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Monel400蒙乃爾合金制造及熱處理工藝

  蒙乃爾 400 (monel 400)

  一、引言

  蒙乃爾 400 是單相固溶體 Ni-Cu 合金 , 它在許多介質(zhì)環(huán)境中具有良好的耐腐蝕性。從輕微的氧化介質(zhì)環(huán)境到中性環(huán)境 , 適宜的恢復(fù)環(huán)境 , 耐腐蝕性好。這種合金作為耐腐蝕材料有著悠久的歷史。在 20 今天的蒙乃爾,人們試圖使用含銅量高的鎳礦冶煉合金 400 鎳銅含量與原礦石相似。

  蒙乃爾就像商業(yè)純鎳一樣 400 因此,這種材料往往需要回火來提高其強度。

  其特點可概括如下:

  1、 在海洋和化學(xué)環(huán)境中具有良好的耐腐蝕性;

  2、 對氯離子應(yīng)力腐蝕開裂不敏感;

  3、 從零度以下到 550 ℃機(jī)械性能好;

  4、 被 ASME 認(rèn)可可認(rèn)可 -10~425 ℃下部壓力容器;

  5、 加工焊接性能好。

  上180海1796雄2881鋼

  三、材料標(biāo)準(zhǔn)

  ASTM: 美國材料試驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn); ASME : 美國機(jī)械工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn); AMS : 美國軍標(biāo)

  四、物理性能

  密度: 8.8 g/cm 3 熔點范圍: 1300~1350 ℃

  五. 能和應(yīng)用

  蒙乃爾 400 耐腐蝕性優(yōu)異的中性環(huán)境、堿、鹽環(huán)境,已成為鹽廠的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用材料。

  這種合金材料是耐氟、氫氟酸、氟化氫或衍生物的稀有金屬。

  這種合金材料是一種罕見的金屬,可以耐氟、氫氟酸、氟化氫或其衍生物。它在燒堿中也很耐腐蝕,在海水環(huán)境中具有類似銅基合金的耐空氣泡腐蝕性,在硫酸、鹽酸等環(huán)境中,特別是在沒有空氣的情況下。但是,它不包含在材料中 Cr ,氧化環(huán)境中腐蝕率會大大提高。

  雖然蒙乃爾 400 氯離子應(yīng)力腐蝕開裂具有良好的抗性,但應(yīng)力腐蝕開裂發(fā)生在汞或潮濕的氟化氫氣體環(huán)境中。此時,應(yīng)注意材料的消應(yīng)力熱處理。

  典型的工程應(yīng)用如下:

  1、 供水蒸汽發(fā)生器管道系統(tǒng);

  2、 鹽廠加熱器和蒸發(fā)器的主題部分;

  3、 硫酸和氫氟酸的烷化裝置;

  4、 工業(yè)換熱器;

  5、 原油蒸餾裝置中的復(fù)合板;

  6、 近海裝置防浪罩;

  7、 海水系統(tǒng)中的推進(jìn)器和泵軸;

  8、 核燃料生產(chǎn)中的鈾和同位素分離系統(tǒng);

  9、 烴氯化生產(chǎn)中的泵和閥;

  10、 MEA 再沸管。

  五、性能

  室溫下最小機(jī)械性能

  * 英國國家標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了值

  德國國家標(biāo)準(zhǔn) VdT üV- Wbl 最小機(jī)械性能

  ISO 標(biāo)準(zhǔn) V 形槽沖擊強度:(平均值)

  退火狀態(tài) ≥ 150 J/cm 2

  消除應(yīng)力 ≥ 100 J/cm 2

  七、制造和熱處理

  蒙乃爾 400 傳統(tǒng)的工藝方法很容易制造。

  1 、加熱

  蒙乃爾應(yīng)在熱處理前確保 400 清潔表面很重要。

  1 、加熱

  蒙乃爾應(yīng)在熱處理前確保 400 清潔表面很重要。

  若蒙乃爾在加熱過程中 400 表面存在 S 、 P 、 P b 或者其它低熔點金屬和其它污染物可能會削弱合金的性能。污染物的來源主要包括標(biāo)記筆痕跡、溫度指示漆、潤滑油和爐氣。爐氣必須含硫量低。

  爐氣應(yīng)中性或輕微還原,爐氣不得在還原和氧化之間波動。爐內(nèi)火焰不能直接影響材料。

  2 、熱加工

  蒙乃爾 400 可以在 800~1200 ℃但加工在范圍內(nèi),但在范圍內(nèi) 925 ℃下面只能做輕微的鍛造。熱彎曲可在 1025~1200 ℃兩者之間。熱加工需要先加熱爐溫度 1200 ℃,然后蒙乃爾 400 加熱材料。

  材料加熱應(yīng)遵循一個標(biāo)準(zhǔn):每個標(biāo)準(zhǔn): 100 mm 厚加熱 60 分鐘。加熱時間一到,立即取出材料進(jìn)行熱加工。若材料溫度在熱加工過程中降至最低熱加工溫度以下,則應(yīng)重新加熱。

  3 、冷加工

  蒙乃爾冷加工 400 材料必須退火。由于其加工硬化率略高于碳鋼,應(yīng)適當(dāng)改變成型設(shè)備。冷加工成型應(yīng)在工藝間退火。

  冷變形有時用于提高機(jī)械性能。若材料用于易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕和開裂的環(huán)境,如汞和潮濕的氟化氫氣體,建議進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。

  4 、熱處理

  蒙乃爾 400 材料的退火溫度一般為 700~900 ℃,在 825 ℃時效最合適。快速空冷處理后可獲得良好的耐腐蝕性。

  退火溫度與材料的最終晶粒尺寸直接相關(guān),因此應(yīng)仔細(xì)考慮退火參數(shù)。

  此外,退火爐中的氣體硫含量必須較低,以避免材料脆化。消除應(yīng)力熱處理通常是 300 ℃低溫保溫 1~3 小時即可。

  對力消除熱處理溫度一般控制在管道上 550~650 ℃。

  熱處理前必須注意材料表面的清潔。

  5 、除垢

  蒙乃爾 400 焊縫附近的氧化物和污漬比不銹鋼材料更緊密。砂輪或鹽浴可用于硝酸和氫氟酸混合酸洗前的預(yù)處理 。

  6 、機(jī)加工

  蒙乃爾 400 退火時應(yīng)加工材料。 冷成型和應(yīng)力消除后的材料更容易加工, 對該材料的加工硬化要有足夠的了解,如表面切割速度小于碳鋼,刀具要連續(xù)運行。刀具的進(jìn)入量應(yīng)該很大,以避免表面硬化層。

  加工工具應(yīng)為鎳 基 不銹鋼刷用于合金和高合金不銹鋼專用刀具的刷焊縫。剪切機(jī)、壓力機(jī)、卷板機(jī)等制造加工機(jī)械應(yīng)采取措施,避免鐵雜質(zhì)污染。加工現(xiàn)場應(yīng)清理干凈,并與碳鋼加工現(xiàn)場分開。

  7 、焊接

  蒙乃爾 400 材料的焊接坡口適用于機(jī)械

  加工方法完成后,應(yīng)避免邊坡拋光

  部過熱。與碳相比,鎳合金與高合金不銹鋼

  鋼具有明顯的物理差異,其熱傳導(dǎo)

  系數(shù)低,熱膨脹系數(shù)大, 對于這點焊

  用夾緊和大焊腳連接( 1-3 mm )等方

  法來解決。因為蒙乃爾 400 焊接熔化金的材料

  流動性差,應(yīng)采用大坡角

  ( 60-70 °)設(shè)計使焊絲填充焊縫。

  焊前用丙酮清洗坡口和焊條 , 焊接方法用

  GTAW 是的,焊絲用 ERN i Cu-7 .

  蒙乃爾 400 焊接前不需要預(yù)熱,一般不需要預(yù)熱

  由于加工材料強度高,焊后需要熱處理

  改進(jìn)對以后的使用有一定的好處。

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