Monel K500 (UNS N05500)K500介紹

K500合金合金K500是一種沉淀硬化的鎳銅鋁合金, 結(jié)合了400合金優(yōu)異的耐腐蝕性能和更高強(qiáng)度和硬度，性能

超越其他鎳銅合金。添加了鈦和鋁元素，使K500的拉伸強(qiáng)度提升為400合金的兩倍，屈服強(qiáng)度是400合金的三

倍。

合金K500是一種沉淀硬化的鎳銅鋁合金, 結(jié)合了400合金優(yōu)異的耐腐蝕性能和更高強(qiáng)度和硬度，性能超越其他鎳銅合金。添加了鈦和鋁元素，使K500的拉伸強(qiáng)度提升為400合金的兩倍，屈服強(qiáng)度是400合金的三倍。這種高強(qiáng)度可以一直保持至649°C，而當(dāng)溫度低至-240°時，該材料仍具延展性和韌性。K500合金的另外一個優(yōu)勢是在低至-129°C的溫度下保持無磁性質(zhì)。因此，對于帶電子設(shè)備或內(nèi)含電子設(shè)備，視磁場為干擾因素的應(yīng)用來說，K500是很理想的材料，例如井下設(shè)備。K500還具有火花電阻和優(yōu)異的耐腐蝕性能，耐受多種化學(xué)元素及海事環(huán)境，例如鹽，堿，酸，非氧化酸。

化學(xué)成分（按重量%）

物理性能

密度 8.434g/cm3

熔距  1315-1348°C

彈性模量，106 psi，拉力-26.0；扭力-9.5

熱膨脹性質(zhì)

(a) 測試前材料為退火態(tài)

(b) 之前做過的熱處理對電阻有很大的影響，因為材料具有時效硬化的特性。上表的測試數(shù)據(jù)是退火態(tài)加少量時效硬化的材料在降溫過程中的測試數(shù)據(jù)

(c) 電阻測試樣件在室溫下的電阻值為355.5 ohm/circ mil/ft

*推定數(shù)據(jù)

 磁性

該材料一個非常實用的性質(zhì)就是無磁性，即使在很低的溫度下，依然保持無磁性。然而，在加工過程中使材料表面產(chǎn)生一層磁性膜也是可能出現(xiàn)的。熱處理可能會選擇性地氧化了鋁和銅，使材料表面產(chǎn)生一層具有磁性的鎳基膜。這個性質(zhì)對于細(xì)的絲材和帶材影響較大，因為他們的表面積占的比重更大?？梢酝ㄟ^酸洗或浸亮工藝去除磁性膜，這樣就能恢復(fù)材料的無磁性質(zhì)了。K500兼具無磁性質(zhì)，高強(qiáng)度，良好的耐腐蝕性能，因此廣泛用于油井勘探設(shè)備和電子部件。

機(jī)械性能

機(jī)械性能標(biāo)稱值范圍(a)

(a) 該范圍由各種產(chǎn)品尺寸的數(shù)據(jù)集合而成，不適用于具體用途

(b) 材料為時效硬化狀態(tài)，以獲取****值

熱處理

退火處理可以用于加工后軟化金屬基體，也可以用于溶解時效硬化相質(zhì)。雖然760°C-871°C這樣的低溫范圍也能獲取足夠的軟化效果，但是為了后續(xù)的時效硬化能達(dá)到****效果，建議熱加工產(chǎn)品的退火溫度采用982°C，冷拉產(chǎn)品的退火溫度采用1038°C。溫度超過982°C時， 晶粒增長速度相當(dāng)快，如果是需要細(xì)致的晶粒結(jié)構(gòu)，就需要將高溫的熱處理時間控制到最短。

為得到****的時效反應(yīng)和****的軟化結(jié)果，熱處理后需要馬上進(jìn)行有效的水淬處理。未能立即進(jìn)行水淬或者淬火速度很慢就會產(chǎn)生部分時效硬化相的沉淀，損害時效反應(yīng)。水淬液體中加2%（按體積）的酒精可以減小氧化作用并方便酸洗處理。

為達(dá)到****性能，推薦使用下面的時效硬化工藝

1. 軟材料(140-180 Brinell, 75-90RB)

594°C-607°C保溫6個小時，然后進(jìn)行爐冷，按-9.5°C~ -3.9°C/小時的降溫速度降至482°C。從482°C降至室溫可以采用爐冷或者空冷，無需控制降溫速率。這個工藝適用于鍛造態(tài)，淬火和退火鍛造，退火態(tài)，熱軋條桿， 大直徑冷拉棒料（直徑大于1.5”）和軟化回火的絲材和帶材。

2. 中度冷作的材料（175-250Brinell，8-25RB）

593°C-607°C保溫8個小時或更長時間，然后冷卻至482°，降溫速率不超過-9.5°C~ -3.9°C/小時。如果材料只經(jīng)過了少量的冷作加工，保溫時間長達(dá)16個小時，可獲取更高的硬度。一般來說，初始硬度為175-200Brinell的材料保溫時間都需要16個小時。接近250Brinell（25Rc）的材料保溫8個小時可全面達(dá)到硬度。該工藝適用于冷拉條、桿、半硬狀態(tài)的帶材和冷鐓材料。

3. 完全冷作的材料（260-325Brinell，25-35Rc）

527°C-538°C保溫6個小時，然后冷卻至482°C，降溫速率不超過-9.5°C~ -3.9°C/小時。 如果材料初始硬度為接近硬度下限，通過保溫8-10小時，可以獲取更高的硬度。該工藝適用于彈性回火的帶材，彈簧線材和重度冷作的工件，例如冷成型的小珠子。

注：冷卻可以按100°F分步進(jìn)行,每一步保溫4-6小時.例如, 工藝1的熱處理過程是1100°F保溫16個小時+1000°F保溫4-6小時+900°F保溫4-6小時. 但是按照上述1.2.3的工藝流程做熱處理通常得到性能更高的材料.

有些情況需要縮短熱處理時間,為了降低成本或者為了獲得一些中間性能. 很難一一確定具體的熱處理時間.建議按材料的橫截面規(guī)格投放試驗件摸索熱處理時間.
 

過度人工時效會降低材料性能, 并且后續(xù)進(jìn)行的時效處理不能再提高材料性能. 為了加強(qiáng)過度人工時效的材料,必須進(jìn)行固溶處理(1800-1900°F), 重新溶解時效硬化的成分, 然后重新時效處理.冷作加工帶來的益處會被退火處理抵消.材料能夠達(dá)到的****強(qiáng)度和退火及時效狀態(tài)有關(guān).
 

時效硬化的材料可以達(dá)到****硬度,但是重新熱處理并不能改善材料性能.如果****次熱處理的冷卻速度很快,在1050-800°F之間, 重新熱處理可能會稍微提升材料性能.如果硬化后的材料采用1100°F以上的溫度進(jìn)行熱處理, 然后冷卻, 材料性能會有所下降. 硬化后的K500需要在800°F長時連續(xù)加熱. ****個月會緩慢出現(xiàn)老化作用,后面再繼續(xù)加熱也不會出現(xiàn)大的變化.

機(jī)加性能

K500的退火態(tài)、熱加工態(tài)和淬火態(tài)比較適合重型機(jī)加。時效硬化的材料可以精加至接近的精度然后再次精加。推薦的工藝步驟是先加工至偏大的尺寸，然后時效硬化，然后修至規(guī)定尺寸。時效會產(chǎn)生一點材料永久性收縮（約為0.0002in/in）。

K500應(yīng)用的行業(yè)：

化學(xué)處理行業(yè)；海事工程；石油天然氣開采

用K500制造的零件：

離心泵；石油天然氣開采設(shè)備零部件；傳動軸；泵軸；彈簧；閥門及閥門部件