一、引言
蒙乃尔400是一种单相固溶体Ni-Cu合金,它在很多介质环境下有良好的耐蚀性能。从轻微的氧化性介质环境到中性环境,到适宜的还原性环境,都有良好的耐蚀性能。这种合金作为耐蚀材料使用有很长的历史。在20世纪早期,人们就试图以高含量铜的镍矿石来冶炼合金,如今的蒙乃尔400中镍铜含量的比例还和当初的矿石相似。
和商业纯镍一样,蒙乃尔400在退火状态下的强度很低,因为这个原因,此材料常常要求回火处理,以提高其强度。
其特性可以归纳为如下几点:
1、在海洋和化工环境下有良好的耐蚀性能;
2、对氯离子应力腐蚀开裂很不敏感;
3、从零度以下到550℃都有良好的机械性能;
4、被ASME认可可以用作在-10~425℃下的压力容器;
5、良好的加工和焊接性能。
二、化学成分
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、化学成分
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 |
叁、材料标准
产物形式 | 标准 | ||
ASTM | ASME | AMS | |
板材和带材 | B127 | SB127 | 4544 |
无缝管 | B163 | SB163 | 4574 |
B165 | SB165 | ||
棒材和锻件 | B164 | SB164 | 4675 |
B564 | SB564 | ||
丝 | 4730 | ||
4731 |
四、物理性能
密度:8.8g/cm3 熔点范围:1300~1350℃
温度 ℃ | 比热 (J/kg-k) | 热传导系数(W/m-k) | 电阻率 (μΩcm) | 弹性模量 (Gpa) | 热膨胀系数 (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. 能和应用
蒙乃尔400对中性环境和碱、盐环境有优异的耐蚀性能,现在已成为盐厂的标准应用材料。
这种合金材料是少有的几种可以耐氟、氢氟酸、氟化氢或它们的衍生物的金属。它在烧碱中也很耐蚀,在海水环境中有和铜基合金相似的耐空泡腐蚀性能,在硫酸、盐酸等环境中,尤其是没有空气中的情况下,效果更好。但是,由于材料中不含Cr,在氧化性环境中腐蚀率会大大增加。
虽然蒙乃尔400对氯离子应力腐蚀开裂具有很好的抵抗力,但是在有汞或潮湿暴露的氟化氢气体的环境中会产生应力腐蚀开裂。此时要注意对材料进行消应力热处理。
其典型的工程应用如下:
1、电站的给水和蒸汽发生器管道系统;
2、盐厂的加热器和蒸发器主题部分;
3、硫酸和氢氟酸的烷化装置;
4、工业换热器;
5、原油蒸馏装置中的复合板;
6、近海装置的防浪罩;
7、海水系统中推进器和泵的轴;
8、核燃料生产中的铀和同位素分离系统;
9、烃氯化生产中的泵和阀;
10、MEA再沸器管道。