浏览数量： 9 作者： 本站编辑 发布时间： 2025-05-26 来源： 本站
蒙乃尔 K-500 (UNS N05500 / W.Nr. 2.4375) 是一种镍铜合金，结合了蒙乃尔合金400优异的耐腐蚀性能，具有更高的强度和硬度的额外优势. 它不仅继承了蒙乃尔系列合金的优良耐腐蚀性能，还通过添加铝和钛等元素进一步提升了其机械性能，尤其在高强度和抗疲劳性能方面表现出色。并在受控条件下加热，使 Ni3 的亚微观颗粒 (你, 铝) 在整个基质中沉淀. 用于实现沉淀的热处理通常称为时效硬化或时效.
蒙乃尔 K-500适合在高硫、高蜡油藏地质开采条件下作业。 由于该合金没有塑脆转变温度，因此非常适合各种低温设备。 蒙乃尔 K-500合金具有高强度、耐腐蚀、无磁等优异的机械性能，还可用作泵轴材料。
（一）卓越的耐腐蚀性
Monel K-500蒙乃尔合金具有优异的耐腐蚀性能，尤其在海洋环境中表现出色。它能够抵抗海水、盐雾以及多种化学介质的侵蚀，包括酸性、碱性和盐类溶液。这种合金在含氯环境中不会发生应力腐蚀开裂，因此被广泛应用于海洋设备和化工管道中。
（二）高强度和抗疲劳性能
Monel K-500 蒙乃尔合金通过添加铝和钛等元素，进一步提升了其机械性能。它在常温下具有高强度和高韧性，此外，该合金还具有优异的抗疲劳性能，能够在反复加载的条件下保持良好的机械性能。
（三）良好的加工性能
Monel K-500 蒙乃尔合金具有良好的加工性能，可以通过锻造、轧制、焊接等多种工艺进行加工。它在冷加工过程中表现出色，能够承受较大的变形而不易开裂。
（四）低磁性
Monel K-500 蒙乃尔合金具有低磁性，这使其在需要低磁干扰的环境中具有独特的优势。
Element | Min % | Max % |
Ni | 63 | 70 |
Co | – | 2 |
Cu | 27 | 33 |
Fe | – | 2 |
Al | 2.3 | 3.15 |
C | – | 0.25 |
Si | – | 0.5 |
Mn | – | 1.5 |
Ti | 0.35 | 0.85 |
S | – | 0.01 |
Mechanical Properties-UnagedA(Bar,Rod,Forgings) | |||
Form | Condition | Hardness | |
Brinell 3000 kg,max | Rockwell,max | ||
Rounds,B hexagons,squares,rectangles,and forgings | Hot-worked | 245 | C23 |
Hexagons | Cold-worked | 260 | C26 |
Rounds: | |||
/4(6.4 mm)to 1 in. (25.4 mm),incl | Cold-worked | 280 | C29 |
Over 1 (25.4 mm)to 3 in. (76.2 mm),incl | Cold-worked | 260 | C26 |
Over 3(76.2 mm)to 4 in. (101.6 mm),incl | Cold-worked | 240 | C22 |
Rounds,hexagons,squares,rectangles,and forgings | Hot-worked or coldworked and annealed | 185 | B90 |
Mechanical Properties-Age-HardenedA(Bar,Rod,and Forgings) | |||||||
Form | Condition | Maximum Section | Tensile | Yield Strength,0.2 | ElongationB in 2 | HardnesSC | |
Brinell | Rockwell | ||||||
Rounds,hexagons, | Hot-worked and | All sizes | 140(965) | 100 (690) | 20.0 | 265 | 27 |
Rounds | Cold-worked and | 14(6.4)to 1 | 145(1000) | 110(760) | 15.0 | 300 | 32 |
over 1 (25.4)to 3 | 140(965) | 100 (690) | 17.0 | 280 | 29 | ||
over 3(76.2)to 4 | 135(930) | 95(655) | 20.0 | 255 | 25 | ||
Hexagons | Cold-worked and | 4(6.4)to 2 | 140(965) | 100(690) | 15.0 | 265 | 27 |
Rounds,hexagons, | Annealed and | Up to 1(25.4) | 130(895) | 90 (620) | 20.0 | 250 | 24 |
1(25.4)and over | 130(895) | 85(585) | 20.0 | 250 | 24 | ||
1. 棒材 (Bar / Rod):
圆棒 (Round Bar): 这是最常见的形式，有各种直径可供选择，用于加工轴、销、紧固件、泵和阀门部件等。
方棒 (Square Bar): 适用于需要方形截面的应用。
六角棒 (Hex Bar): 通常用于螺栓、螺母等紧固件的制造。
扁棒 (Flat Bar): 用于需要扁平截面的部件。
异形棒 (Custom Shapes/Profiles): 某些供应商也可以提供定制的异形棒材。
2. 板材 (Plate) 和薄板 (Sheet):
板材 (Plate): 较厚，用于制造结构件、压力容器、储罐壁、垫片等。
薄板 (Sheet): 较薄，用于制造冲压件、衬里、挡板、某些管道元件等。
卷材 (Coil) 和带材 (Strip): 薄板也可以卷成卷材或切割成窄带材，用于连续生产工艺。
3. 管材 (Pipe) 和管子 (Tube):
无缝管 (Seamless Pipe/Tube): 通过挤压或穿孔等工艺制造，没有焊缝，具有更高的强度和耐压性，常用于高压和关键应用。
焊管 (Welded Pipe/Tube): 由板材或带材卷曲焊接而成，成本通常较低，适用于非高压或不要求高强度的一般流体输送。
4. 锻件 (Forgings) 和锻造坯料 (Forging Stock):
Monel K-500 可进行锻造，生产出具有优异力学性能和更紧密晶粒结构的复杂形状零件，如阀体、法兰、连接件、泵壳、轴等。锻造坯料是用于进一步锻造的原材料。
5. 丝材 (Wire):
用于制造弹簧、紧固件（如铆钉、螺栓）、焊接填充材料等。
管件： 包括弯头、三通、异径管、管帽等，用于连接和改变管道走向。
法兰： 用于管道、阀门、泵等设备的连接，有多种类型（如盲板法兰、承插焊法兰、螺纹法兰等）。
6. 紧固件 (Fasteners):
螺栓、螺母、垫圈、螺钉等，利用其高强度和耐腐蚀性，广泛应用于海洋、化工等苛刻环境。
蒙乃尔 K-500（Monel K-500）继承了蒙乃尔 400 卓越的耐腐蚀基因，同时因其镍铜基体的稳定性而表现出优异的耐腐蚀性。它在多种侵蚀性介质中都表现出色，包括对快速流动的海水和淡水具有出色的抗冲蚀和气蚀能力，对非氧化性酸（如盐酸、硫酸、氢氟酸）以及碱性溶液具有良好的抵抗力。尽管其通过时效硬化获得高强度，这在某些特定极端条件下可能略微增加其应力腐蚀开裂敏感性，但蒙乃尔 K-500 对氯化物引起的应力腐蚀开裂仍具有出色的抗性，并且已被证实适用于酸性气体（H₂S）环境。
热成形温度范围为 880-1150°C。加热后应取出工件，因为长时间在此温度下保温有害。为获得良好效果，锻造操作应包括重新加热至 1090°C 并至少减少 30% 的断面。建议采用水淬冷却方法。
冷成形应在退火状态下进行。这需要很大的力，但由于该合金具有出色的延展性，因此可获得良好的效果。
该合金可在冷加工后进行退火，或通过时效热处理进行沉淀硬化。
海洋工程设备（如泵轴、螺旋桨轴、阀门）
石油天然气设备（如井下工具、紧固件）
化学加工设备
弹簧、刮板、高强度紧固件
航空发动机零部件
项目 | Monel 400 | Monel K-500 |
UNS编号 | N04400 | N05500 |
强化机制 | 固溶强化 | 时效硬化（添加Ti和Al） |
是否可热处理 | 否 | 是（时效处理） |
常用标准 | ASTM B164, B127 | ASTM B865, AMS 4676 |
加工与制造
蒙乃尔 400： 具有良好的可加工性、可焊性和成形性。可以通过冷加工进一步强化。
蒙乃尔 K-500： 由于其更高的硬度，其切削加工性较差，需要更专业的加工设备和工艺。可焊性良好，但需要使用特定的焊材（如 Monel FM 60 焊丝），且在焊接后可能需要进行时效硬化处理以恢复其性能。
总结
蒙乃尔 400 是通用型镍铜合金，以其优异的耐腐蚀性、良好的机械性能和易加工性而闻名，适用于广泛的腐蚀性环境，尤其是那些对强度要求适中且成本敏感的应用。
蒙乃尔 K-500 是 400 的强化版。通过添加铝和钛并进行时效硬化，它牺牲了少量塑性和加工性，以换取显著提升的强度、硬度和耐磨性。这使其成为需要结合高强度和优异耐腐蚀性的严苛应用的理想选择，尤其是在泵轴、阀杆、紧固件等关键部件中。
