蒙乃尔腐蚀性能.docx

1、蒙乃尔腐蚀性能蒙乃尔腐蚀性能蒙乃尔腐蚀性能海水环境 :在静止海水中蒙乃尔的腐蚀率为0.00mm/a。高硅蒙乃尔合金在不同流速下的腐蚀率小于0.020 mm/a，且数值相近，非常适合在流动海水中使用。它既能抗静止海水又能抗高速流动海水的腐蚀，可用于各种海洋环境中的腐蚀部件，包括船舶、航母用材、码头、钻井平台、浅海油田、跨海桥、海底管线等等。在海水中铸造镍铜合金的疲劳和腐蚀疲劳强度合金材料抗拉强度 （MPa）屈服强度 （MPa）疲劳强度 （MPa）腐蚀疲劳强度 5107（MPa）65Ni-30Cu361172836963Ni-30Cu-2.8Si6364981037666Ni-28Cu-3.6Si

2、9417031109066Ni-28Cu-4.0S1050890119/氢氟酸:蒙乃尔在所有浓度和所有温度的氢氟酸中耐蚀。当氢氟酸中含有氧和氧化性盐时，会增加蒙乃尔的腐蚀率，因此操作时，设备中的氢氟酸应与空气隔绝。蒙乃尔受流速影响较小，因此泵、阀门、泡罩等处于流速较高的条件下的设备和零件采用蒙乃尔更合适，在各种浓度的氢氟酸中，蒙乃尔在120以下均具有良好的耐蚀性。高硅蒙乃尔在一些氢氟酸中腐蚀速率小于普通蒙乃尔，见下表: 不同含硅量的蒙乃尔在氢氟酸的腐蚀速率HF%腐蚀速率 mm/a备注时间 d蒙乃尔400Ni68Cu28Si2Ni68Cu28Si4253060.060.120.06无空气，浸入闭

3、口容器258060.720.120.06无空气，浸入闭口容器508060.180.270.60无空气，浸入闭口容器503012.402.100.90有饱和空气，浸入闭口蒙乃尔在氢氟酸中腐蚀氢氟酸实验条件：浓度：40%，温度：30，隔绝空气，实验时间：144小时蒙乃尔K500蒙乃尔405蒙乃尔400高硅蒙乃尔高硅蒙乃尔水冷mm/a0.12630.11090.12350.09520.0441 碱在浓度小于75和温度小于135的NaOH中，蒙乃尔的腐蚀率小于0.01mm/a，在较低的浓度和较低的温度下，腐蚀率常常低于0.0025mm/a。一般特点：烧碱的腐蚀随温度升高而加剧。蒙乃尔合金可以应用于高温

4、、高浓度的烧碱。在KOH中的腐蚀行为与NaOH中基本相似。在NH4OH溶液中，蒙乃尔的耐蚀性优于纯镍，但只容许在浓度低于3条件下使用。 蒙乃尔在氢氧化钠中的腐蚀率mm/a 143035507274熔融88815161121130400500未充空气未充空气未充空气充空气/0.00130.00050.0050.0080.0100.0440.127硫酸蒙乃尔在还原性的硫酸介质，腐蚀率非常低，在不含空气的30 的硫酸中，蒙乃尔在浓度小于85%的硫酸中都是耐蚀的。浓度高于85%，由于硫酸呈氧化性，强氧化性的硫酸使其腐蚀率剧增。但高硅蒙乃尔在中低温度下，对于各种浓度的硫酸，其耐蚀性都有较大程度的提高，这

5、是因为合金元素硅提高了合金的耐蚀性。蒙乃尔在硫酸中的腐蚀率mm/a硫酸实验条件：浓度78%，温度；：室温；时间：144小时蒙乃尔K500蒙乃尔405蒙乃尔400高硅蒙乃尔高硅蒙乃尔水冷mm/a0.01330.01080.00920.00550.0102在稀的亚硫酸介质中，蒙乃尔的耐蚀性非常好，因而可以作为造纸工业中一些用途中的结构材料。盐酸在盐酸中，蒙乃尔在低浓度、较低温度的不含空气的盐酸中是非常耐蚀的。但是在沸腾温度，即使盐酸浓度很稀，此合金也不耐蚀。因此规定，蒙乃尔合金仅能用于室温下，浓度 15%且不充入空气的盐酸中和浓度5,温度较高但也不含空气和氧化剂的盐酸。蒙乃尔K500比蒙乃尔400

6、具有更好的耐盐酸腐蚀性，特别是在沸腾盐酸中。磷酸在磷酸中，蒙乃尔合金耐不含氧和氧化剂的105的磷酸腐蚀。试验表明，在50以下磷酸中，蒙乃尔的腐蚀率0.05mm/a；在105以下磷酸中，腐蚀率0.25mm/a。充入空气将加速蒙乃尔合金的腐蚀，特别是在高温中更为明显。高温腐蚀在空气和氧中的试验表明，蒙乃尔的抗氧化能力相当好，但是低于纯镍的抗氧化性。此时，蒙乃尔合金表面外层含有CuO和Cu2O，而内层富Ni，基本上是纯NiO。蒙乃尔合金在空气中连续工作的最高温度一般为600左右。在高温蒸气中（无论是干的还是湿的蒸气），蒙乃尔均可以在温度小于485下使用。在高流速的蒸气中，蒙乃尔耐冲蚀性能也很好。受应

7、力的蒙乃尔合金可以温度455以下使用，高于这个温度，特别是介于470500时，会发生晶间腐蚀。在150250干蒸气中，试验10001150小时，蒙乃尔合金的腐蚀速度为小于0.026mm/a。盐在中性和苛性盐中，例如在氯化物盐、硫化物盐、硝酸盐、醋酸盐和碳酸盐中，蒙乃尔具有非常优良的耐蚀性，甚至在热浓盐溶液中的腐蚀率通常小于0.0025mm/a。熔盐和液态金属耐熔融的（温度小于500）NaOH和KOH的腐蚀，在高温（小于600）供热处理使用的熔融苛性和中性盐中，例如氯化物盐、硝酸盐、硝酸盐中，蒙乃尔具有很好的耐蚀性，几乎与纯镍相同。在816氟化物混合熔盐中，蒙乃尔没有明显腐蚀。蒙乃尔在熔融液体N

8、a和NaK中具有良好的耐蚀性，在300熔融NaK中则没有发现腐蚀。可以耐100的液态金属汞的腐蚀蒙乃尔耐磨性能样品为高硅蒙乃尔时效态，硬度HRC42，在煤油中与Cr18对磨，磨擦系数为0.06，在单位载荷0.5MPa及速度为2.5m/s下，磨损8小时的耐磨性为0.8mg；在煤油中与铝黄铜对磨，磨擦系数为0.035，在单位载荷3.5MPa及速度为0.5m/s下，磨损3小时的耐磨性为0.7mg . 蒙乃尔400合金蒙乃尔400合金(UNS N04400或MCu-28-1.5-1.8 或Ni68Cu28Fe) 是一种在海水、化学溶剂、氨硫氯、氯化氢、各种酸性介质如硫酸、氢氟酸、盐酸、磷酸、有机酸，碱

9、性介质、盐和熔融盐中具有良好耐腐蚀性能的镍基合金材料。蒙乃尔400合金同时具有良好的机械性能，从低温到高温广泛的使用温度，具有良好的焊接性能和中、高强度。 蒙乃尔400主要应用于化学和石油化工以及海洋开发等领域。可用来制造各种换热设备、锅炉给水加热器、石油和化工管线、容器、塔、槽、阀门、泵、反应釜、轴等。执行标准：ASTM B 164 (棒、线), ASTM B 564 (锻件)，ASTM B 127（板、带）, ASTM B 165 (无缝管).蒙乃尔400 化学成份 元素 含量, %镍 63.0min铜 28min34max铁 2.5max锰 2.0max碳 0.3max硅 0.5max硫

10、 0.024max蒙乃尔400 物理性能 密度 0.318 lb / in38.80g/cm3弹性模量 26 000 ksi加热能量 0.427 J/g-C热导 21.8 W/m-K熔点 1300 - 1350 C磁性 200H(At 70 F)热膨胀系数, in./in./ F x 10670-200F7.770 - 400 F8.670 - 800 F8.970 - 1000 F9.1蒙乃尔400 机械性能 形状 抗拉强度 屈服强度 (0.2% Offset) 延伸率,% 硬度 ksi MPa ksi MPa Brinell(3000-kg) Rockwell B 棒 70-110480-

11、76025-85170-58550-5110min60min板 70-95482-65528-75193-51750-30110-21560-96薄板 70-120482-82730-110207-75845-265min带 70-140482-96525-130172-89650-268min无缝管 70-130482-89625-110172-75850-3100max冷拉线 70-180482-124130-170207-117245-2蒙乃尔 400 加工 该合金可用加工传统铁基材料的加工方法进行机械加工。高速机加时使用水冷却剂。该材料在加工中收缩，应注意加工收缩余量保证尺寸精度。 蒙

12、乃尔400 焊接 蒙乃尔400焊接性能良好，可以采用TIG和MIG法，可以用蒙乃尔本体或EniCu-7焊丝、焊条；或者手工电弧焊和埋弧焊；可与碳钢和低合金钢焊接。 蒙乃尔 404 合金蒙乃尔404 合金(UNS N04404)是一种具有非常低的居里温度、很低的磁性和良好钎焊特性的类试蒙乃尔400的镍基合金。 蒙乃尔404 化学成份 元素 含量 %镍 52.0min57.0max铜 balance铁 0.5max锰 0.1max碳 0.15max硅 0.1max铝 0.05max硫 0.024max蒙乃尔404物理性能 密度 0.322 lb / in38.91g/cm3电阻率 4.98e-00

13、5ohm-cm加热能 0.414 J/g-C热导 21 W/m-C磁性 1.0047(AT 78 0F)热膨胀系数, in./in./ F x 10670-200F7.470 - 500 F8.570 - 1000 F9.2蒙乃尔 404 合金蒙乃尔404 合金(UNS N04404)是一种具有非常低的居里温度、很低的磁性和良好钎焊特性的类试蒙乃尔400的镍基合金。 蒙乃尔404 化学成份 元素 含量 %镍 52.0min57.0max铜 balance铁 0.5max锰 0.1max碳 0.15max硅 0.1max铝 0.05max硫 0.024max蒙乃尔404物理性能 密度 0.322

14、 lb / in38.91g/cm3电阻率 4.98e-005ohm-cm加热能 0.414 J/g-C热导 21 W/m-C磁性 1.0047(AT 78 0F)热膨胀系数, in./in./ F x 10670-200F7.470 - 500 F8.570 - 1000 F9.2蒙乃尔 R-405 合金(UNS N04405) 在蒙乃尔400成份中增加硫含量从而强化了机械加工性能成为易切削蒙乃尔合金。该合金具有与蒙乃尔400合金相同的耐腐蚀性能和物理性能。但机械性能较蒙乃尔400略有不同。 执行标准：ASTM B 164.蒙乃尔 R405 合金化学成份 ElementComposition

15、 limits, %镍 63.0min铜 28min34max铁 2.5max锰 2.0max碳 0.3max硅 0.5max硫 0.025min-0.060max蒙乃尔R405 物理性能 密度 0.318 lb / in38.80g/cm3弹性模量 26 000 ksi电阻率 5.11e-005ohm-cm加热能 0.427 J/g-C热导 22 W/m-C熔点 1300 - 1350 C磁性 200H(At 70 F)热膨胀系数, in./in./ F x 10670-200F7.770 - 400 F8.670 - 800 F8.970 - 1000 F9.1蒙乃尔R405 合金机械性能

16、 形状 抗拉强度 屈服强度 (0.2% Offset) 延伸率,% 硬度 ksi MPa ksi MPa Brinell(3000-kg) RockwellB 棒 70-90482-62125-60172-41345-30110-17060-86蒙乃尔 R-405 合金机加 蒙乃尔 R405 是专为易加工设计的材料适用于自动化加工。高速加工运行时需要使用油滑。蒙乃尔 R-405 合金焊接 蒙乃尔 R-405 合金可以采用常规焊接法焊接，与蒙乃尔400焊接要求相同。蒙乃尔 K500 合金蒙乃尔K500合金具有优良的耐蚀性，同时具有比蒙乃尔400更高的强度和硬度。这是由于合金中加入Al、Ti等元素

17、，经一定的热处理后，在基体上存在弥散的金属间化合物。组织结构为单相奥氏体组织和由弥散的Ni3（Al、Ti）沉淀相析出。 蒙乃尔K500具有大约蒙乃尔400三倍屈服强度和两倍抗拉强度，通过冷加工或时效硬化可以获得更高的机械性能。蒙乃尔K500合金具有与蒙乃尔400合金相同的耐腐蚀性能。蒙乃尔K500合金主要用于泵轴和叶轮、输送器刮刀，油井钻环、弹性部件、阀垫等。其它也可以制造各种换热设备、锅炉给水加热器、石油和化工管线、容器、塔、槽、阀门、泵、反应釜、轴等。由于在流动海水中的低腐蚀率和此合金的高强度，因此，蒙乃尔K500适用于制造耐海水腐蚀的离心泵轴。适用静止和流速的海水中。执行标准：ASTM

18、B 865 , AMS 4676.蒙乃尔K500 化学成分 元素 含量, %镍 63.0min铜 27min33max铁 2.0max锰 1.5max碳 0.25max硅 0.5max铝 2.3min3.15max钛 0.35min0.85max硫 0.01max蒙乃尔 K-500 物理性能 密度 0.305lb / in38.44g/cm3弹性模量 26 000 ksi加热热量 0.419 J/g-C热导 17.2 W/m-C熔点 1300 - 1350 C磁性 1.01(At -13 0F)电阻率 370 Microhm-cm (At 68F) 热膨胀系数, in./in./ F x 10

19、-670-200F7.670 - 400 F8.170 - 800 F8.570 - 1000 F8.7蒙乃尔K500 机械性能 形状 抗拉强度 屈服强度 (0.2% Offset) 延伸率,% 硬度 ksi MPa ksi MPa Brinell(3000-kg) Rockwell 棒 90-190621-131040-120276-82745-1375B-41C板 90-170621-117240-120276-82745-2075B-33C薄板、带 90-200621-137940-160172-110340-275B-42C冷拉线 80-190552-131035-170241-117

20、240-2蒙乃尔 K-500 机加 退火态容易，时效态加工也可以。通常在退火态大尺度加工，留少量加工余量在时效热处理后加工到最终尺寸。时效态加工后略有收缩。 蒙乃尔 K-500焊接蒙乃尔K500可以用工业上通用的焊接方法进行焊接，但必须在退火态进行，且时效前必须先消除应力。时效过程以尽量快为宜。高硅蒙乃尔合金高硅蒙乃尔合金高硅蒙乃尔是Ni-Cu-Si-Fe-Mn系列弥散强化型镍铜合金，也称NCu-30-4-2-1。其中硅含量高达4以上，硅的加入提高了合金的强度、硬度及再结晶温度，改善了合金的铸造性能，新工艺的采用大大细化了组织，消除了成分偏析和夹杂，材料力学性能大大提高。通过合适的处理能够使硅

21、以化合物Ni3Si第二相形式从基体中析出，在晶界和晶粒内呈弥散分布，大大提高镍铜合金的强度和硬度。本公司利用独特的工艺，使合金具有高硬度、高强度、高耐磨和优良的抗粘合、抗高温性能，同时该合金还具备比普通蒙乃尔更好的耐腐蚀性能（见表1，表2），该合金可在铸态和热处理状态下使用。特种合金的机械性能和化学成分: 合金的机械性能 牌 号 抗拉强度bMPa伸长率(%)硬度HRCSi %蒙乃尔400(冷拔态)(对比)7151920 0.5蒙乃尔 K500(冷拔态) (对比)8202126 1高硅蒙乃尔（铸态） 10123.234 3.9-4.7高硅蒙乃尔固溶+时效 12502041 3.8-4.5高硅蒙乃

22、尔时效处理 13001047 3.8-4.5 合金的化学成分（wt %） CuSiFeMnNi-Co杂质含量 （wt%） 杂质总和 29.0-31.03.9-4.71.5-2.50.8-1.5余量 Mg 0.10Al 0.30C 0.20S 0.02 0.50应用：海洋船用管道系统的重要部件 泵和阀的零部件如泵轴、阀杆、阀盘等，它既能抗静止海水又能抗高速流动海水的腐蚀，可用于具有抗冲击腐蚀性能的部件，还可用于船舶推进器、螺杆、叶轮、各种紧固件、船用热交换器等。 海底输油管道和大桥所用的紧固件螺栓、螺母；采油平台飞溅区防海水腐蚀结构件；舰艇的螺旋桨，关键的轴及泵；海水系统的紧固件、螺杆联结件、各

23、种轴的关键件、汽油箱、淡水箱、酸洗设备、热交换器；航母的不少设备和系统都应用Monel材料；石油化工：低硫高盐原油的常压蒸馏装置的塔体衬里和塔盘等部件及塔顶冷凝管束等一般采用蒙乃尔合金。用于石油化工生产中，氢氟酸作催化剂的装置，如烷基苯氢氟酸烷基化装置和汽油氢氟酸烷基化装置等。（氢氟酸具有强腐蚀性和剧毒性，其的阀门性能就必须相应提高）；熔碱工程设备核管路；洗涤化工管材；蒸发器、热交换器、储灌、泵、搅拌桨轴、阀杆；造纸工业的结构件。 核工业：核工业所用阀门、阀杆、轴套制造铀提炼核同位素分离设备；镍铜合金镍铜合金与蒙乃尔400、404合金相似。具有耐腐蚀性能和良好的机械性能。具体指标参考蒙乃尔40

24、0合金和蒙乃尔404合金技术指标。 镍铜合金 牌号 Ni+Co Cu Si Mn C Mg S Fe 杂质 总和 不小于 不大于 NCu40-2-1 余量 38.0-42.0 .15 1.25-2.25 .30 - .02 .2-1.0 .6 NCu28-2.5-1.5 余量 27.0-29.0 .10 1.2-1.8 .20 .10 .02 2.0-3.0 .6 镍基合金铸件镍基合金铸件包括镍-铜-硅；镍-钼；镍-铬；镍-钼-铬。镍基合金铸造材料具有不同的复杂形状和良好的耐腐蚀性能。 镍基合金铸造件化学成份 牌号 CZ100M35-1M35-2M30HM25SM30CN12MVN7MCY40

25、CW12MWCW6MCW2MCW6MCCY5SnBiMCX2MWCu5MCuCCX2MUNSN02100N24135N04020N24030N24025N24130N30012N30007N06040N30002N30107N26455N26625N26055N26022N08826N26059C max1.000.350.350.300.250.300.120.070.400.120.070.020.060.050.020.050 max0.02Mn max1.501.51.501.501.501.501.01.001.501.001.001.001.01.51.01.0 max1.00Si

26、 max2.001.252.002.7-3.73.5 4.51.0 2.01.01.003.001.001.000.801.00.50.801.0 max0.50P max0.030.030.030.030.030.030.0400.0400.030.0400.0400.030.0150.030.0250.030 max0.020S max0.030.030.030.030.030.030.0300.300.030.0300.0300.030.0150.030.0250.030 max0.020Cu max1.25 max26.0 33.026.0 33.027.0 33.027.0 33.026.0 33.01.50 3.5015.0 16.5Mo max26.0 30.030.0 33.016.0 18.017.0 20.015.0 17.58.0 10.02.0 3.512.5 14.52.5 3.51.50 maxFe max3.00 max3.50 m