镍及镍合金 · Alloy K-500 / Monel K-500 / UNS N05500 / 2.4375
Monel K-500 (UNS N05500): 弥散硬化镍铜合金工程手册
Monel K-500 (UNS N05500) 合金技术数据表
| 产品形式 | 合金名称 | 主要规格 | 类似牌号 | 类似牌号 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 管材、板材、带材、棒材、扁钢、六角棒、线材、锻件、无缝和焊接管、管件、法兰、板坯 | Alloy K500, Monel K500, Nicorros Al, VDM Alloy K-500, UNS N05500 | ASTM: B 865 | ASME: SB 865, BS 3072-3076 | W.Nr.: 2.4375, 2.4374 | DIN: NiCu30Al - 17743, 17752-17754 | BS: NA 18 - 3072, 3073, 3074, 3076 | ISO: 6208, 9723-9725 |
Monel K-500 (UNS N05500) 是一种镍铜合金，通过弥散硬化进行强化。其独特的性能通过在 Monel 400 的基础基体中加入铝和钛来实现。在热处理过程中，这些元素形成亚微观金属间化合物颗粒 γ' (Ni3(Al, Ti))，它们阻碍了晶格中位错的运动。这使得与 Monel 400 相比，强度和硬度显著提高，同时保持了其卓越的耐腐蚀性。
高机械强度与非磁性（直至低温）的结合使得 EV Group China 生产的 K-500 合金产品在关键应用中不可或缺。这些应用包括离心泵的轴和叶轮、石油和天然气行业井口设备的组件、非磁性钻杆 (NUBT)，以及在海水和酸性介质中运行的高负荷紧固件和弹簧。
Monel K-500 化学成分规格，%
| Ni | >63,0 |
|---|---|
| Cu | 27,0-33,0 |
| Al | 2,35-3,15 |
| Ti | 0,35-0,85 |
| Fe | <2,0 |
| Mn | <1,50 |
| C | <0,25 |
| Si | <0,50 |
| S | <0,01 |
室温下的机械性能（时效状态）
| 抗拉强度 | 屈服强度 (0,2%) | 延伸率 |
|---|---|---|
| 160 ksi / 1100 兆帕 | 115 ksi / 790 兆帕 | 20% |
K-500 合金的物理热常数
材料密度为 8.44 克/立方厘米。关键特点是其非磁性特性在超低温下也能保持。Monel K-500 的居里点在 -101 °C 左右，这使其成为低温技术和高精度导航设备的理想选择。
| 熔化区间 | 比热容 | 弹性模量 | 导热系数 | 电阻率 |
|---|---|---|---|---|
| 1315-1350 °C | 419 焦耳/千克*°C | 179 千牛/平方毫米 | 17.5 瓦/米*°C | 0.615 微欧姆*米 |
该材料完全符合 NACE MR0175 / ISO 15156-3 标准中关于在含硫化氢 (H₂S) 介质中使用的要求。这证实了其对硫化物应力腐蚀开裂 (SSC) 的抵抗力，这是石油和天然气设备的关键要求。
耐腐蚀性和焊接工艺
W.Nr. 2.4375 (Nicorros Al) 合金在各种侵蚀性介质中表现出卓越的钝化性能，包括快速流动的海水，在这些介质中，它在抗点蚀和缝隙腐蚀方面优于许多不锈钢。它对大多数有机酸、碱和中性盐呈惰性。焊接可使用 GTAW (TIG) 或 GMAW (MIG) 方法，并使用 Monel 60 填充材料进行。值得注意的是，为了恢复焊接接头的强度特性，需要进行后续热处理（时效）。
EV Group China 的 Monel K-500 合金的主要优势
- 时效处理后，强度和硬度比 Monel 400 增加约 2-3 倍。
- 在高达 650 °C 的温度下保持高机械性能，确保高温应用中的可靠性。
- 几乎完全非磁性 (µ < 1.02)，对导航和测量设备至关重要。
- 对腐蚀疲劳和空蚀具有高抵抗力，特别是在海洋环境中。
行业应用和典型组件
- 海洋工程和造船：螺旋桨轴和泵轴、海洋平台紧固件、海水系统阀门和泵。
- 石油和天然气工业：非磁性加重钻杆 (NUBT)、测井工具、阀门、阀杆和用于酸性井口（酸性工况）的采油树组件。
- 航空航天工业：陀螺仪组件、传感器、航空结构紧固件。
- 化学工程：刮板、搅拌器叶片、用于处理氢氟酸、浓碱和非氧化性酸的弹簧和阀门。