Диапазон твердости монельного сплава и влияние различных состояний обработки (отожженный или холодно-прокатный)
1. Диапазон твердости монельного сплава
Монель 400
Это твердый-никелевый-медный сплав, упрочненный раствором, и его твердость сильно зависит от условий обработки:
Отожженное состояние: Твердость по Бринеллю (HB)65–95, Твердость по Роквеллу B (HRB)50–70. В этом состоянии сплав имеет самую низкую твердость, оптимальную пластичность и вязкость, что делает его пригодным для глубокой вытяжки, гибки и других процессов формования.
Холодно-прокатное состояние: С увеличением деформации холодной обработки (например, 20%, 40%, 60% деформации) твердость значительно возрастает. Когда холодная деформация достигает 50–60 %, твердость по Бринеллю (HB) может достигать180–220, а твердость по Роквеллу B (HRB) может достигать90–100.
Состояние решения-обработано: Аналогично отожженному состоянию, с твердостью по Бринеллю (HB) около70–90, который используется для восстановления пластичности сплава после холодной обработки.
Монель К-500
Это дисперсионно--отвержденный вариант монеля 400, который может достигать более высокой твердости за счет старения:
Отожженное состояние: Твердость по Бринеллю (HB)80–100, Твердость по Роквеллу B (HRB)60–80, немного выше, чем у отожженного монеля 400 из-за свойственного ему состава сплава.
Состояние в возрасте: После обработки на раствор + обработки старением (обычно нагрев до 480–510 градусов и выдержка в течение 4–6 часов) в сплаве выделяются мелкие упрочняющие фазы Ni₃(Al,Ti). На этом этапе твердость по Бринеллю (HB) может достигать240–280, а твердость по Роквеллу C (HRC) может достигать25–35, что намного выше, чем у Монеля 400.
Холодно-прокат + состаренное состояние: Сочетание холодной обработки и старения может еще больше повысить твердость: твердость по Бринеллю (HB) достигает280–320и твердость по Роквеллу C (HRC) до30–40.
2. Влияние различных состояний обработки (отожженный или холодно-прокатный) на твердость.
Обработка отжигом: снижение твердости, улучшение пластичности.
Отжиг — это процесс термической обработки, который включает нагрев сплава до температуры выше температуры его рекристаллизации (обычно 870–920 градусов для сплава монель), выдержку его в течение определенного периода, а затем медленное охлаждение.
Механизм: Во время отжига деформированные зерна холодно-обработанного сплава подвергаются рекристаллизации, образуя новые равноосные зерна. Дислокации, возникающие при холодной обработке, устраняются и внутренние напряжения сплава снимаются.
Влияние на твердость: Отжиг значительно снижает твердость сплава Монель, восстанавливая ее до самого низкого уровня сплава. Например, холоднокатаный-монель 400 с HB 200 может быть восстановлен до HB 70–90 после полного отжига.
Сценарий применения: Отожженный сплав монеля подходит для процессов, требующих высокой формуемости, таких как штамповка, ковка и сварка.
Обработка холодной прокаткой: повышение твердости, снижение пластичности.
Холодная прокатка — это прокатка сплава при температуре ниже температуры его рекристаллизации (обычно комнатной).
Механизм: Холодная прокатка вызывает пластическую деформацию зерен сплава, что приводит к размножению и спутыванию дислокаций, а также к удлинению и измельчению зерен. Движение дислокаций затрудняется, в результате чегозакалкасплава.
Влияние на твердость: Твердость увеличивается линейно с увеличением холодной деформации. При небольших деформациях (10–20%) повышение твердости незначительное; когда деформация превышает 40%, твердость резко возрастает. Например, монель 400 может повысить твердость более чем на 100% после 60% холодной прокатки.
Побочный эффект: Повышая твердость, холодная прокатка значительно снижает пластичность сплава (например, удлинение снижается с 35–40 % в отожженном состоянии до менее 5 % в холоднокатаном состоянии с высокой-деформацией-), что делает его склонным к растрескиванию при последующей обработке.
Краткое описание степени воздействия
Состояние обработки является одним издоминирующие факторыВлияет на твердость сплава Монель. Для Монеля 400 твердость холодно-прокатанного состояния может составлятьв 2–3 раза вышечем в отожженном состоянии. Для монеля К-500 сочетание холодной прокатки и старения может еще больше усилить разницу в твердости, делая твердость упрочненного состоянияв 3–4 раза вышечем в отожженном состоянии.
