一、引言
蒙乃爾400是一種單相固溶體Ni-Cu合金,它在很多介質環境下有良好的耐蝕性能。從輕微的氧化性介質環境到中性環境,到適宜的還原性環境,都有良好的耐蝕性能。這種合金作為耐蝕材料使用有很長的歷史。在20世紀早期,人們就試圖以高含量銅的鎳礦石來冶煉合金,如今的蒙乃爾400中鎳銅含量的比例還和當初的礦石相似。
和商業純鎳一樣,蒙乃爾400在退火狀態下的強度很低,因為這個原因,此材料常常要求回火處理,以提高其強度。
其特性可以歸納為如下幾點:
1、在海洋和化工環境下有良好的耐蝕性能;
2、對氯離子應力腐蝕開裂很不敏感;
3、從零度以下到550℃都有良好的機械性能;
4、被ASME認可可以用作在-10~425℃下的壓力容器;
5、良好的加工和焊接性能。
二、化學成分
元素 | Ni | Fe | C | Mn | Si | Cu | Al | S |
最小 | 63.0 | 1.0 | 28.0 | |||||
最大 | 2.5 | 0.15 | 1.25 | 0.5 | 34.0 | 0.5 | 0.02 |
二、化學成分
元素 | Ni | Fe | C | Mn | Si | Cu | Al | S |
最小 | 63.0 | 1.0 | 28.0 | |||||
最大 | 2.5 | 0.15 | 1.25 | 0.5 | 34.0 | 0.5 | 0.02 |
三、材料標準
產品形式 | 標準 | ||
ASTM | ASME | AMS | |
板材和帶材 | B127 | SB127 | 4544 |
無縫管 | B163 | SB163 | 4574 |
B165 | SB165 | ||
棒材和鍛件 | B164 | SB164 | 4675 |
B564 | SB564 | ||
絲 | 4730 | ||
4731 |
四、物理性能
密度:8.8g/cm3 熔點范圍:1300~1350℃
溫度 ℃ | 比熱 (J/kg-k) | 熱傳導系數(W/m-k) | 電阻率 (μΩcm) | 彈性模量 (Gpa) | 熱膨脹系數 (20℃~T) 10-6/k |
-130 | 22 | 11.5 | |||
-75 | 24 | 12.1 | |||
20 | 430 | 26 | 51.3 | 182 | |
100 | 445 | 29.5 | 54 | 180 | 13.9 |
200 | 465 | 33 | 55.5 | 177 | 15.5 |
300 | 478 | 36.5 | 57.5 | 170 | 15.8 |
400 | 490 | 40 | 58.5 | 165 | 16.0 |
500 | 44 | 60 | 150 | 16.3 | |
600 | 48.5 | 61.8 | 16.6 | ||
700 | 52 | 63.5 | 17.0 | ||
800 | 56 | 65.5 | 17.4 | ||
900 | 58 | 67.5 | 17.5 |
五. 能和應用
蒙乃爾400對中性環境和堿、鹽環境有優異的耐蝕性能,現在已成為鹽廠的標準應用材料。
這種合金材料是少有的幾種可以耐氟、氫氟酸、氟化氫或它們的衍生物的金屬。它在燒堿中也很耐蝕,在海水環境中有和銅基合金相似的耐空泡腐蝕性能,在硫酸、鹽酸等環境中,尤其是沒有空氣中的情況下,效果更好。但是,由于材料中不含Cr,在氧化性環境中腐蝕率會大大增加。
雖然蒙乃爾400對氯離子應力腐蝕開裂具有很好的抵抗力,但是在有汞或潮濕暴露的氟化氫氣體的環境中會產生應力腐蝕開裂。此時要注意對材料進行消應力熱處理。
其典型的工程應用如下:
1、電站的給水和蒸汽發生器管道系統;
2、鹽廠的加熱器和蒸發器主題部分;
3、硫酸和氫氟酸的烷化裝置;
4、工業換熱器;
5、原油蒸餾裝置中的復合板;
6、近海裝置的防浪罩;
7、海水系統中推進器和泵的軸;
8、核燃料生產中的鈾和同位素分離系統;
9、烴氯化生產中的泵和閥;
10、MEA再沸器管道。