Monel Alloy K-500 (UNS N05500) baut auf Monel 400 auf und enthält etwa 2,3-3,15% Aluminium und 0,35-0,85% Titan. Diese Beimischung führt zusammen mit einer Aushärtungsbehandlung zu einer Ausscheidung von Ni₃(Ti, Al)-Phasen, die eine deutlich höhere Festigkeit bei gleichbleibender Korrosionsbeständigkeit bieten.
Spezifikationen und Parameter
| Kategorie | Eigentum | Wert / Spezifikation | Zustand / Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| Chemische Zusammensetzung | Nickel (Ni) | 63.0-70.0% | Grundelement |
| Kupfer (Cu) | 27.0-33.0% | Primäres Legierungselement | |
| Aluminium (Al) | 2.3-3.15% | Ausscheidungshärtendes Element | |
| Titan (Ti) | 0,35-0,85% | ||
| Eisen (Fe) | ≤2.0% | ||
| Mangan (Mn) | ≤1,5% | ||
| Kohlenstoff (C) | ≤0,25% | ||
| Silizium (Si) | ≤0,50% | ||
| Schwefel (S) | ≤0,01% | ||
| Physikalische Eigenschaften | Dichte | 8,44-8,80 g/cm³ (0,305-0,318 lb/in³) | |
| Schmelzbereich | 1300-1350°C (2372-2462°F) | ||
| Elektrischer spezifischer Widerstand | 51-62 μΩ-cm | Bei 20°C | |
| Wärmeleitfähigkeit | 17,5-22,0 W/m-K | Bei 100°C | |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (20-100°C) | 13.4-13.9 × 10-⁶/°C | ||
| Elastischer Modul | 179-214 GPa (26.000-31.000 ksi) | ||
| Magnetische Permeabilität | <1.005 (Nicht-magnetisch unter -101°C/-150°F) | ||
| Mechanische Eigenschaften | Zugfestigkeit | 690-1310 MPa (100-190 ksi) | Variiert je nach Produktform/Zustand |
| Streckgrenze (0,2% Offset) | 276-827 MPa (40-120 ksi) | ||
| Dehnung (A5) | 15-45% | ||
| Härte | 172-413 HB (Brinell) 35-40 HRC (Rockwell C) |
Durch Niederschlag gehärteter Zustand | |
| Thermische Eigenschaften | Kontinuierliche Betriebsgrenze (Luft) | ≤650°C (1202°F) | Oxidationsbeständigkeit |
| Zeitstandfestigkeit (600°C/1.000h) | ~40 MPa (5,8 ksi) | ||
| Korrosionsbeständigkeit | Meerwasser | Ausgezeichnet (widersteht Lochfraß/SCC in fließendem Meerwasser; Risiko in stehendem Wasser) | |
| Fluorwasserstoffsäure (HF) | Außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit | Überlegen gegenüber den meisten Legierungen | |
| Laugen und organische Säuren | Äußerst widerstandsfähig | ||
| Chlorid-Spannungskorrosionsrisse (SCC) | Fast-Immunität | ||
| Wärmebehandlung | Lösungsglühen | 870-980°C (1600-1800°F), schnelles Abkühlen | Optimiert die Duktilität |
| Ausscheidungshärtung | 480-650°C (900-1200°F), 4-16h Haltezeit | Enhances strength via γ' phase (Ni₃(Al,Ti)) | |
| Fabrikation | Schweißen | WIG/MIG mit ERNiCu-7-Zusatzwerkstoff Muss im geglühten Zustand erfolgen; vor der Alterung spannungsfrei machen |
|
| Bearbeitbarkeit | Herausfordernd (hohe Kaltverfestigung; erfordert Hartmetallwerkzeuge/niedrige Drehzahlen) | ||
| Internationale Normen | Bar/Rod | ASTM B164, AMS 7234 | Luft- und Raumfahrtqualität |
| Platte/Blatt | ASTM B127, AMS 4553 | ||
| Schläuche/Rohre | ASTM B165, AMS 4676 | ||
| Schmiedeteile | ASTM B564 | ||
| Wichtige Anwendungen | Meerestechnik | Pumpenwellen, Propellerblätter, Seewasserventile, Befestigungselemente | |
| Öl und Gas | Bohrmanschetten, Ventilschäfte, Bohrlochwerkzeuge (NACE MR0175-konform) | ||
| Luft- und Raumfahrt | Turbinenschaufeln, Federn, hochfeste Bolzen | ||
| Chemische Verarbeitung | HF-Säure-Ausrüstung, Reaktorkomponenten, Wäscher |
🔑 Kritische Anmerkungen und Variabilitätsfaktoren
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Mechanische Eigenschaftsbereiche:
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Die Festigkeit/Dehnbarkeit variiert erheblich mit der Produktform (Stange, Blech, Draht) und der Wärmebehandlung (geglüht vs. gealtert). Luft- und Raumfahrtsorten (z. B. AMS 4676) erfordern höhere Mindestfestigkeiten.
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Die Kaltverformung erhöht die Festigkeit weiter, verringert aber die Dehnung.
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Korrosion Beschränkungen:
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Vermeiden Sie starke Oxidationsmittel (z. B. Salpetersäure) und stagnierendes Meerwasser (Gefahr von Lochfraß).
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Anfällig für Spannungsrisskorrosion in heißer HF-Dampf unter hoher Belastung.
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Thermische Stabilität:
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Länger anhaltende Exposition über 550°C (1022°F) kann zu Versprödung führen; Begrenzung auf 480°C (900°F) für kritische Anwendungen.
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Einhaltung der Vorschriften in der Kerntechnik/Luftfahrt:
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Bei Sondergüten (z. B. ASTM B164 für Nuklearanwendungen) sind strengere Kontrollen des Al/Ti-Verhältnisses und der Verunreinigungen vorgeschrieben.
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💎 Zusammenfassung: Monel® K-500 combines the corrosion resistance of Monel® 400 with doubled tensile strength via γ' precipitation hardening. Its niche dominance in marine, oil/gas, and aerospace stems from unparalleled HF/seawater resistance, non-magnetic behavior, and reliability up to 650°C. For project-specific validation, consult ASTM/AMS standards directly.
globaler Preisvergleich
| Formular | China (Lokale Anbieter) | Europa (UK/EU) | USA (Lokale Anbieter) | Indien (Lokale Anbieter) |
|---|---|---|---|---|
| Platte/Blatt | $20-38 /kg FOB; $28-40 /kg FOB (verschiedene Notierungen) | 28 £/kg (~$36) | - | ₹3.500-4.500/kg (~$45-58) |
| Bar/Rod | $15-20 /kg (bar) | £20-28/kg (~US$24-34) | $20-50 /kg | ₹1.600-2.000/kg (~$24-30) |
| Spule/Streifen | $30-48 /kg | - | ₹3.000-3.500/kg (~$40-45) (≈₹3k typisch) | |
| Draht | $30-60 /kg; Feder/Schweißdraht $35-45/kg (10-499 kg) | $30-45 /kg | ₹3.600-4.500/kg (~$48-60) |
🔍 Wichtige Einblicke
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China bietet die weltweit wettbewerbsfähigsten K-500-Preise, insbesondere für Draht und Spulen.
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Europa/Großbritannien Die Preise bewegen sich je nach Form zwischen $30-$37/kg.
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USA Die Angebote der Händler für Barren/Stangen sind breit gefächert und liegen zwischen $20-50/kg.
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Indien Die Preise sind höher - 1 600 bis 4 500 Euro/kg ($24 bis $60/kg) - je nach Form und Zertifizierung.
📌 Hinweis: Die Preise können je nach MOQ, Zertifizierung, Oberflächenbeschaffenheit und Währungsschwankungen variieren.
Warum MWalloys sich für K-500 entscheidet
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Stärke & Härte: Bietet eine höhere Zugfestigkeit als Monel 400 (z. B. ~1.100 MPa im Alter).
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Außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit: Behält die Beständigkeit von Monel 400 auch in Sauergas und Meerwasser bei, obwohl gealtertes K-500 in einigen Nischen anfälliger für SCC sein kann.
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Kryo-Temperatur-Leistung: Ausgezeichnete Zähigkeit ohne Versprödung bis zu -210 °C.
Fertigung & Umformung
Die Legierung K-500 kann warm- oder kaltverformt werden. Typische Aushärtung: Lösungsglühen (~980-1.050 °C), Abschrecken, gefolgt von Auslagerung (~480-540 °C). Durch eine geeignete Wärmebehandlung wird die Bildung von TiC vermieden und die mechanischen Eigenschaften werden optimiert.
Vergleich mit Monel 400 und anderen Legierungen
| Merkmal | K-500 | Monel 400 | Inconel 718 (Ni-Superlegierung) |
|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit (RT) | ~1.100 MPa | ~620 MPa | ~1.100 MPa |
| Korrosionsbeständigkeit | Ausgezeichnet, mit SCC Vorsicht gealtert | Hervorragend, marine-tauglich | Sehr gut |
| Aushärtbar | Ja | Nein | Ja (γ′/γ″-Niederschläge) |
| Magnetisch | Nicht-magnetisch | Nicht-magnetisch | Nicht-magnetisch |
Bewährte Praktiken beim Schweißen
Verwenden Sie einen kompatiblen Ni-Cu-Füllstoff, erwärmen Sie ihn nach Bedarf vor, entspannen Sie ihn und härten Sie ihn nach dem Schweißen aus, um die volle Festigkeit zu erreichen.
FAQS
1. Warum Monel K-500 statt Monel 400?
Trotz einer ähnlichen Korrosionsbeständigkeit wie Monel 400, Monel K-500 enthält Aluminium und Titan, die es ermöglichen Ausscheidungshärtung-erhebliche Erhöhung der Festigkeit und Härte auf 1.100 MPa im gealterten Zustand. Es bleibt auch im kryogenen Zustand zäh (-210 °C) oder erhöhte Temperaturen.
2. Wie gut ist K-500 korrosionsbeständig - insbesondere unter sauren oder maritimen Bedingungen?
K-500 weist sowohl in Hochgeschwindigkeitsseewasser als auch in Schwefelwasserstoffumgebungen ähnlich niedrige Korrosionsraten wie Monel 400 auf. Gealtertes K-500 zeigt jedoch eine leichte höhere Neigung zu SpannungsrisskorrosionDaher erfordert seine Verwendung eine ordnungsgemäße Materialverarbeitung..
3. Welcher Wärmezyklus wird für das Schweißen empfohlen, um die volle Festigkeit zu erreichen?
Zu verhindern Rissbildung nach dem Schweißen durch DehnungsalterungK-500 sollte im Bereich der lösungsgeglühter Zustandgefolgt von einem Spannungsabbau und anschließender erneuter Alterung (z. B. 900-1.000 °F) zur Wiederherstellung der mechanischen Eigenschaften durch Gamma-Prime-Ausscheidungen.
4. Welche Schweißverfahren und Füllstoffe sind für K-500 geeignet?
Der beste Ansatz ist Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW/TIG) mit ERNiCu-7 (Monel 60); Sie können auch umhüllte Elektroden wie AWS ENiCrMo-3 für Stumpfschweißen verwenden. Achten Sie darauf, dass die Schweißkanten oxidfrei sind, die Zwischenlagentemperatur unter 120 °C bleibt und das Bürsten nach dem Schweißen vor der Alterung erfolgt..
5. Wie verhält sich K-500 bei niedrigen Temperaturen und unter Ermüdung?
K-500 bleibt hoch dehnbar, sogar bis zu -423 °Fohne einen Übergang von duktil zu spröde. Es behält auch ausgezeichnete Ermüdungsfestigkeit-Alterung und Kaltverformung erhöhen die Ermüdungsfestigkeit um mehr als 30% - ideal für Federn, Wellen und zyklische Belastungen.
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