korrels na herkristallisatie kan worden verkregen nadat de korrel gelijkmatig fijne korrels is.
2.2.2 Relatie tussen prestatie en verwerkingssnelheid
Figuur 4 voor het warmtebehandelingssysteem 700 ℃ × 3 uur, verschillende verwerkingssnelheden onder de prestaties van de buis.

Figuur.4 UNS N04400 gelegeerd stalen buisprestatie- en verwerkingssnelheidsrelatiecurve
Zoals uit figuur 4 blijkt, zijn de sterkte en rek lager als de verwerkingssnelheid <30% of >80% is, en als de verwerkingssnelheid tussen 30% en 80% ligt, zijn de mechanische eigenschappen lager. zijn bevredigender.

3. Conclusie

• (1) Met een verwerkingssnelheid in het bereik van 30% – 80% kan een meer uniforme fijne korrel worden verkregen, sterkte en rek zijn ideaal;
• (2) Voor de UNS N04400 gelegeerd stalen buis met een verwerkingssnelheid van 50% wordt het gloeiregime van 700 ℃ – 800 ℃ × 3 uur aangenomen en zijn de eigenschappen stabiel.

Auteur: Li Baoxia