Monel K-500 Rundstahl: Eigenschaften, Specs, Größen, Preise

Monel K-500 Rundstahl ist eine ausscheidungshärtbare Nickel-Kupfer-Legierung (UNS N05500 / W. Nr. 2.4375), die eine Korrosionsbeständigkeit auf dem Niveau von Alloy-400 mit einer drastisch höheren Festigkeit und Härte nach der Aushärtung bietet; für viele Anwendungen in den Bereichen Schifffahrt, Öl und Gas sowie hochbelastete rotierende Wellen bietet sie ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen Haltbarkeit und Korrosionsleistung. In der Praxis: Wählen Sie K-500, wenn Meerwasser oder saure Umgebungen vorhanden sind und eine viel höhere Streckgrenze/Zugfestigkeit als Monel 400 ist erforderlich, aber bei der Konstruktion und Fertigung müssen das Aushärtungsverhalten (Warmumformung und Wärmebehandlungspläne) und die mögliche Spannungskorrosionsempfindlichkeit unter bestimmten Alterungsbedingungen berücksichtigt werden.

1. Kurzer Überblick über die Spezifikationen

• Handelsname: Monel® K-500 (auch: Legierung K-500, K-Monel).

• UNS: N05500.

• Werkstoff / DE: 2.4375.

• Gemeinsame Spezifikation für Stäbe/Stangen: ASTM B865 (und QQ-N-286 für spezielle Verbindungselemente/Stangenformen), AMS/ISO-Querverweise vorhanden.

2. Was ist Monel K-500?

Monel K-500 ist eine Nickel-Kupfer-Basislegierung, die absichtlich mit Aluminium und Titan legiert wurde, um Ausscheidungshärtung (γ′) zu ermöglichen. Diese mikrostrukturelle Veränderung verleiht K-500 im Vergleich zu Monel 400 eine wesentlich höhere Streck- und Zugfestigkeit, wobei die ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit des Ni-Cu-Systems in Meer- und Brackwasser, vielen (nicht oxidierenden) Säuren, Salzen und Laugen weitgehend erhalten bleibt. Er ist nicht magnetisch, behält seine Zähigkeit auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt und wird häufig verwendet, wenn eine hochfeste korrosionsbeständige Stange oder Welle benötigt wird.

3. Chemische Zusammensetzung (typisch / Grenzwerte nach ASTM B865)

Die nachstehende Tabelle zeigt die normalerweise für Monel K-500 (wt%) angegebenen Zusammensetzungsgrenzen:
(Bei den aufgeführten Werten handelt es sich um Maximalwerte oder Spannen, wie sie in den allgemeinen Spezifikationen angegeben sind; bestätigen Sie immer das Zertifikat für jede Hitze/Charge).

(Quelle: ASTM B865-Datenblätter und technische Merkblätter für Monel).

4. Wichtige Materialeigenschaften

Physikalische Eigenschaften (gebräuchliche Werte)

• Die Dichte: ≈ 8,44-8,50 g/cm³ (≈ 0,305 lb/in³).

• Schmelzbereich: ~ 1350 °C (≈ 2400-2460 °F) je nach Analyse.

• Elastizitätsmodul: ≈ 210-220 GPa (variiert je nach Temperatur und Temperatur).

Typische mechanische Eigenschaften (aushärtbarer Zustand; nominal)

Anmerkungen: Die mechanischen Werte variieren je nach Produktform (kaltgezogen oder warmgefertigt), Querschnitt und genauem Alterungsprogramm. Bei kleinen gezogenen Stangen sind Zugfestigkeit und Streckgrenze in der Regel höher als bei großen Schmiedestücken.

5. Gemeinsame Normen und Spezifikationen (Rundstahl)

Monel K-500-Rundstahl wird nach zahlreichen nationalen und industriellen Spezifikationen hergestellt. Die am häufigsten verwendeten sind:

• ASTM B865Spezifikation für Stangen, Stäbe und Drähte aus einer Nickel-Kupfer-Aluminium-Legierung (UNS N05500).

• QQ-N-286 (Rev. E, F, G): US-Bundes-/Militärspezifikation, die häufig für Befestigungselemente und Stangenmaterial für Ölfelder verwendet wird.

• AMS / SAE AMS 4676: Referenzen für militärische/luftfahrttechnische Stangenspezifikationen.

• ASME-Code Fall 1192: wird verwendet, um die zulässigen Spannungen und die Akzeptanz in Kesseln/Druckanlagen für bestimmte Temperaturbereiche zu definieren.

• ISO / NACE MR0175 (ISO 15156-3): K-500 ist für bestimmte saure Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie aufgelistet (siehe Ausgabe und Revision).

Fordern Sie in der Bestellung immer die genaue Spezifikationsversion an und überprüfen Sie die Werksprüfzeugnisse (MTC), um die Übereinstimmung mit der für Ihr Projekt erforderlichen Version zu bestätigen.

6. Herstellungs- und Umformungsprozesse für Rundstahl

Rohstoff / Schmelzen: K-500 wird durch Vakuum-Induktionsschmelzen (VIM) hergestellt, gefolgt von Umschmelz- oder Raffinationsschritten in renommierten Werken, um Sauberkeit und eine strenge chemische Kontrolle zu gewährleisten.

Primäre Umformung:

• Warmgefertigte Rundlinge und Schmiedestücke werden durch Warmwalzen oder Schmieden hergestellt. Der Warmarbeitsbereich ist typischerweise 1600-2100 °F (≈ 870-1150 °C) mit empfohlener Abschreckung von mindestens 1450 °F (≈ 790 °C), um eine kontrollierte Struktur zu erhalten. Ein zu langes Einweichen bei sehr hohen Temperaturen kann zu unerwünschten Ausfällungen führen.

• Kaltgezogene blanke Stangen / Stäbe sind bei kleineren Durchmessern üblich; das Kaltziehen verbessert die Geradheit und die Oberflächengüte. Diese Stäbe werden häufig lösungsgeglüht, dann kaltverformt und schließlich auf den gewünschten mechanischen Zustand gealtert.

Fertigstellung: Richten, Schleifen, Drehen und Oberflächenbehandlung nach Kundenwunsch. Zertifizierungen (MTC EN10204 3.1/3.2) und Rückverfolgbarkeitsstempel sind Standard für den Export und kritische Anwendungen.

7. Wärmebehandlung und Aushärtung (praktische Anleitung)

Der Festigkeitsvorteil von K-500 hängt von der kontrollierten Lösungsglühung und der anschließenden Alterung ab, bei der sich Ni₃(Ti,Al)-Partikel (γ′) ausscheiden.

Übliche industrielle Wärmebehandlungsfolge (repräsentativ):

1. Lösungsglühen: Hitze auf etwa 980-1100 °C (≈ 1800-2010 °F), die Zeiten hängen von der Abschnittsgröße ab - dann Wasserabschreckung um die Zusammensetzung einzufrieren. Dadurch werden vorherige Ausfällungen aufgelöst.

2. Alterung (Ausscheidungshärtung): Die typische Alterung liegt im Bereich 400-620 °C (≈ 750-1150 °F). Beispiele für veröffentlichte Zyklen sind 595 °C (≈ 1100 °F) für 16 h mit anschließender stufenweiser Abkühlung/Haltezeit; andere Industriezyklen verwenden 540 °C und dann 480 °C Haltezeit, um den Kompromiss zwischen Zähigkeit und Festigkeit zu optimieren. Eine einstufige Aushärtung bei ~595 °C (16 h) nach dem Lösen und Abschrecken wird allgemein empfohlen.

Wichtige Vorsichtshinweise:

• Bei übermäßiger Einwirkung im Altersbereich oder bei längerem Eintauchen bei hohen Temperaturen können sich Titankarbide (TiC) bilden und die gewünschten Eigenschaften verringern. In der Regel werden kurze, kontrollierte Haltezeiten empfohlen.

• Wird K-500 im gealterten Zustand verwendet und bestimmten Chlorid-/Heißwasserumgebungen unter Zugspannung ausgesetzt, kann sich die Empfindlichkeit gegenüber Spannungsrisskorrosion im Vergleich zu Monel 400 erhöhen; die Konstruktionsteams müssen die Betriebsumgebung bewerten und bei aggressiven Bedingungen möglicherweise andere Temperaturen oder Werkstoffe wählen.

8. Äquivalente und Querverweise

9. Monel K-500 Runde Bar Größen und Gewicht

Verwendung von Dichte 8,44 kg/dm³ (≈ 8440 kg/m³) (Dichte aus gängigen Datenblättern) wird das Gewicht pro Meter für Rundstäbe berechnet:
Gewicht (kg/m) = Fläche (m²) × 8440 (kg/m³) wobei Fläche = π × (d/2)².

(Ich habe die Dichte ≈ 8440 kg/m³ verwendet - dies entspricht den veröffentlichten Dichten von ~0,305 lb/in³ oder ~8,44 g/cm³).

10. Typische Anwendungen (wo Rundstahl üblicherweise verwendet wird)

• Pumpenwellen, Laufräder und Propellerwellen für den Schiffsbetrieb.

• Ventilgarnituren und -komponenten in chemischen Verarbeitungsanlagen und Entsalzungsanlagen.

• Öl und Gas: Bohrlochwerkzeuge, Bohrgestänge, bestimmte Verbindungselemente und Schiffsteile (sauergasverträglich unter bestimmten Bedingungen gemäß NACE/ISO-Richtlinien).

• Federn, Befestigungselemente, Stifte und kleine hochfeste Bauteile, bei denen Korrosionsbeständigkeit und nichtmagnetisches Verhalten erforderlich sind.

11.Monel K500 bar Preis 2025

Das ist wichtig: Die Preise für Legierungen hängen stark von der Form (massiver Stab oder fertiges Drehteil), der Menge, der MTC-Stufe, der Oberflächenbeschaffenheit und den marktüblichen Zuschlägen ab. Unten sind repräsentativ Mitte 2025 Preisspannen, die sich aus Angeboten von Händlern und regionalen Anbietern ergeben; betrachten Sie diese nur als Richtwerte und fordern Sie stets verbindliche Angebote an.

Hinweise & Kauftipps:

• Wenn Sie zertifiziertes Material in großen Mengen für Erstausrüster oder für die Verwendung in Pipelines/Öl und Gas benötigen, fragen Sie nach FOB Fabrik Angebote von chinesischen Werken (MWAlloys kann direkte Preise für Werke und schnellen Versand auf Lager liefern). Bei kleinen Bestellungen oder schnellen Prototypen sind die Einzelhandelspreise des Händlers in den USA aufgrund der Kosten für Schneiden, Testen und Lagerhaltung wesentlich höher.

• Special Metals veröffentlicht Daten über Legierungszuschläge und Rolling Adjuster, die zur Begründung von Preisschwankungen herangezogen werden können; rechnen Sie mit Schwankungen auf dem Nickelmarkt.

12. Einkauf, Inspektion und Lieferangebot von MWAlloys

MWAlloys (Anmerkung des Unternehmens): Als MWAlloys liefern wir Monel K-500-Rundstäbe aus chinesischen Werken mit 100%-Werkspreisen für Käufer, offiziellem MTC (EN10204 3.1 / 3.2, falls erforderlich) und schnellem Versand ab Lager für gängige Durchmesser. Unser Service umfasst QC-Fotos, Optionen für die Oberflächenbehandlung, kundenspezifische Schnittlängen und optionale Inspektionen durch Dritte auf Anfrage. Für enge Toleranzen oder kritische Aufträge aus der Öl- und Gasindustrie können wir QQ-N-286 oder AMS-Dokumente liefern, sofern das Werk dies unterstützt. (Wenden Sie sich an den MWAlloys-Vertrieb, um die aktuelle Lagerliste und die Lieferzeiten zu erfahren).

Checkliste für die Inspektion einer Bestellung:

• Werksbescheinigung (MTC) nach EN10204 3.1/3.2 oder gleichwertig.

• Chemiebericht mit Ni, Cu, Al, Ti, Fe, C, Mn, Si, S.

• Mechanischer Prüfbericht: Zugfestigkeit, Streckung, Dehnung, Härte.

• Zerstörungsfreie Prüfung (UT/eddy/visuell) nach Bedarf; bei Gewindeverbindungen/kritischen Teilen PMI-Prüfung der Chemie in Betracht ziehen.

• Wärmebehandlungsprotokoll (Lösung + Alterung), wenn das Material in gealtertem Zustand geliefert wird.

13. Bearbeitungs-, Schweiß- und Fertigungshinweise

• Bearbeitungen: K-500 härtet wie andere hochnickelhaltige Legierungen schnell aus. Verwenden Sie stabile Werkzeuge, niedrige Schnittgeschwindigkeiten, einen gleichmäßigen Vorschub, viele scharfe Hartmetall- oder CBN-Spitzen und ein starkes Kühlmittel. Vorwärmen oder Spannungsarmglühen ist oft nicht erforderlich, aber Spanabfuhr und stabiles Spannen sind entscheidend.

• Schweißen: K-500 kann geschweißt werden, aber die Schweißnaht und die WEZ haben eine andere chemische Zusammensetzung und ein anderes Ausscheidungsverhalten; für kritische Teile sollten passende Schweißzusatzwerkstoffe (Nickel-Kupfer-Elektrode) und Wärmebehandlungspläne nach dem Schweißen verwendet werden. Die AWS-Zusatzwerkstoffe ERNiCu-7 / ERNiCu-3 werden häufig verwendet.

• Formgebung: Die Kaltumformung im geglühten Zustand ist möglich, erfordert jedoch höhere Kräfte; die Warmumformung, wie sie zuvor beschrieben wurde, ist für erhebliche Verformungen vorzuziehen.

14. Korrosionsverhalten, Sauergas und NACE/ISO-Überlegungen

• Allgemeine Korrosion: Die Korrosionsbeständigkeit von K-500 ist in den meisten Medien ähnlich wie die von Monel 400 - ausgezeichnet für Meerwasser und viele chemische Prozesse.

• Mieser Service: Monel K-500 ist in NACE MR0175 / ISO 15156 für bestimmte H₂S-Einsatzbedingungen aufgeführt, aber die Auswahl muss nach den spezifischen NACE/ISO-Tabellen und dem tatsächlichen H₂S-Partialdruck und der Temperatur Ihrer Dienstleistung erfolgen; dies geschieht nicht automatisch. Die Einhaltung der richtigen Ausgabe und des richtigen Anhangs ist unerlässlich.

• Spannungsrisskorrosion: Bei Aushärtung und Zugbeanspruchung in bestimmten aggressiven Umgebungen kann K-500 anfälliger für SCC sein als die Legierung 400. Zu den Konstruktionsstrategien gehören die Verringerung der Spannung, die Auswahl eines geeigneten Härtegrads oder die Wahl alternativer Legierungen, wenn die SCC-Spannen unzureichend sind.

15. Prüfung und Rückverfolgbarkeit

• Vollständiger MTC mit Wärmezahl und chemischer Analyse (EN10204 3.1 oder 3.2)

• Bericht über Zugversuch, Streckung, Dehnung und Härte aus derselben Hitze und Produktform.

• PMI/EDX zur Überprüfung, wenn vom Käufer verlangt.

• ZfP: visuelle 100% und selektive UT-/Wirbelstromprüfung für lange Wellen/kritische Komponenten.

• Bei Verwendung in Druckgeräten: Prüfen Sie die Anwendbarkeit des ASME Code Case und fordern Sie die Dokumentation des Code Case an.

16. FAQs

1. F: Ist Monel K-500 stärker als Monel 400?
   A: Ja. K-500 ist ausscheidungshärtbar und bietet im Vergleich zu Alloy 400 nach ordnungsgemäßer Alterung eine etwa 2× höhere Zugfestigkeit und ~3× höhere Streckgrenze.

2. F: Kann K-500 in Meerwasser verwendet werden?
   A: Ja, K-500 ist ähnlich wie Monel 400 hervorragend seewasserbeständig und wird häufig für Schiffswellen und Pumpenkomponenten verwendet.

3. F: Wie hoch ist die typische Dichte?
   A: ≈ 8,44 g/cm³ (≈ 0,305 lb/in³).

4. F: Welche Norm sollte ich für Rundstahl verlangen?
   A: Geben Sie an. ASTM B865 für Stangen; für Ölfeldbefestigungen auch QQ-N-286 oder AMS 4676, wo zutreffend. Überprüfen Sie die Revision.

5. F: Wird eine Wärmebehandlung im Werk erforderlich sein?
   A: Sie können K-500 im geglühten, gealterten oder lösungsgeglühten Zustand kaufen. Für die Anwendungsfestigkeit können Sie den gealterten Zustand und Aufzeichnungen über die Wärmebehandlung anfordern.

6. F: Ist es schweißbar?
   A: Ja, aber die Auswahl des Schweißzusatzes und die Nachbehandlung müssen geplant werden; Schweißnähte und WEZ können die Ausscheidungen und lokalen Eigenschaften verändern.

7. F: Kommt es bei K-500 zu Spannungsrisskorrosion?
   A: Unter bestimmten Alterungsbedingungen und in bestimmten Umgebungen ist K-500 SCC-empfindlicher als Monel 400; siehe NACE/ISO-Richtlinien für Sauergasumgebungen.

8. F: Welche typischen Durchmesser sind auf Lager?
   A: Die Bandbreite der Stammaktien umfasst Ø 6-200 mm (0,25-8 Zoll) je nach Lieferant; es werden auch große Schmiedestücke hergestellt. Prüfen Sie den Bestand des Lieferanten.

9. F: Wie viel kostet das K-500?
   A: Große Reichweite: ca. 25-90 USD / kg im Jahr 2025 je nach Region, Menge und Verarbeitung - fordern Sie immer verbindliche Angebote und MTC an.

10. F: Gibt es spezielle Inspektionen für Öl und Gas?
    A: Fordern Sie eine Bestätigung der NACE MR0175-Konformität, QQ-N-286-Spezifikation (falls erforderlich) und eine vollständig rückverfolgbare MTC an. Inspektionen durch Dritte werden häufig für kritische Teile im Bohrloch verwendet.

17. Maßgebliche Referenzen

• Sondermetalle - Technisches Merkblatt MONEL®-Legierung K-500 (Datenblatt & Eigenschaften)
• ASME - Code Cases (Suche nach Code Case 1192 für K-500 zulässige Spannungen)
• ISO / NACE - ISO 15156 / NACE MR0175 (Werkstoffe für H₂S-haltige Umgebungen) - Referenzdokument