蒙乃尔400-单相固溶体Ni-Cu合金
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
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元素 |
Ni |
Fe |
C |
Mn |
Si |
Cu |
Al |
S |
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最小 |
63.0 |
1.0 |
|
|
|
28.0 |
|
|
|
最大 |
|
2.5 |
0.15 |
1.25 |
0.5 |
34.0 |
0.5 |
0.02 |
三、材料标准
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产品形式 |
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。
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