Lega Monel K-500/UNS N05500/W.Nr. 2.4375

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Lega Monel K-500/UNS N05500/W.Nr. 2.4375

Descrizione del prodotto

La lega Monel K-500 (UNS N05500) si basa sulla Monel 400 con l'aggiunta di circa 2,3-3,15% di alluminio e 0,35-0,85% di titanio. Questa aggiunta, insieme al trattamento di indurimento per invecchiamento, provoca la precipitazione di fasi Ni₃(Ti, Al), garantendo una resistenza notevolmente superiore, pur mantenendo la resistenza alla corrosione.

Specifiche e parametri

Categoria Proprietà Valore / Specifiche Condizioni / Note
Composizione chimica Nichel (Ni) 63,0-70,0% Elemento base
Rame (Cu) 27,0-33,0% Elemento di lega primario
Alluminio (Al) 2,3-3,15% Elemento di indurimento per precipitazione
Titanio (Ti) 0,35-0,85%
Ferro (Fe) ≤2.0%
Manganese (Mn) ≤1.5%
Carbonio (C) ≤0,25%
Silicio (Si) ≤0,50%
Zolfo (S) ≤0,01%
Proprietà fisiche Densità 8,44-8,80 g/cm³ (0,305-0,318 lb/in³)
Intervallo di fusione 1300-1350°C (2372-2462°F)
Resistività elettrica 51-62 μΩ-cm A 20°C
Conduttività termica 17,5-22,0 W/m-K A 100°C
Coefficiente di espansione termica (20-100°C) 13.4-13.9 × 10-⁶/°C
Modulo elastico 179-214 GPa (26.000-31.000 ksi)
Permeabilità magnetica <1.005 (Non magnetico sotto -101°C/-150°F)
Proprietà meccaniche Resistenza alla trazione 690-1310 MPa (100-190 ksi) Varia in base alla forma/condizione del prodotto
Resistenza allo snervamento (offset 0,2%) 276-827 MPa (40-120 ksi)
Allungamento (A5) 15-45%
Durezza 172-413 HB (Brinell)
35-40 HRC (Rockwell C)
Stato indurito dalle precipitazioni
Proprietà termiche Limite di servizio continuo (aria) ≤650°C (1202°F) Resistenza all'ossidazione
Resistenza alla rottura per sollecitazione (600°C/1.000h) ~40 MPa (5,8 ksi)
Resistenza alla corrosione Acqua di mare Eccellente (resiste al pitting/SCC in acqua di mare corrente; rischio in acqua stagnante)
Acido fluoridrico (HF) Resistenza eccezionale Superiore alla maggior parte delle leghe
Alcali e acidi organici Altamente resistente
Criccatura da stress da cloruro (SCC) Quasi immunità
Trattamento termico Ricottura della soluzione 870-980°C (1600-1800°F), raffreddamento rapido Ottimizza la duttilità
Indurimento per precipitazione 480-650°C (900-1200°F), attesa 4-16h Enhances strength via γ' phase (Ni₃(Al,Ti))
Fabbricazione Saldatura TIG/MIG con carica ERNiCu-7
Deve essere fatto allo stato ricotto; rilievitare prima dell'invecchiamento.
Lavorabilità Impegnativo (elevato indurimento del lavoro; richiede utensili in metallo duro/basse velocità)
Standard internazionali Bar/Rod ASTM B164AMS 7234 Grado aerospaziale
Piastra/Foglio ASTM B127AMS 4553
Tubi/strisce ASTM B165AMS 4676
Forgiati ASTM B564
Applicazioni chiave Ingegneria navale Alberi delle pompe, pale delle eliche, valvole per acqua di mare, elementi di fissaggio
Petrolio e gas Collari di perforazione, steli di valvole, strumenti di perforazione (conformi a NACE MR0175)
Aerospaziale Pale di turbina, molle, bulloni ad alta resistenza
Trattamento chimico Attrezzature per acido HF, componenti di reattori, scrubber

🔑 Note critiche e fattori di variabilità

  1. Gamme di proprietà meccaniche:

    • La resistenza e la duttilità variano significativamente in base alla forma del prodotto (barra, lamiera, filo) e al trattamento termico (ricotto o stagionato). I gradi aerospaziali (ad esempio, AMS 4676) richiedono resistenze minime più elevate.

    • La lavorazione a freddo aumenta ulteriormente la resistenza, ma riduce l'allungamento.

  2. Limitazioni della corrosione:

    • Evitare forti ossidanti (ad esempio, acido nitrico) e acqua di mare stagnante (rischio di vaiolatura).

    • Suscettibile alla criccatura da tensocorrosione in vapore HF caldo in condizioni di forte stress.

  3. Stabilità termica:

    • Esposizione prolungata al di sopra di 550°C (1022°F) può causare infragilimento; limitare a 480°C (900°F) per applicazioni critiche.

  4. Conformità nucleare/aerospaziale:

    • I gradi speciali (ad esempio, ASTM B164 per il nucleare) impongono controlli più severi sui rapporti Al/Ti e sulle impurità.

💎 Sintesi: 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.

confronto globale dei prezzi

Forma Cina (Fornitori locali) Europa (REGNO UNITO/UE) STATI UNITI D'AMERICA (Fornitori locali) India (Fornitori locali)
Piastra/Foglio $20-38 /kg FOB; $28-40 /kg FOB (vari annunci) 28 sterline/kg (~$36) - ₹3.500-4.500/kg (~$45-58)
Bar/Rod $15-20 /kg (bar) 20-28 sterline/kg (~US$24-34) $20-50 /kg ₹1.600-2.000/kg (~$24-30)
Bobina/striscia $30-48 /kg 24-30 £/kg ($30-37) - ₹3.000-3.500/kg (~$40-45) (≈₹3k tipico)
Filo $30-60 /kg; filo per molle/saldatura $35-45/kg (10-499 kg) 23-30 £/kg ($29-37) $30-45 /kg ₹3.600-4.500/kg (~$48-60)

🔍 Approfondimenti chiave

  • Cina offre i prezzi K-500 più competitivi a livello globale, soprattutto per fili e bobine.

  • Europa/Regno Unito i prezzi si aggirano tra $30-$37/kg a seconda della forma.

  • STATI UNITI D'AMERICA Le quotazioni dei distributori per le barre sono ampie e variano da $20-50/kg.

  • India Il prezzo è più alto - 1.600-4.500 kg ($24-$60/kg) - a seconda della forma e della certificazione.

📌 Nota: I prezzi possono variare a seconda del MOQ, della certificazione, della finitura superficiale e delle fluttuazioni valutarie.

Perché MWalloys sceglie K-500

  • Forza e durezza: Offre una maggiore resistenza alla trazione rispetto al Monel 400 (ad esempio, ~1.100 MPa invecchiato).

  • Eccezionale resistenza alla corrosione: Mantiene la resistenza del Monel 400 anche in presenza di gas acidi e acqua di mare, anche se il K-500 invecchiato può essere più soggetto a SCC in alcune nicchie.

  • Prestazioni della temperatura di criogenia: Eccellente tenacità senza transizione fragile fino a -210 °C.

Produzione e formatura

La lega K-500 può essere lavorata a caldo o a freddo. Tipico invecchiamento: ricottura in soluzione (~980-1.050 °C), tempra, seguita da invecchiamento (~480-540 °C). Un corretto trattamento termico evita la formazione di TiC e ottimizza le proprietà meccaniche.

Confronto con Monel 400 e altre leghe

Caratteristica K-500 Monel 400 Inconel 718 (Ni-superlega)
Resistenza alla trazione (RT) ~1.100 MPa ~620 MPa ~1.100 MPa
Resistenza alla corrosione Eccellente, con cautela SCC invecchiato Eccellente, di qualità marina Molto buono
Temprabile all'età No Sì (precipitati γ′/γ″)
Magnetico Non magnetico Non magnetico Non magnetico

Migliori pratiche di saldatura

Usare un riempitivo Ni-Cu compatibile, preriscaldare come necessario, distendere, quindi invecchiare dopo la saldatura per recuperare la piena resistenza.

FAQS

1. Perché scegliere il Monel K-500 rispetto al Monel 400?

Pur avendo una resistenza alla corrosione simile a quella del Monel 400, Monel K-500 incorpora alluminio e titanio, che consentono indurimento per precipitazione-Aumentando significativamente la resistenza e la durezza a 1.100 MPa in condizioni di invecchiamento. Rimane tenace anche in condizioni criogeniche (-210 °C) o a temperature elevate.

2. Quanto resiste il K-500 alla corrosione, soprattutto in condizioni acide o marine?

Il K-500 mantiene tassi di corrosione altrettanto bassi rispetto al Monel 400 sia in ambienti con acqua di mare ad alta velocità che con idrogeno solforato. Tuttavia, il K-500 invecchiato mostra una leggera maggiore tendenza alla formazione di cricche da tensocorrosionePer questo motivo il suo utilizzo richiede un'adeguata lavorazione del materiale.

3. Qual è il ciclo termico consigliato per la saldatura per recuperare la piena resistenza?

Per prevenire cricche da deformazione post-saldaturaIl K-500 deve essere saldato nel condizione di soluzione-ricottura, seguito da una distensione, e poi nuovamente invecchiato (ad esempio, 900-1.000 °F) per ripristinare le proprietà meccaniche attraverso precipitati gamma prime.

4. Quali processi di saldatura e quali cariche sono ideali per il K-500?

L'approccio migliore è saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW/TIG) con ERNiCu-7 (Monel 60); è anche possibile utilizzare elettrodi rivestiti come AWS ENiCrMo-3 per lo SMAW. Assicurarsi che i bordi di saldatura siano privi di ossido, che la temperatura interpasso sia inferiore a 120 °C e che la spazzolatura post-saldatura avvenga prima dell'invecchiamento..

5. Come si comporta il K-500 a basse temperature e sotto sforzo?

Rimane il K-500 altamente duttile anche fino a -423 °Fsenza una transizione da duttile a fragile. Conserva inoltre un'eccellente resistenza alla fatica-L'invecchiamento e la lavorazione a freddo aumentano la resistenza alla fatica di oltre 30%, rendendolo ideale per molle, alberi e carichi ciclici.

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