简要说明：上海益励牌的上海益励——Monel400镍铜合金产品：估价：200，规格：齐全，产品系列编号：Monel400

　　上海益励——Monel 400 (UNS N04400/W.Nr.2.4360)

镍铜合金MONEL 400(UNS 表1-MONEL400的限定化学成分 %镍（+钴）碳锰铁硫硅铜
63.0 min.0.3 max2.0 max2.5 max0.024max0.5 max28.0-34.0
表2-MONEL 400合金的物理常数a
N04400/W.Nr.2.4360和2.4361)是一种只能通过冷做硬化的固溶合金。它在很宽的温度范围内具有高的强度和韧性并对许多腐蚀环境具有优异抗力。成分见表1。
400合金大量用在许多领域，尤其是海洋和化工过程。典型的应用为泵、阀；泵和叶轮轴；海洋应用固定件和紧固件；电力和电子部件；弹簧；化工设备；油气和淡水罐；原油静止器；过程容器和管道；锅炉供水加热器和其它热交换器以及除气加热器。
物理常数和热性能
MONEL400的物理常数和热性能见表2和表3。温度对弹性模量的影响见图1。
在表2中会注意到居里温度是在环境温度范围内。它是受化学成分变化的影响的。给出的数值代表了在正常供货中可能出现的范围，因此有些热在室温是有磁性的，有些没有。如果对非磁性的要求非常高，应该考虑其它类型的MONEL合金。
出版物编号：SMC-053
版权：© Special Metals Corporation, 2005 (Feb 05)
MONEL, INCONEL和 INCOFLUX 为Special Metals Corporation group of companies的注册商标。
该出版物中的数据仅供参考，而且可能在没有通知的情况下修正或改变。数据被认为是精确并可靠的，但SPECIAL METALS对此不做任何保证和暗示，并且SPECIAL METALS 对这些数据的精确和可靠不承担任何责任。尽管数据被认为是代表了产品，但产品的实际性能数据可能与该文件中的数据有出入。文件中的任何内容都不能认为是对实际使用的一种保证。

表-3 MONEL 400

合金的热性能
abcd

这些数值对MONEL400的易切削型MONEL R-405也适用退火材料在70°F（21°C）到表中温度之间退火材料外推数值
机械性能
拉伸性能和硬度
MONEL400合金的名义室温拉伸性能见表4。冷轧板材和带材在各种不同回火下的硬度数值见表5。图2和3为由典型数据绘制的硬度与棒材和锻件、冷轧板和带材的性能关系。
热轧退火材料短时高温性能见图4。MONEL 400合金在零度以下具有优异的机械性能。强度和硬度的增加仅仅很少损伤延展性或冲击抗力。即使冷却到液氢温度，该合金也不会发生从易延展到脆化的转变。这和许多铁基材料相比形成显著对照，虽然铁基材料通常在低温下强度增高但会变脆。表6给出了合金在低温下的机械性能。
表4-MONEL 400合金的名义室温拉伸性能

a
a
给出的范围是不同产品尺寸的合成，因此不适合做为标准。在拉伸性能没有作为标准的情况下硬度可以作
b
为标准值。 性能需按照要求
给出的性能为尺寸范围适合直径0.032-0.250英寸。其它尺寸的性能可能会不同。扭转强度
400合金的一些扭转性能见表7。耐压强度
由3倍不同熔炼得出的耐压性能及相应的拉伸性能和硬度见表8。压缩情况下的弹性模量与拉伸情况相同。更详细的资料可以从其它地方获得。
表5-冷轧

MONEL400板材和带材的硬度


图2-热轧与冷拔MONEL400合金棒材和锻件的拉伸性能与硬度的大致关系
图3-冷轧MONEL400合金板材和带材的拉伸性能与硬度的大致关系
表6-MONEL 400

合金在低温的拉伸性能
a
在室温实验之前在-110°F保温数小时
剪切强度
MONEL400合金冷轧板材的室温剪切强度见表9。数值为几个实验的平均值。铆钉线材在不同温度下的剪切强度见表10。剪切性能是用直径为1/8英寸的线材双剪切实验得到的。
在美国海军的温度低于-320°F的撕裂中，该材料在此温度范围里随最大载荷随温度降低而显著增加而表现了优异的延展性和断裂韧性。数据见表11。承压强度
有可能铆钉的连接不是由于铆钉剪切断裂引起而是由于被连接的薄板部分撕裂造成的。板材的对这种变形的抗力叫做承压强度。可以通过用硬销钉或铆钉来扩大或撕裂一个薄板金属样品上的孔来进行评价。
表12中的数据是用一些尺寸为0.062x1.25x2.5英寸的样品获得的；样品上有一个3/16英寸的孔，其中心离边缘3/8英寸。一个合适配合的销被放置在孔中，按照轴承的极限强度和屈服强度分别计算和确定撕裂孔和让孔永久扩大2%需要的最大载荷。
图4-退火MONEL400合金的高温性能
表7-MONEL 400


合金的扭转性能
表8-MONEL 400

的抗压性能
a
冷拔后在525°F等应力处理 冷拔+1450°F /3小时，快速冷却表9-MONEL400合金冷轧板的剪切强度

a
b
表10-MONEL400合金铆钉线材的剪切强度
a
室温双剪切实验
abc
与带头铆钉的骨干大致强度相对应实验前在该温度保温30分钟实验前在该温度保温24小时
a
表11-美国海军在MONEL 400合金热轧板上做的撕裂实验

a
在所有情况下断裂外观为双杯状剪切 带宝石锯缺口进行实验
表12-MONEL400

合金的（轴承）承压强度
b
a
孔直径在板上扩大2% 板材撕裂

b
冲击强度
MONEL400合金因其在相当大的温度范围内保持出色的韧性而值得关注。表13给出了用典型

的生产熔炼材料做的Charpy 和 Izod冲击强度数值。表14和15为拉伸和扭转冲击数值。在拉伸冲击试样中出现的完全断裂在扭转试样中保持没有破坏。由于材料的良好韧性，在扭转试样上即使在把最小断面积减少75%也没有产生断裂。

表13-MONEL 400合金的冲击强度
a
表14-MONEL400

合金圆棒拉伸冲击强度
a
试样完全开裂
表15-MONEL 400合金圆棒的Charpy

扭转冲击强度
a
长度为大约3/16英寸
表16给出了降低温度对冲击强度的影响。表17汇总了热轧板材在液氢和液氦温度的冲击实验。实验代表了板材纵向和横向轧制方向和焊接试样的实验。没有脆性开裂的迹象。焊接试样全部在韩缝处开裂。没有明显的各向异性现象。
表16-MONEL400合金(Charpy V-缺口)冲击强度
表17-热轧MONEL 400板材的Charpy

冲击强度
ab
液氢温度5个实验的范围值液氦温度4个实验的范围值


疲劳强度
400

合金在各种不同处理条件的疲劳强度见表18。冷轧板和带的数值见表19，冷拉线材见图5，退火圆棒见图6。
表18-MONEL400合金圆棒的疲劳强度

图5-商用MONEL400合金线材（直径0.0375英寸、退火后冷拔75%）的疲劳强度。在工艺条件实验。数据来自旋转线（5000rpm）弧疲劳机。
a
抛光试样旋转悬臂梁室温大气实验，10,000rpm。
图6 商用MONEL400合金棒材（直径0.5英寸，冷拔、1500°F /3小时退火）。在工艺条件实验。数据来自R.R. Moor旋转梁技术。
a
轧制表面。大气中室温试验，样品长度方向平行
轧制方向，完全反向应力。


蠕变与断裂性能
MONEL

镍铜合金400

在温度直到并包括1000°F的氧化气氛中是有用的。如果合金是在还原气氛中，更高的温度也可以使用。蠕变与开裂性能见图7- 11。
图7 热轧MONEL400合金的蠕变性能
图9- 20%冷拔、去应力（1000/8小时）的MONEL400合金的蠕变性能。


图10冷拔退火(1500°F /30min)MONEL400断裂性能 微观结构
MONEL400

为固溶二元合金.镍和铜在任何比例均能相互溶解,并且是单相合金。它有面心立方晶格结构，晶格参数为3.534A。图12为该材料的典型微观结构。
在未腐蚀的条件下，MONEL400的抛光样品仅会随机散布的出现非金属夹杂。这些夹杂为金属硫化物或硅酸盐。在某些条件下，也会出现石墨颗粒。
图11冷拔去应力(1100°F /8h)MONEL400断裂性能
图12 冷拔MONEL400圆棒纵断面。腐蚀剂：氰化钠-过（二）硫酸氨。 100X
腐蚀抗力
MONEL400合金对许多还原性介质表现出抗腐蚀性。它通常也比高含铜合金更耐氧化性介质。这种多功能性使得MONEL400合金适合在不同环境中使用。
400合金大量应用在海洋环境。虽然在流动海水中400合金的腐蚀速率极低，但已发现停滞条件会产生缝隙腐蚀和点蚀。400合金在大多数新鲜和工业水中也抗应力腐蚀开裂和点蚀。
加工指导
MONEL400合金可以方便的联结和加工。通过合理的控制热和冷加工量以及选择合适的热处理、最终加工能够形成相当大范围的机械性能。加热与酸洗
热过程处理：400合金无论是热加工的准备或达到需要的机械性能而需要的加热的通用程序和注意事项都可以在
Special Metals的网站
里的出版物“加工制造”中找到。在还原性气氛加热和冷却或水-酒精溶液中淬火都会保留光亮并不会变色。冷却速度没有明显的影响。400合金在加热后在空气中冷却将会形成附着性的氧化膜。
冷加工和热成型的MONEL400合金都需要进行热处理来优化综合强度和延展性并减少在随后的机械加工中的变形。热处理如何影响性能见图13。
火的;反之,箱式退火在1400°F-1500°F下退火1-3
MONEL400合金对所有浓度的氢氟酸直到沸点都具有出色的腐蚀抗力。它也许是所有通用工程合金中最耐蚀的。400合金对在还原性的很多形式的含硫和氯化氢的酸也耐蚀。
关于400合金和其它合金在各种腐蚀介质中的腐蚀的信息请参见Special Metals网站上的出版物“耐水溶液腐蚀的高性能合金”。
小时在大多数情况下可以达到满意效果。图13和14比较了加热对冷拔和热轧材料性能的影响。在这些实验中，冷拔棒材是经过3小时在1300°F退火状态，热轧板材是在1470°F /3小时退火。大多数时间-温度-硬度关系曲线见图15。这些数据可以用来作为建立应用标准的指导。当材料在退火温度范围上限时加热时会出现晶粒长大。图16给出了冷轧带材开式退火可能出现的晶粒尺寸。
酸洗：酸洗可以在MONEL400合金上产生光亮清洁的表面。在Special Metals公司的网站上的出版物“加工制造”里有详细的程序、注意事项。加工制造：
MONEL400合金可以用现有的标准方法加工。需要特别注意的地方见Special Metals公司网站里的出版物“加工制造”。




图13

退火（3小时）对MONEL400合金冷拔棒材室温性能的影响
图16 MONEL400合金冷轧带材在开式退火时不同温度下获得不同晶粒尺寸的需要的大约时间在热弯过程中，金属应该在从炉子中移出后尽快加工。
对工具和模具预热到500°F对防止材料在加工中的急冷是有帮助的。
有些锻件需要控制锻造过程来达到某些对锻造、热成型零件的要求。减小量和最终成型温度都要控制来形成需要的性能。
一种用于生产变形量在最终加热后为30-35%的锻
图14 退火（3小时）对热轧MONEL400合金板材室温性能的影响。在1470°F材料被完全退火（硬度由BHN转换而来）。
件的方法是：1.2.3.4.
重加热
锻造断面到大于最终尺寸的5%(完成至少25%变形)冷却到1300°F
最终加工到尺寸(5%变形)
如在有些军用标准中描述的,一些高张力锻件在最终重加热后也需要最少30-35%变形. 其方法为:1.2.3.4.
图15 MONEL400冷扎带材开式退火时在各种不同温度达到不同硬度需要的大约时间
重加热
锻造断面到大于最终尺寸的25%(完成大约5%变形)冷却到1300°F
最终加工到尺寸(25%变形)
重新细化晶粒的方法是使用2000°F的最终重加热温度并最终重加热后进行的变形量.
冷成型: MONEL400合金适用于所有冷加工方法.


需要的力和加工硬化速率介于低碳钢和304不锈钢之间(见图17).
联结
MONEL400合金可以方便的使用现有的连接方法和程序连接。关于焊接、铜焊和钎焊的信息可以在Special Metals的网站www.specialmetals.com上得到。
大部分传统的焊接工艺都可以用来做MONEL 400合金之间或与异种合金的联结。焊接产品的选择取决于被焊接的材料和以后工作的环境。用药皮金属电弧焊接（SMAW）时，MONEL190焊条被用来沉积接近匹配的焊缝成分。对有些应用，镍焊条141，INCO-WELD A 焊条或INCONEL 112焊条更适合。使用MONEL 190焊条堆积的MONEL400合金板之间的焊缝和MONEL400和碳钢焊缝的性能见表20和21。
对钨极气保焊（GTAW）和金属极气保焊（GMAW），MONEL 60焊丝可以用来堆积接近匹配的焊缝。对某些应用，NICKEL61焊丝或INCONEL 625焊丝或许更合适。这些同样的焊丝可以被用在埋弧焊（SAW）中。INCOFLUX 5被和MONEL 60焊丝一起使用。INCOFLUX6被和NICKEL61焊丝一起使用。INCONEL 625焊丝和INCOFLUX 7 一起使用。
更多关于联结的信息可以在Special Metals 公司
里的出版物“机加工”
中可以得到。
网站www.specialmetals.com上的出版物“联结”中找到。
表20-用MONEL 190焊条焊接的MONEL 400合金的高温拉伸性能

a
a
平焊接头—1/2英寸 MONEL 400合金 所有开裂发生在焊接区
表21- 1-1/4英寸MONEL400合金与钢用MONEL190

焊条平焊接头的室温性能
b
a
可供产品形式与标准规范
MONEL合金400被指定为UNS N04400及Werkstoff Nr. 2.4360和2.4361. 它被列于NACE MR-01-75中用于油气应用条件.合金400可提供的范围非常广,包括管线,管,冷轧板,带,热轧板,圆棒,板条,锻件,六方和线材. 常用的形式和尺寸均有库存;很多特殊产品可以通过转炉来得到.
MONEL400合金被ASME锅炉与压力容器代码批准为结构材料.对Section III 结构温度到800°F,Section VIII Division 1 结构温度到900°F 和Section VIII Division 2 结构温度到800°F的许用应力见ASMESection II, Part D的表1B和2B.热板,冷板,和带材- BS3072NA13 (冷,热板),BS3073NA13 (带), ASTM B 127, ASME SB 127 (热,冷板和带材), SAE AMS 4544 (冷板,带材和热板),DIN 17750 (热板,带材和冷板), QQ-N-281 (热板,冷板,带材,棒板条,线材和锻件)板条,棒,线材和锻件-S3075NA13 (线材),BS3076NA13 (板条), ASTM B 164 (棒板条和线材),ASTM B 564 (锻件), ASME SB 164 (棒板条和线材), ASME SB 564 (锻件), AECMA PrEN 2305(铆钉用线材), SAE AMS 4675 (板条和锻件),SAE AMS 4730 (线材), SAE AMS 4731 (线材和丝带),
开裂出现在焊接区
DIN 17752 (圆棒与板条), DIN 17753 (线材),DIN 17754 (锻件), VdTÜV 263 (冷板,热板,板条与管), QQ-N-281 (热,冷板.带材,板条,圆棒,线材和锻件).管线与管- BS3074NA13 (管), ASTM B 163(冷凝与换热管), ASTM B 165(无缝管), ASTM B 725 (焊管),ASTM B 730 (焊管), ASTM B 751 (焊管), ASTM B 775 (焊接管线), ASTM B 829(无缝管), ASME SB 163 (冷凝与换热管), ASME SB 165 (无缝管), ASME SB 725 (焊管), ASME SB 730(焊管), ASME SB 751 (无缝与焊接管), ASME SB 775 (无缝与焊接管线), ASMESB 829 (无缝管), SAE AMS 4574(无缝管), DIN 17751 (管线与管), VdTÜV263 (冷板,热板,板条和管),焊接产品- MONEL 60焊撕-AWSA5.14/ERNiCu-7; MONEL 190焊条-AWSA5.11/ENiCu-7.
其它产品- ASTM B 366, ASME SB 366 (焊接管件), SAE AMS 7233 (铆钉), DIN 17743 (化学成分)


Monel 400 的化学成分:
合金 % 镍 铜 铁 碳 锰 硅 硫
Monel400 最小 63 28
最大 34 2.5 0.3 2 0.5 0.024
Monel 400 的物理性能:
密度 8.83 g/cm3
熔点 1300-1390 ℃
Monel 400 在常温下合金的机械性能的最小值:
合金和状态 抗拉强度Rm N/mm2 屈服强度RP0.2N/mm2 延伸率A5 %
Monel400 480 170 35
此合金具有以下特性：Monel400是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。此合金在氢氟酸和氟气介质中具有优异的耐蚀性，对热浓碱液也有优良的耐蚀性。同时还耐中性溶液、水、海水、大气、有机化合物等的腐蚀。该合金的一个重要特征是一般不产生应力腐蚀裂纹，切削性能良好。
Monel 400 的金相结构:Monel400合金的组织为高强度的单相固溶体。
Monel 400 的耐腐蚀性:Monel400合金在氟气、盐酸、硫酸、氢氟酸以及它们的派生物中 有极优秀的耐蚀性。同时在海水中比铜基合金更具耐蚀性。酸介质：Monel400在浓度小于85%的硫酸中都是耐蚀的。Monel400是可耐氢氟酸中为 数极少的重要材料之一。水腐蚀：Monel400合金在多数水腐蚀情况下，不仅耐蚀性极佳，而且孔蚀、应力腐蚀等也很少发现，腐蚀速度小于 0.025mm/a。高温腐蚀：Monel400在空气中连续工作的最高温度一般在600℃左右，在高温蒸汽中，腐蚀速度小于0.026mm/a。氨： 由于Monel400合金镍含量高，故可耐585℃以下无水氨和氨化条件下的腐蚀。
Monel 400 应用范围应用领域有：Monel400合金是一种多用途的材料，在许多工业领域都能应用：1.动力工厂中的无缝输水管、蒸汽管2.海水交换器和蒸发器3.硫酸和盐酸环境4.原油蒸馏5.在海水使用设备的泵轴和螺旋桨6.核工业用于制造铀提炼和同位素分离的设备7.制造生产盐酸设备使用的泵和阀