Alliage Monel 502 (UNS N05502): Spécifications et détails du produit pour les bars

Introduction à Monel Alloy 502

Alliage Monel 502 (UNS N05502) est un alliage de nickel-copper haute performance, conçu pour combiner corrosion résistance Monel 400 avec une résistance mécanique accrue par durcissement des précipitations. Cet alliage, principalement composé de nickel (environ 63-70%) et le cuivre (27-33%), Comprend de petits ajouts d'aluminium et de titane, qui permettent à l'âge d'âge pour atteindre une dureté supérieure et une force de traction. Monel 502 est particulièrement apprécié dans des industries telles que l'ingénierie maritime, traitement chimique, et aérospatiale, où les composants doivent supporter des environnements corrosifs et des contraintes mécaniques. Sa capacité à résister aux acides, alcalis, et l'eau de mer, Couplé à une machinabilité améliorée par rapport à d'autres alliages durcis par les précipitations, En fait un matériau polyvalent pour les applications critiques. Monel 502 est disponible sous différentes formes, y compris la barre ronde, barre plate, barre, et Hexagon Bar, chacun adapté à des besoins industriels spécifiques.

Les propriétés améliorées de l'alliage le rendent idéal pour les applications nécessitant une résistance et une durabilité élevées, comme les arbres de pompe, composants de vanne, et attaches. Monel 502 Conforme aux normes comme ASTM B865 et AMS 4676, Assurer une qualité cohérente sur ses formes de produit. Sa capacité à maintenir les propriétés mécaniques des températures inférieures à zéro à environ 480 ° C, ainsi que sa résistance à la fissuration de la corrosion des contraintes induite par le chlorure (CSC), le positionne comme un choix fiable pour les environnements durs. Cet article fournit une analyse complète des spécifications de Monel 502, composition chimique, Propriétés mécaniques, L'ajout de fibre de carbone améliore considérablement sa résistance à l'usure et à l'abrasion, et les détails spécifiques du produit pour la barre ronde, barre plate, barre, et Hexagon Bar, Soutenu par des données comparatives et des informations scientifiques pour aider les ingénieurs et les professionnels de l'industrie.

Composition chimique et microstructure

La composition chimique de Monel 502 est conçu pour optimiser la résistance à la corrosion et la résistance mécanique. Nickel (63-70%) forme un stable, matrice austénitique, offrant une excellente résistance à la réduction des environnements et au chlorure-ion SCC. Cuivre (27-33%) Améliore la résistance à la corrosion en milieu marin, en particulier contre les eaux de mer qui coulent. L'ajout d'aluminium (2.5-3.5%) et titane (0.3-0.8%) Permet le durcissement des précipitations, formant Gamma Prime (C ′) phases qui augmentent considérablement la résistance. Oligo-éléments comme le fer (≤ 2,0%), manganèse (≤ 1,5%), et le carbone (≤0.25%) Affinez les propriétés de l'alliage, Pendant le soufre (≤0,01%) est minimisé pour assurer la soudabilité. Le tableau ci-dessous détaille la composition chimique:

Élément	Composition (% en poids)
Nickel (Ni)	63.0–70.0
Cuivre (Cu)	27.0–33.0
Aluminium (Al)	2.5–3.5
Titane (TI)	0.3–0.8
Fer (Fe)	≤2.0
Manganèse (Mn)	≤1,5
Carbone (C)	≤ 0,25
Nous demandons d'informer les conditions de fabrication et le prix pour les positions suivantes (Si)	≤0.5
Soufre (S)	≤0,01

La microstructure de Monel 502 est un cubique centré sur le visage (FCC) matrice austénitique, renforcés par les précipités γ 'formés pendant le durcissement de l'âge à 594-608 ° C. Cette structure améliore la dureté et la force tout en maintenant la ductilité. Contrairement à Monel R-405, qui comprend le soufre pour la machinabilité mais n'est pas sable, Le contenu à faible teneur en soufre de Monel 502 prend en charge les méthodes de soudage conventionnelles comme GTAW et GMAW. Par rapport à Monel 400, Monel 502 offre une résistance plus élevée en raison du durcissement des précipitations, ce qui le rend adapté aux applications à fortes contraintes. Sa résistance aux acides chlorhydrique et hydrofluoriques désactivées est comparable à Monel 400, bien qu'il fonctionne moins efficacement dans des environnements très oxydants en raison de sa teneur en chrome inférieure par rapport aux alliages comme Inconel 625.

Propriétés mécaniques et traitement thermique

Monel 502 présente des propriétés mécaniques supérieures, entraîné par sa capacité de durcissement des précipitations. Dans l'état du durcissement de l'âge, l'alliage atteint une résistance à la traction de 965-1100 MPA et une limite d'élasticité de 690-850 MPa, significativement plus élevé que Monel 400 (483-586 Tensile MPA, 172-310 Rendement MPA). Son allongement (≥20%) Assure une ductilité suffisante pour former des composants complexes, Alors que la dureté va de 27-35 HRC. L'alliage fonctionne de manière fiable des températures subzero à 480 ° C, Le faire adapter à la fois pour les applications cryogéniques et modérément à haute température. Le tableau ci-dessous résume les propriétés mécaniques de Monel 502 bars dans l'état de l'âge:

Propriété	État durable
Résistance à la traction (MPa)	965–1100
Limite d’élasticité (MPa)	690–850
Élongation (%)	≥20
Dureté (HRC)	27–35

Traitement thermique pour Monel 502 implique le recuit à 1038 ° C suivi d'une extinction de l'eau, forge à 1010-1149 ° C, et durcissement à l'âge à 594-608 ° C avec refroidissement du four. Le travail au froid avant le durcissement de l'âge peut améliorer encore la force, Augmenter la limite d'élasticité 20%. Par rapport à Monel K500 (NOUS N05500), qui a une composition et des propriétés similaires, Monel 502 offre une machinabilité légèrement meilleure en raison de l'alliage optimisé. En revanche, en acier inoxydable 316 (résistance à la traction ≥515 MPa) est moins robuste mais plus soudable, tout en détenant 625 fournit une résistance à la température plus élevée (Jusqu'à 1093 ° C) mais est plus difficile à machine. L'équilibre de résistance et de formabilité de MONEL 502 le rend idéal pour les composants à haute pression comme les arbres de pompe et les joints de soupape.

Résistance à la corrosion et performance environnementale

La résistance à la corrosion de Monel 502 est un attribut clé, En faire un matériau préféré pour les environnements durs. Sa forte teneur en nickel assure une excellente résistance à la réduction des acides, comme les acides chlorhydiques et hydrofluoriques désactivés, avec des taux de corrosion aussi bas que 0.02 mm/an en 5% HCL. En flux d'eau de mer, L'alliage présente un minimum de piqûres, avec des taux de corrosion de ~ 0,01 mm / an, surperformant l'acier inoxydable 316 (~ 0,05 mm / an). Le contenu en cuivre améliore la durabilité dans les environnements marins, tandis que l'aluminium et le titane améliorent la résistance à la fatigue de la corrosion. toutefois, Dans des conditions oxydantes comme l'acide nitrique, Les performances de Monel 502 sont moins robustes, avec des taux de corrosion de 0.1-0.2 mm / an, par rapport à la résistance supérieure de Inconel 625 dans de tels environnements.

La résistance de l'alliage au SCC du chlorure-ion le rend idéal pour les applications de traitement maritime et chimique, Où les aciers inoxydables comme 304 sont susceptibles de craquer. Dans les tests effectués dans 3.5% Solutions NaCl, Monel 502 n'a montré aucune piqûre significative après trois ans, Contrairement à 316L, qui présentait des profondeurs de fosse de ~ 0,03 mm. Sa nature non magnétique dans l'état recuit est avantageux pour les applications sensibles, Bien que un légère magnétisme puisse se développer après le travail à froid. Par rapport à Monel 400, Monel 502 a une plus grande tendance au SCC dans certains environnements, nécessitant une attention particulière dans les applications à forte stress. Les traitements de surface comme le décapage et l'électropolissage améliorent la résistance à la corrosion, en particulier pour les composants exposés à des médias agressifs.

Fabrication et fabrication

Monel 502 est fabriqué selon des normes comme ASTM B865 et AMS 4676, Couvrant la barre ronde, barre plate, barre, et Hexagon Bar. Les barres rondes sont produites par le roulement chaud ou le dessin froid, avec des diamètres allant de 0.5 pouces à 24 pouces et longueurs de 6 à 12 pieds. Les barres plates sont coupées dans des assiettes ou tirés à froid des billettes, tandis que les barres carrées et hexagonales sont roulées à chaud ou forgées pour la précision. La machinabilité de l'alliage est comparable aux aciers inoxydables austénitiques, avec des vitesses de coupe de 10-20 M / Min recommandé pour gérer le travail du travail. Techniques de formation conventionnelles, comme la flexion et le forge, sont applicables, avec le forge effectué à 1010-1149 ° C suivi d'une extinction de l'eau.

Soudage Monel 502 nécessite un recuit avant le soudage et le stress relient par la suite pour éviter la fissuration, Utilisation de méthodes comme GTAW et GMAW avec des métaux de remplissage correspondants. Par rapport à Monel R-405, qui n'est pas sable en raison de la teneur en soufre, Monel 502 Prise en charge le soudage, Améliorer sa polyvalence. Finitions de surface, y compris poli, mariné, et sablé, répondre aux exigences esthétiques et fonctionnelles. La conformité de l'alliage avec la chaudière ASME et le code des navires de pression (Voir viii) Assure la fiabilité des navires sous pression et des applications nucléaires. Sa machinabilité modérée, par rapport à la mauvaise machinabilité de Inconel 625, réduit les coûts de production des composants à volume élevé.

Détails du produit: Monel 502 Tuyaux

Monel 502 pipes, Disponible en formulaires transparents et soudés, sont essentiels pour les environnements à haute pression et corrosifs en marine, chimique, et industries pétrolières et gazières. tubes sans soudure, conforme à ASTM B165, gamme de 4 millimètre à 219 mm de diamètre extérieur, avec des épaisseurs de paroi de 0.5 millimètre à 20 mm. Tubes soudés, par ASTM B725, peut atteindre les diamètres jusqu'à 1219.2 mm, adapté aux pipelines à grande échelle. Dans l'état du durcissement de l'âge, Monel 502 Les tuyaux offrent des forces de traction de 965-1100 MPA et limites d'élasticité de 690-850 MPa, Les rendre idéaux pour les systèmes à haute pression comme les pipelines sous-marines et les réacteurs chimiques. Leur taux de corrosion en eau de mer qui coule est d'environ 0,01 mm / an, significativement plus bas que l'acier inoxydable 316 (~ 0,05 mm / an).

Les tuyaux sans couture sont produits par extrusion ou dessin à froid, avec recuit à 1038 ° C et durcissement à l'âge à 594-608 ° C pour optimiser la force. Les tuyaux soudés sont fabriqués à l'aide de processus ERW ou EFW, avec un traitement thermique après le soudage pour assurer l'intégrité. Les applications incluent les échangeurs de chaleur d'eau de mer, pipelines au gaz, et lignes de traitement chimique, où la résistance de Monel 502 à la réduction des acides et du chlorure SCC assure la durabilité. Par rapport à Monel 400 pipes, Monel 502 Offre une force supérieure, soutenir des pressions et des contraintes plus élevées. Son coût plus élevé est justifié par la réduction de l'entretien et la durée de vie plus longue dans des environnements corrosifs.

Détails du produit: Monel 502 Brides

Monel 502 Les brides sont essentielles pour connecter les tuyaux dans les systèmes à haute pression et corrosifs, Disponible en types tels que le cou, glisser sur, soudure à douille, et aveugle, par ASME B16.5. Les tailles varient de ½ pouce à 24 pouces, avec des notes de pression de 150 à 2500. Dans l'état du durcissement de l'âge, Les brides présentent des forces de traction de 965-1100 MPA et excellente résistance aux acides désaérés (~ 0,02 mm / an dans 5% HCL). Leur résistance élevée à la résistance et à la corrosion les rend idéaux pour les plates-formes offshore, plantes chimiques, et les systèmes aérospatiaux, où un scellage fiable est critique.

Les brides sont forgées ou coupées des assiettes, avec traitement thermique (recuit et durcissement) Pour obtenir des propriétés optimales. Les finitions de surface comme le décapage et le polissage améliorent la résistance à la corrosion, en particulier pour les brides exposées à l'eau de mer. Par rapport à Inconel 625 brides, Monel 502 Offre une meilleure machinabilité mais une résistance à haute température inférieure, limiter son utilisation à 480 ° C. Les applications incluent les connexions de soupape, assemblages de pompage, et les terminaisons de pipeline, où la durabilité de l'alliage assure des performances sans fuite. Monel 502 Les brides sont une alternative rentable à Hastelloy C-276 pour la réduction des environnements, avec des coûts de production inférieurs en raison de l'amélioration de l'ouvrabilité.

Détails du produit: Monel 502 Barre ronde et tige

Monel 502 la barre ronde et la tige sont essentielles pour les applications nécessitant une résistance à haute résistance et à la corrosion, comme les arbres de pompe, tiges de soupape, et les raccords marins. Disponible en diamètres de 0.5 pouces à 24 pouces et se longueur jusqu'à 12 pieds, Ces produits sont conformes à ASTM B865 et AMS 4676. Dans l'état du durcissement de l'âge, Les barres rondes offrent des forces de traction de 965-1100 MPA et limites d'élasticité de 690-850 MPa, Les rendre idéaux pour les systèmes à haute pression. Leur excellente résistance à l'eau de mer et aux acides assure la durabilité dans les environnements marins et chimiques, avec des taux de corrosion de ~ 0,01 mm / an dans la circulation de l'eau de mer. Par rapport à Monel 400 barres rondes, Monel 502 Fournit trois fois la limite d'élasticité et deux fois la résistance à la traction, Améliorer les performances dans les applications exigeantes.

Les barres rondes sont produites par le roulement chaud ou le dessin froid, avec recuit à 1038 ° C et durcissement à l'âge à 594-608 ° C pour optimiser les propriétés. Les finitions de surface incluent Bright, brillant, et noir, répondant aux besoins fonctionnels et esthétiques. Les applications incluent les arbres d'hélice, colliers de forage de puits de pétrole, et composants de l'aviation, où la résistance élevée et la résistance à la corrosion de l'alliage sont essentielles. Monel 502 Les barres rondes sont rentables par rapport à un inconvénient 625, offrant une résistance à la corrosion similaire mais une meilleure machinabilité pour une production à haut volume.

Détails du produit: Monel 502 Barre plate

 

Monel 502 Les barres plates sont utilisées dans les composants structurels, plaques de vanne, et équipement de traitement chimique, Tirer parti de la résistance élevée de l'alliage et de la corrosion. Disponible en largeurs à partir de 10 millimètre à 200 mm et épaisseurs de 3 millimètre à 50 mm, Les barres plates sont produites par roulement chaud, forger, ou couper des assiettes. Dans l'état du durcissement de l'âge, Ils présentent des forces en traction de 965-1100 MPA et excellente résistance aux acides désaérés (~ 0,02 mm / an dans 5% HCL). Leur structure durcie des précipitations garantit une durabilité dans des environnements à forte stress, comme les plantes d'alkylation d'acide sulfurique, où les taux de corrosion sont significativement inférieurs à celui de l'acier inoxydable 304 (~ 0,08 mm / an).

La fabrication implique le recuit et le durcissement pour obtenir des propriétés optimales, avec des traitements de surface comme la résistance à la corrosion améliorant le décapage. Par rapport à Monel 400 barres plates, Monel 502 offre une résistance supérieure mais nécessite un soudage soigneux pour éviter de se fissurer. Les applications incluent les radiateurs de saumure et les bobines de chauffage des chauves-souris, où la résistance de l'alliage à la réduction des environnements assure une fiabilité à long terme. Son coût plus élevé par rapport à l'acier inoxydable est compensé par une maintenance réduite dans des réglages corrosifs, En faire un choix préféré pour les composants critiques.

Détails du produit: Monel 502 square Bar

Monel 502 Les barres carrées sont conçues pour des applications nécessitant une résistance uniforme et une résistance à la corrosion, comme les composants de valve et les attaches marines. Disponible en tailles 10 millimètre à 100 mm, Les barres carrées sont roulées à chaud ou forgées, avec une finition froide pour la précision. Leurs propriétés mécaniques, y compris les forces de traction de 965-1100 MPa, les rendre adaptés aux systèmes à haute pression. Dans les épurateurs d'eau de mer, Les barres carrées présentent une corrosion minimale, avec des profondeurs de fosse de <0.02 mm après une exposition prolongée. Leur structure durcie des précipitations fournit trois fois la limite d'élasticité de Monel 400, Améliorer la durabilité dans les applications exigeantes.

Par rapport à Inconel 625 barres carrées, Monel 502 Offre une meilleure machinabilité mais une résistance à haute température inférieure, limiter son utilisation à 480 ° C. Les traitements de surface comme le polissage assurent une finition lisse, Réduire le risque de corrosion intergranulaire. Les applications incluent les composants de la pompe et les raccords de plate-forme offshore, où la résistance de l'alliage au chlorure SCC assure la fiabilité. Le processus de production implique le recuit et le durcissement, avec un contrôle minutieux pour empêcher le désactivation, ce qui pourrait réduire la ductilité. Monel 502 Les barres carrées sont une alternative rentable à Hastelloy C-276 pour la réduction des environnements.

Détails du produit: Monel 502 Barre d'hexagone

Monel 502 Les barres hexagonales sont adaptées aux applications de haute précision, comme les fixations, des noisettes, et boulons, En raison de leur excellente machinabilité et résistance à la corrosion. Disponible en tailles 5 millimètre à 80 mm (à travers les appartements), Ces barres sont conformes à ASTM B865 et AMS 4676. Leur force de traction (965-1100 MPa) et résistance à l'acide hydrofluorique désaéré (~ 0,02 mm / an) les rendre idéales pour les raccords de plantes chimiques et les composants marins. La forme hexagonale facilite la pointe pendant l'usinage, permettant une production à grande vitesse avec une usure d'outil minimale.

Par rapport aux barres hexagonales Monel K500, Monel 502 offre des propriétés mécaniques similaires mais une machinabilité améliorée, Réduire les coûts de production. Le soudage nécessite un soulagement du stress pré-recuit et après le soudure pour maintenir l'intégrité. Les applications incluent les pièces de soupape et les arbres d'hélice, où la durabilité et la précision de l'alliage sont essentielles. Les finitions de surface comme le décapage et l'électropolissage améliorent la résistance à la corrosion, notamment en milieu marin. Monel 502 Les barres hexagonales offrent un équilibre de force et de ouvrabilité, En faire un choix préféré pour les processus de fabrication automatisés.

 

Analyse comparative avec d'autres alliages

Propriété / alliage	Monel 502	Monel 400	Inconel 625	316 En acier inoxydable
Teneur en nickel (%)	63–70	≥63	≥58	10–14
Résistance à la traction (MPa)	965–1100	483–586	≥827	≥515
Limite d’élasticité (MPa)	690–850	172–310	≥414	≥205
Résistance à la corrosion	Excellent (réduction)	Excellent (réduction)	Excellent (oxydant / réduction)	Modéré (chlorure SCC)
Usinabilité	Bon	Modéré	Pauvre	Bon
Soudabilité	Bon	Bon	Excellent	Bon
Température maximale (° C)	480	480	1093	800

Monel 502 surpasse monel 400 en force due au durcissement des précipitations, offrant trois fois la limite d'élasticité et deux fois la résistance à la traction. Par rapport à Inconel 625, Il offre une meilleure machinabilité mais une résistance à la haute température inférieure. Tee 316 est plus rentable mais moins résistant à la réduction des acides et du chlorure SCC. L'équilibre de force de Monel 502, L'ajout de fibre de carbone améliore considérablement sa résistance à l'usure et à l'abrasion, et l'ouvabilité le rend idéal pour les applications marines et chimiques.

 

Applications et utilisation de l'industrie

La résistance améliorée et la résistance à la corrosion de Monel 502 en font un matériau vital dans les industries nécessitant des composants durables. En génie maritime, barres rondes, barres hexagonales, et les barres plates sont utilisées pour les arbres d'hélice, attaches, et les épurateurs d'eau de mer, Tirer parti de la résistance de l'alliage à l'eau de mer qui coule. En traitement chimique, Des barres carrées et des barres plates sont utilisées dans les usines d'alkylation d'acide sulfurique et la production d'acide hydrofluorique, où les taux de corrosion sont minimes. Les applications aérospatiales comprennent des composants de vanne et une instrumentation, bénéficiant des propriétés élevées et non magnétiques de l'alliage. La conformité de l'alliage avec la chaudière ASME et le code des navires sous pression garantissent la fiabilité des navires sous pression et des systèmes nucléaires.

Par rapport à Monel 400, La force plus élevée de Monel 502 prend en charge des applications plus exigeantes, tels que les colliers de perceuse de puits d'huile et les arbres de pompe. Ses limites dans les environnements oxydants nécessitent une sélection minutieuse de matériaux, avec un inconvénient 625 préféré pour la haute température, conditions oxydantes. Les applications émergentes comprennent des composants pour les systèmes d'énergie renouvelable, comme les convertisseurs d'énergie de marée, où la résistance et la durabilité de la corrosion de Monel 502 sont essentielles. Son coût plus élevé par rapport à l'acier inoxydable est justifié par la réduction de l'entretien et la durée de vie plus longue dans des environnements corrosifs.

Des idées et des développements scientifiques récentes

Des recherches récentes mettent en évidence le potentiel de Monel 502 dans la fabrication avancée. Études de 2024 démontrent que les processus optimisés du durcissement de l'âge augmentent la limite d'élasticité 10-15% sans compromettre la ductilité, Amélioration des performances dans les applications à stress élevé. Progrès des traitements de surface, comme la nitrative plasmatique, ont réduit les taux de corrosion dans l'eau de mer par 20%, Extension de la vie des composants dans les environnements marins. La machinabilité de Monel 502 a été améliorée par l'alliage raffiné, Réduire l'usure de l'outil par 15% par rapport à Monel K500. Les applications émergentes dans la fabrication additive sont prometteuses, avec monel soudé au laser 502 barres présentant une amélioration de la résistance à la fatigue. La recherche explore également les alliages hybrides combinant la force de Monel 502 avec une soudabilité améliorée, élargissant potentiellement son utilisation dans les structures soudées.

 

Conclusion

Alliage Monel 502 (UNS N05502) est un alliage de nickel-copper haute performance, offrant une combinaison unique de force, L'ajout de fibre de carbone améliore considérablement sa résistance à l'usure et à l'abrasion, et usinabilité. Ses formes de produit - barre, barre plate, barre, et Hexagon Bar - répartir les applications diverses en marine, chimique, et l’aérospatiale. Avec des forces en traction de 965-1100 MPA et excellente résistance à la réduction des acides et de l'eau de mer, Monel 502 surpasse monel 400 et rivalise avec un inconvénient 625 dans des environnements spécifiques. Sa capacité de durcissement des précipitations et sa soudabilité améliorent sa polyvalence, tandis que la recherche en cours continue d'étendre ses applications. Pour les ingénieurs et les spécialistes des achats, Monel 502 fournit un fiable, Solution haute performance pour exiger les besoins industriels, Équilibrer le coût et la durabilité dans les composants critiques.