Монельный сплав 502 (UNS N05502): Технические характеристики и детали продукта для баров

Введение в Monel Alloy 502

Монельный сплав 502 (UNS N05502) высокопроизводительный сплав никель-коппер, спроектирован для сочетания исключительного коррозия сопротивление Монель 400 с усиленной механической прочностью за счет упрочнения осадков. Этот сплав, в основном состоит из никеля (примерно 63-70%) и меди (27-33%), Включает небольшие дополнения алюминия и титана, которые позволяют уплотнению возраста достичь превосходной твердости и прочности растяжения. Монель 502 особенно ценится в таких отраслях, как морская инженерия, химическая обработка, и аэрокосмическая промышленность, где компоненты должны терпеть коррозионные среды и механические напряжения. Его способность сопротивляться кислотам, щелочам, и морская вода, в сочетании с улучшенной механической способностью по сравнению с другими сплавами, опорными, делает его универсальным материалом для критических приложений. Монель 502 доступен в различных формах, в том числе круглый бар, плоский бар, квадратный бар, и шестигранный бар, каждый из которых адаптирован к конкретным промышленным потребностям.

Усовершенствованные свойства сплава делают его идеальным для применений, требующих высокой прочности и долговечности, такие как насосные валы, Компоненты клапана, и крепежные. Монель 502 соответствует таким стандартам, как ASTM B865 и AMS 4676, Обеспечение постоянного качества в его формах продукта. Его способность поддерживать механические свойства от температуры под рамки до приблизительно 480 ° C, наряду с сопротивлением к хлоридному индуцированному стрессовым растрескиванию (SCC), позиционирует его как надежный выбор для суровых средств. В этой статье представлен всеобъемлющий анализ спецификаций Monel 502, Химический состав, механические свойства, устойчивость к коррозии, и конкретные детали продукта для круглого бара, плоский бар, квадратный бар, и шестигранный бар, Поддерживается сравнительными данными и научной информацией, чтобы помочь инженерам и профессионалам отрасли.

Химический состав и микроструктура

Химический состав монела 502 спроектирован для оптимизации коррозионной стойкости и механической прочности. Никель (63-70%) образует конюшню, Аустенитная матрица, обеспечение отличной устойчивости к снижению средств и хлорид-ионной SCC. Медь (27-33%) повышает коррозионную стойкость в морских условиях, Особенно против протекающей морской воды. Добавление алюминия (2.5-3.5%) и титан (0.3-0.8%) Позволяет укреплению осадков, Формирование Гамма -Прайм (C ′) фазы, которые значительно увеличивают прочность. Следовые элементы, такие как железо (≤2,0%), Марганец (≤1,5%), и углерода (≤0.25%) уточнить свойства сплава, в то время как сера (≤0,01%) сводится к минимуму для обеспечения сварки. В таблице ниже подробно описывается химический состав:

Элемент	Композиция (% по весу)
Никель (Ni)	63.0–70.0
Медь (Cu)	27.0–33.0
Алюминий (Al)	2.5–3.5
Титан (Ti)	0.3–0.8
Железо (Fe)	≤2,0
Марганец (MN)	≤1,5
Углерод (С)	≤0.25
Кремний (Si)	≤0.5
Сера (S)	≤0,01

Микроструктура монела 502 это кубический (ФКС) Аустенитная матрица, Укрепленный γ ′ осадки, образованные во время возрастного удержания при 594-608 ° C. Эта структура повышает твердость и силу при сохранении пластичности. В отличие от Monel R-405, который включает серу для механизма, но не склоняется, Низкое содержание серы Monel 502 поддерживает традиционные методы сварки, такие как GTAW и GMAW. По сравнению с Monel 400, Монель 502 предлагает более высокую прочность из -за упрочнения осадков, что делает его пригодным для применений с высокими нагрузками. Его устойчивость к деээрированным соляным и гидрохлорическим кислотам сопоставима с монель 400, Хотя он работает менее эффективно в высоко окислительных средах из -за более низкого содержания хрома по сравнению с сплавами, такими как Inconel 625.

Механические свойства и термическая обработка

Монель 502 демонстрирует превосходные механические свойства, управляется его способностью удержать осадки. В возрастном состоянии, сплав достигает растягивающей силы 965-1100 МПа и прочность урожая 690-850 MPa, значительно выше, чем Monel 400 (483-586 МПА растяжение, 172-310 Уход MPA). Его удлинение (≥20%) обеспечивает достаточную пластичность для формирования сложных компонентов, в то время как твердость варьируется от 27-35 HRC. Сплав выполняется достоверно от температуры до 480 ° C, Сделать его подходящим как для криогенных, так и для умеренно высокотемпературных приложений. Таблица ниже суммирует механические свойства для Monel 502 полосы в возрасте, задержанном состоянии:

Свойство	Возрастное состояние
Прочность на растяжение (MPa)	965–1100
Предел текучести (MPa)	690–850
относительное удлинение (%)	≥20
Твердость (HRC)	27–35

Тепловая обработка для Monel 502 включает в себя отжиг при 1038 ° С, за которым следует гасить воду, Коляска при 1010-1149 ° C., и возрастное удержание при 594-608 ° C с охлаждением печи. Холодная работа до возраста может еще больше повысить силу, Увеличение силы урожайности до 20%. По сравнению с Monel K500 (США N05500), который имеет аналогичную композицию и свойства, Монель 502 предлагает немного лучшую механизм из -за оптимизированного легирования. В противоположность, Нержавеющая сталь 316 (прочность на растяжение ≥515 МПа) менее надежный, но более сварливый, в то время как Inconel 625 обеспечивает более высокую температурную сопротивление (до 1093 ° C.) но сложнее в машине. Баланс прочности и формируемости Monel 502 делает его идеальным для компонентов высокого давления, таких как насосные валы и уплотнения клапанов.

Коррозионная стойкость и эффективность экологии

Коррозионная стойкость Monel 502 является ключевым атрибутом, Сделать его предпочтительным материалом для суровых средств. Его высокое содержание никеля обеспечивает превосходную устойчивость к снижению кислот, такие как деаэрированные соляные и гидрофторические кислоты, с показателями коррозии такими низкими 0.02 мм/год в 5% Hcl. В текущей морской воде, Сплав демонстрирует минимальную ямку, с показателями коррозии ~ 0,01 мм/год, Превосходный нержавеющая сталь 316 (~ 0,05 мм/год). Медный контент повышает долговечность в морских средах, в то время как алюминий и титан улучшают устойчивость к усталости коррозии. тем не мение, в окисляющих условиях, таких как азотная кислота, Производительность Monel 502 менее надежная, с показателями коррозии 0.1-0.2 мм/год, по сравнению с превосходным сопротивлением Inconel 625 в таких средах.

Сопротивление сплава с хлорид-ионным SCC делает его идеальным для применения в морской и химической обработке, где нравятся нержавеющие стали 304 подвержены растрескиванию. В тестах, проведенных в 3.5% NaCl Solutions, Монель 502 не показал значительных ячейков через три года, В отличие от 316L, которые показали глубину ямы ~ 0,03 мм. Его немагнитный характер в отожженном состоянии выгодна для чувствительных приложений, хотя небольшой магнетизм может развиваться после холодной работы. По сравнению с Monel 400, Монель 502 имеет большую тенденцию к SCC в определенных условиях, Требование тщательного рассмотрения в приложениях с высоким уровнем стресса. Поверхностные обработки, такие как маринованная и электрополировка, повышают коррозионную стойкость, особенно для компонентов, подвергшихся воздействию агрессивных средств массовой информации.

Производство и изготовление

Монель 502 производится в соответствии с такими стандартами, как ASTM B865 и AMS 4676, Покрытие круглого бара, плоский бар, квадратный бар, и шестигранный бар. Круглые батончики производятся с помощью горячего или холодного рисунка, с диаметрами в диапазоне от 0.5 дюймов до 24 дюймы и длины от 6 в 12 ноги. Плоские стержни вырезаны из тарелок или холодные заготовки, В то время как квадратные и шестигранные стержни горячо или подделаны для точности. Ошибочная техника сплава сопоставима с аустиоритами из нержавеющей стали, со скоростью разрезания 10-20 М/мин рекомендуется управлять работой. Обычные методы формирования, такие как изгиб и кова, применимы, с коровью, выполненной при 1010-1149 ° С, с последующей гашением воды.

Сварная монель 502 Требуется отжиг перед сваркой и сдачей на стресс впоследствии, чтобы предотвратить растрескивание, Использование таких методов, как GTAW и GMAW с соответствующими металлами наполнителя. По сравнению с Monel R-405, который не сдается из-за содержания серы, Монель 502 Поддерживает сварку, повышение его универсальности. Поверхностная отделка, в том числе полированный, маринованный, и с песковидным, удовлетворить эстетические и функциональные требования. Соответствие сплава котлам ASME и кодексу сосуда давления (Видя viii) обеспечивает надежность в сосудах давления и ядерных применениях. Его умеренная механизм, по сравнению с плохой механизмом uncel 625, снижает производственные затраты на компоненты с высоким объемом.

Детали продукта: Монель 502 трубы

Монель 502 трубы, Доступно в бесшовных и сварных формах, имеют решающее значение для высокого давления и коррозийной среды в морских, химическая, и нефтегазовой промышленности. Бесшовные трубы, Соответствие ASTM B165, диапазон от 4 мм до 219 мм в внешнем диаметре, с толщиной стен от 0.5 мм до 20 мм. Сварные трубы, за ASTM B725, может достичь диаметров до 1219.2 мм, Подходит для крупномасштабных трубопроводов. В возрастном состоянии, Монель 502 трубы предлагают растягивающие сильные стороны 965-1100 МПа и сильные стороны 690-850 MPa, Сделать их идеальными для систем высокого давления, таких как подводные трубопроводы и химические реакторы. Их скорость коррозии в проточной морской воде составляет ~ 0,01 мм/год, значительно ниже нержавеющей стали 316 (~ 0,05 мм/год).

Бесплатные трубы производятся с помощью экструзии или холодного рисунка, с отжигом при 1038 ° C и возрастном удержании при 594-608 ° C, чтобы оптимизировать прочность. Сварные трубы изготавливаются с использованием процессов ERW или EFW, с термической обработкой после Weld для обеспечения целостности. Приложения включают теплообменники морской воды, Кислые газовые трубопроводы, и линии химической обработки, где устойчивость Monel 502 к снижению кислот и хлорид SCC обеспечивает долговечность. По сравнению с Monel 400 трубы, Монель 502 предлагает превосходную силу, Поддержка более высоких давлений и стрессов. Его более высокая стоимость оправдана сокращением обслуживания и более длительного срока службы в коррозионной среде.

Детали продукта: Монель 502 Фланцы

Монель 502 Фланцы необходимы для соединения труб в системах высокого давления и коррозии, Доступно в таких типах, как шейка сварки, надевать, сварка, и слепой, за ASME B16.5. Размеры варьируются от ½ дюйма до 24 дюймы, с рейтингами давления от 150 в 2500. В возрастном состоянии, фланцы демонстрируют растягивающие стороны 965-1100 МПа и отличная устойчивость к деээрированным кислотам (~ 0,02 мм в год в 5% Hcl). Их высокая прочность и коррозионная стойкость делают их идеальными для оффшорных платформ, химические заводы, и аэрокосмические системы, где надежное уплотнение имеет решающее значение.

Фланцы подделяются или вырезаны из тарелок, с термической обработкой (отжиг и возрастное) Для достижения оптимальных свойств. Поверхностные отделки, такие как маринованный и полировка, повышают коррозионную стойкость, особенно для фланцев, подвергшихся воздействию морской воды. По сравнению с Inconel 625 фланцы, Монель 502 предлагает лучшую механизм, но снижение высокого уровня сопротивления, Ограничение его использования до 480 ° C. Приложения включают подключения к клапану, насосные сборы, и конвейеры, где долговечность сплава обеспечивает производительность без утечки. Монель 502 Фланцы являются экономически эффективной альтернативой Hastelloy C-276 для снижения среды, с более низкими производственными затратами из -за улучшения работоспособности.

Детали продукта: Монель 502 Круглый бар и удочка

Монель 502 Круглая планка и стержень имеют решающее значение для применений, требующих высокой прочности и коррозионной стойкости, такие как насосные валы, стержни клапанов, и морские фитинги. Доступен по диаметрам от 0.5 дюймов до 24 дюймы и длины до 12 ноги, Эти продукты соответствуют ASTM B865 и AMS 4676. В возрастном состоянии, круглые батончики предлагают растягивающие сильные стороны 965-1100 МПа и сильные стороны 690-850 MPa, сделать их идеальными для систем высокого давления. Их превосходная устойчивость к морской воде и кислотам обеспечивает долговечность в морской и химической среде, с показателями коррозии ~ 0,01 мм в год при проточной морской воде. По сравнению с Monel 400 круглые батончики, Монель 502 обеспечивает в три раза больше силы урожайности и вдвое превышает прочность на разрыв, повышение производительности в требовательных приложениях.

Круглые батончики производятся с помощью горячего или холодного рисунка, с отжигом при 1038 ° C и возрастном удержании при 594-608 ° C для оптимизации свойств. Поверхностная отделка включает яркие, полированный, и черный, удовлетворение как функциональных, так и эстетических потребностей. Приложения включают валы пропеллера, нефтяные бурильные воротники, и авиационные компоненты, Где высокая прочность и коррозионная стойкость сплава. Монель 502 Круглые батончики экономически эффективны по сравнению с Inconel 625, предлагая сходную коррозионную стойкость, но лучшая механизм для производства больших объемов..

Детали продукта: Монель 502 Плоский бар

 

Монель 502 плоские стержни используются в структурных компонентах, Клапанские пластины, и химическое оборудование, Использование высокой прочности и коррозионной сопротивления сплава сплава. Доступно по ширине от 10 мм до 200 мм и толщина 3 мм до 50 мм, Плоские батончики производятся через горячую прокат, ковка, или резка с тарелок. В возрастном состоянии, У них есть растягивающие сильные стороны 965-1100 МПа и отличная устойчивость к деээрированным кислотам (~ 0,02 мм в год в 5% Hcl). Их запорная структура обеспечивает долговечность в среде высокого стресса, такие как алкилирование серной кислоты, где скорости коррозии значительно ниже, чем нержавеющая сталь 304 (~ 0,08 мм/год).

Изготовление включает в себя отжиг и возраст для достижения оптимальных свойств, С помощью поверхностных обработок, таких как устойчивость к усилению марина. По сравнению с Monel 400 плоские батончики, Монель 502 предлагает превосходную силу, но требует тщательной сварки, чтобы избежать растрескивания. Применения включают нагреватели рассола и катушки нагревания летучих мышей, где сопротивление сплава к снижению средств обеспечивает долгосрочную надежность. Его более высокая стоимость по сравнению с нержавеющей сталью компенсируется сниженным обслуживанием в коррозионных условиях, сделать его предпочтительным выбором для критических компонентов.

Детали продукта: Монель 502 Площадь Бар

Монель 502 квадратные столбцы предназначены для применений, требующих равномерной прочности и коррозионной стойкости, такие как компоненты клапана и морские застежки. Доступен в размерах от 10 мм до 100 мм, квадратные батончики горячо или подделаны, с холодной отделкой для точности. Их механические свойства, в том числе прочность на растяжение 965-1100 MPa, Сделайте их подходящими для систем высокого давления. В морской воде, квадратные батончики демонстрируют минимальную коррозию, с глубиной ямы <0.02 мм после длительного воздействия. Их осаждаемая структура обеспечивает в три раза больше силы урожайности Monel 400, повышение долговечности в требовательных приложениях.

По сравнению с Inconel 625 квадратные бары, Монель 502 предлагает лучшую механизм, но снижение высокого уровня сопротивления, Ограничение его использования до 480 ° C. Обработки поверхности, такие как полировка, обеспечивают плавную отделку, Снижение риска межцентральной коррозии. Приложения включают компоненты насоса и оффшорную платформу, где сопротивление сплава хлорид SCC обеспечивает надежность. Производственный процесс включает в себя отжиг и возраст, с осторожным контролем, чтобы предотвратить старости, что может снизить пластичность. Монель 502 Квадратные батончики являются экономически эффективной альтернативой Hastelloy C-276 для снижения среды.

Детали продукта: Монель 502 Шестигранный бар

Монель 502 Гексагонские батончики адаптированы для применения высокой рецепты, такие как крепежные, орехи, и болты, Из -за их превосходной механизма и коррозионной стойкости. Доступен в размерах от 5 мм до 80 мм (через квартиры), Эти бары соответствуют ASTM B865 и AMS 4676. Их растягивающая сила (965-1100 MPa) и устойчивость к деээрированной гидрофторической кислоте (~ 0,02 мм/год) Сделайте их идеальными для химических растительных фитингов и морских компонентов. Гексагональная форма облегчает захват во время обработки, Включение высокоскоростного производства с минимальным износом инструментов.

По сравнению с шестиугольниками Monel K500, Монель 502 предлагает аналогичные механические свойства, но улучшенная механизм, сокращение производственных затрат. Сварка требует предварительного аннулирования и снятия стресса после Weld для поддержания целостности. Приложения включают детали клапана и валы пропеллера, Где долговечность и точность сплава критически важны. Поверхностные отделки, такие как маринованный и электрополировка, повышают коррозионную стойкость, особенно в морской среде. Монель 502 Гексагонские батончики обеспечивают баланс силы и работоспособности, сделать их предпочтительным выбором для автоматических производственных процессов.

 

Сравнительный анализ с другими сплавами

Собственность/сплав	Монель 502	Монель 400	Инконель 625	316 Нержавеющая сталь
Содержание никеля (%)	63–70	≥63	≥58	10–14
Прочность на растяжение (MPa)	965–1100	483–586	≥827	≥515
Предел текучести (MPa)	690–850	172–310	≥414	≥205
Устойчивость к коррозии	Отличный (сокращение)	Отличный (сокращение)	Отличный (Окислительное/уменьшение)	Умеренный (Хлорид SCC)
Обрабатываемость	Хороший	Умеренный	Бедный	Хороший
Свариваемость	Хороший	Хороший	Отличный	Хороший
Максимальная температура (° C)	480	480	1093	800

Монель 502 Превзошено Monel 400 в силе из -за упрочнения осадков, предлагая в три раза больше силы урожайности и вдвое превышающую прочность на растяжение. По сравнению с Inconel 625, это обеспечивает лучшую механизм, но снижение высокой температуры. Нержавеющая сталь 316 является более экономически эффективным, но менее устойчивым к снижению кислот и хлоридов SCC. Баланс силы Monel 502, устойчивость к коррозии, и работоспособность делает его идеальным для морских и химических применений.

 

Приложения и использование отрасли

Улучшенная прочность и коррозионная стойкость Monel 502 делает его жизненно важным материалом в отраслях, требующих долговечных компонентов. В морской технике, круглые батончики, шестигранные батончики, и плоские стержни используются для валов пропеллера, крепежные детали, и морская вода, Использование сопротивления сплава на текущую морскую воду. В химической обработке, квадратные батончики и плоские стержни используются в алкилирующих растениях серной кислоты и производстве гидрофлуорической кислоты, где ставки коррозии минимальны. Аэрокосмические приложения включают компоненты клапана и инструменты, выгода от высокой силы и немагнитных свойств сплава. Соответствие сплава с кодом котла ASME и сосуда давления обеспечивает надежность в сосудах под давлением и ядерными системами.

По сравнению с Monel 400, Более высокая сила Monel 502 поддерживает более требовательные приложения, такие, как ошейники и насосные валы.. Его ограничения в окислительной среде требуют тщательного выбора материала, с Inconel 625 предпочтительнее для высокой температуры, Окислительные условия. Новые приложения включают компоненты для систем возобновляемых источников энергии, такие как конвертеры приливной энергии, где коррозионная стойкость и долговечность Monel 502 критически важны. Его более высокая стоимость по сравнению с нержавеющей стали оправдана сокращением технического обслуживания и более длительного срока службы в коррозийных средах.

Недавние научные идеи и разработки

Недавние исследования подчеркивают потенциал Monel 502 в передовом производстве. Исследования из 2024 продемонстрировать, что оптимизированные процессы удержания возраста увеличивают силу доходности на 10-15% без компромисса пластичности, повышение производительности в приложениях с высоким уровнем стресса. Достижения в области обработки поверхности, такие как нитрирование плазмы, снижали показатели коррозии в морской воде 20%, продление срока службы компонентов в морской среде. Оборудованость Monel 502 была улучшена с помощью утонченного легирования, уменьшение износа инструмента 15% по сравнению с Monel K500. Новые приложения в аддитивном производстве показывают обещание, С лазерной монел 502 Барси, демонстрирующие улучшенную устойчивость к усталости. Исследование также исследует гибридные сплавы, сочетающие прочность Monel 502 с повышенной сварной средой, Потенциально расширение его использования в сварных конструкциях.

 

Заключение

Монельный сплав 502 (UNS N05502) высокопроизводительный сплав никель-коппер, Предлагая уникальную комбинацию силы, устойчивость к коррозии, и обрабатываемость. Его формы продукта - батончик, плоский бар, квадратный бар, и шестигранный бар - приспособленность к разнообразным приложениям в морской пехоте, химическая, и аэрокосмической промышленности. С растягивающими сторонами 965-1100 МПа и отличная устойчивость к снижению кислот и морской воды, Монель 502 Превзошено Monel 400 и конкурирует с Inconel 625 в конкретных средах. Его способность задержки с осадками и сварка повышают его универсальность, В то время как текущие исследования продолжают расширять свои приложения. Для инженеров и специалистов по закупкам, Монель 502 обеспечивает надежный, Высокопроизводительное решение для требования промышленных потребностей, баланс стоимости и долговечности в критических компонентах.