一.概述
Monel合金既具有较高的强度和韧性,又具有优良的抗还原酸及强碱介质和海水等腐蚀的性能,因此通常用于制造输送*(HF)、盐水、中性介质、碱盐及还原性酸介质的设备,还适用于干燥氢气、气、高温氯气(425℃)及高温(450℃)等介质,但不抗含硫介质和氧化性介质(如硝酸,含氧量高的介质)的腐蚀,因为镍与硫和氧有剧烈反应,易形成Ni3S2和NiO。
二、分类
Monel合金有铸造合金和变形合金两大类。
1. Monel合金变形合金
美国的变形Monel合金有10来种,在不同的美标体系中有各自的表示方法,其中用于制造耐蚀阀门常用的变形合金有两种:固溶强化型的MONEL400(UNS-NO4400)和沉淀硬化型MONEL K500(UNS-NO5500)。
| 合号 | 化学成份 | ||||||
| C | Si | Mn | S | Ni | Fe | 其他 | |
| Monel400 | ≤0.3 | ≤0.5 | ≤2.00 | ≤0.024 | 63-70 | ≤2.5 | Cu基 |
| Monel K500 | ≤0.25 | ≤0.5 | ≤1.5 | ≤0.01 | 63-70 | ≤2.0 | Cu基,Al2.3-3.15,Ti0.35-0.85 |
Monel400合金组织为高强度的单相奥氏体,它是一种用量,用途、综合性能的耐蚀合金。此合金在*和氟气介质中具有优异的耐蚀性,对热碱液也有优良的耐蚀性。同时还耐中性溶液、水、海水、大气、有机化合物等的腐蚀,此合金还有一个重要特征是一般不产生应力腐蚀裂纹,切削性良好。
Monel K500,该合金的化学成份大体与400相同,的差别是含有Al2.3-3.15%,Ti0.35-0.85%。Monel K500合金中的沉淀强化相为金属间化合物Ni3(Al,Ti),它在固溶退火合金加热到1100F(594℃)左右时析出。Monel K500除具有与Monel400基本相同的耐蚀性(有关Monel400耐蚀性数据*可以适用Monel K500),还有具有高强度、无磁性等特点,同时由于该合金没有塑-脆转变温度,因此非常适合用于制造各种低温设备,焊接可提高合金的强度,但降低合金的塑性。
2.铸造合金
Monel铸造合金在A494标准中有5种牌号,但用于阀门上主要采用M35-1型。
铸造合金M35-1化学成份 %
| 牌号 | C | Mn | Si | P | S | Cu | Fe | Ni |
| M35-1 | ≤0.35 | ≤1.5 | ≤1.25 | ≤0.03 | ≤0.03 | 26.0-33.0 | ≤3.5 | 其余 |
Monel合金的溶炼和铸造技术是决定能否生产出合格的Monel合金铸件的关键,因为Monel合金树技晶发达,缩孔缩松率大,吸气(吸氢,吸氧)倾向极大,还会与造型材料发生渗硫化学反应(用呋喃树脂硬砂时),从安全角度考虑,Monel合金阀门用在*和氯气及气体等剧毒和高危险性介质中,要求铸件应按A管路用阀门进行射线探伤检验,虽然美标中指出,铸造M35-1可焊,但实际上其可焊性极差,补焊的铸件质量难以保证。
