COLD-WORKING AND HEAT-CRACKING IN Ni-Cu-BASE MONEL ALLOY K-500

ＣＯＬＤＷＯＲＫＩＮＧＡＮＤＨＥＡＴＣＲＡＣＫＩＮＧＩＮＮｉＣｕＢＡＳＥＭＯＮＥＬＡＬＬＯＹＫ５００①ＹｕａｎＣｈａｏ１，２，ＹａｎｇＨｏｎｇｃａｉ１，ＷａｎｇＺｈｉｘｉｎｇ１ａｎｄＧｕｏＪｉａｎｔｉｎｇ２１ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅ...

A study on hot deformation behaviour of alloy Monel K-500

Thermal simulation tests were conducted at different deformation temperatures and degrees by a Gleeble simulator.The results show that the alloy has higher resistance to deformation;with an increase of the deformation temperature,the alloy’s flow stress and maximum value decrease;with an increase of the deformation degree,both the initial recrystallization temperature and the complete recrystallization temperature decrease sharply.When the deformation degree reaches 30%,60% and 80%,the initial recrystallization temperature is around 950℃,850℃ and 800℃,the complete recrystallization temperature is around 1 100℃,1 050℃ and 1 000℃ respectively.When the deformation temperature is higher than 1100℃,the deformation degree increases and the re-crystalized grains are significantly refined.The forging process parameters were established according to the regular pattern mentioned above.The microstructure of the bar forged in this pattern is uniform and the result is satisfying.

Monel K-500合金的高温变形行为研究

利用Gleeble热模拟试验机对Monel K-500合金进行了不同变形温度、不同变形量的热模拟试验。结果表明,合金变形抗力大,随着温度的升高,合金的流变应力及其最大值降低。随变形量增大,初始再结晶温度和完全再结晶温度均明显降低,当变形量分别为30%、60%、80%时,其初始再结晶的变形温度分别为950、850、800℃左右;其完全动态再结晶的变形温度分别为1 100、1 050和1 000℃左右。当变形温度高于1 100℃,随变形量增大,再结晶晶粒显著细化。根据上述规律制订出了该合金的锻造工艺,所锻造的该合金棒材组织均匀,效果良好。

Tribocorrosion behaviors of Ti-6Al-4V and Monel K500 alloys sliding against 316 stainless steel in artificial seawater

The tribocorrosion behaviors of Ti-6Al-4V and Monel K500 alloys sliding against 316 stainless steel were investigated using a ring-on-block test rig in both artificial seawater and distilled water. It is found that friction coefficients are in general larger in distilled water compared with seawater. The wear losses of Ti-6Al-4V and Monel K500 alloys are larger in seawater compared with distilled water. The mechanical action can destroy the passive film and increase the corrosion rate. The synergism effect between corrosion and wear occurs. The synergism action between corrosion and wear is related to the corrosion rate and with the increase of corrosion rate, the synergism becomes more important. 316 stainless steel suffers severe wear sliding against Monel K500 alloy compared with sliding against Ti-6Al-4V alloy in both distilled water and seawater.

Monel K-500合金的研究现状

介绍了Monel合金的分类,比较Monel K-500合金与Monel 505、Monel 400合金的基本性能及应用特点,重点阐述Monel K-500合金的结构特性、强化特性、热加工变形特点及加工缺陷。

Monel K-500合金的热变形行为及热加工图

对Monel K-500合金对试样进行了时效处理,让其析出大量碳化物。使用Gleeble-3800热模拟机对Monel K-500合金试样进行了高温压缩试验,研究了该合金在变形温度850~1150℃,应变速率0.01~10 s^（-1）时的流动应力行为。建立了该合金的热压缩本构方程。根据试验数据建立了真应变0.8的热加工图。使用光学显微镜进行了组织分析,确定了合金压缩变形的加工＂安全区＂和＂失稳区＂。结果表明：在变形温度850℃、应变速率0.1 s^（-1）时合金开始动态再结晶;合金的热变形激活能为375.32611 k J/mol。合理的热加工参数是：应变速率0.1~0.5 s^（-1）、变形温度1000~1150℃。此时耗散功率在40%左右,再结晶充分,组织细小、均匀。

Monel K-500合金在人造海水中的点蚀特征的研究

目的研究Monel K-500合金在海水环境中的点蚀特征。方法采用扫描振动电极技术(SVET)中的恒电流模式,研究Monel K-500合金点蚀的萌生及生长过程,通过扫描电镜(SEM)表征点蚀区域的形貌特征。结果SVET结果显示,负电位会从点蚀中心位置向其边界区域转移,且更负的大阳极区能够吞并电位高的小阳极区。SEM结果显示,点蚀附近会发生TiC表面腐蚀产物的堆积、TiC周围基体的溶解及TiC的脱落。结论钝化膜具有优异的自我修复能力,这是点蚀扩展缓慢的主要原因,且Monel K-500合金能够通过相互吞并、贯通的方式生长。Monel K-500合金点蚀的萌生主要与TiC的析出有关,可通过成分及工艺的优化来控制TiC的数量及分布,进一步提高合金的耐点蚀性能。

Monel K-500合金加热性能测试

针对目前国内Monel K-500合金热加工生产中存在的问题,采用不同的加热速度对其加热性能进行了试验测试研究。研究结果表明,采用相对较快的加热速度时,铸坯表面并未出现明显的过烧现象,而且总的加热时间较短,因此对Monel K-500合金铸坯采用较快的加热速度,可以有效提高生产效率。

蒙乃尔K-500合金潜油电泵轴性能的研究

试验研究了为提高MonelK－500合金铸锭的成分均匀性、降低夹杂物、保证冶金质量、提高各工序的成材率，以及酸洗、热处理加工等各项关键技术，由此保证了产品的性能和生产的稳定性，使国产泵轴性能达到进口同类产品水平。

MonelK－500合金的时效开裂倾向

通过残余应力的测定，研究了ＭｏｎｅｌＫ－５００合金的时效开裂．结果表明，裂纹萌生于表面而向心部扩展．冷加工残余应力迭加时效热应力，以及时效初期表层优先脆化是Ｋ－５００合金时效开裂的主要原因．机械矫直有利于冷加工残余应力的调整和松弛，能有效地防止合金的时效开裂．

Monel K-500合金高温流变特性及其本构方程

采用Gleeble 3800热模拟实验机研究了Monel K-500合金在变形温度为850~1 100℃,应变速率为0.01~10s-1时的高温流变行为,测定了合金在不同条件下的流变应力曲线。结果表明,最大压缩变形量对合金的流变行为影响不大;变形温度相同时,合金在应变速率为0.1s-1时取得最大峰值应变;根据Arrhenius模型得到了合金的热变形本构方程。

析出相对Monel K-500合金冲击韧性的影响

通过一系列实验研究了MonelK-500合金的冲击韧性。结果表明，合金经550~650℃时效后其冲击断口呈沿晶形貌；在750~850℃时效时，其冲击韧性与强度呈正相关关系。根据对合金在不同热处理状态的析出相形态及分布的研究，揭示了形成这些现象的原因。合金在550~650℃时效时，在晶内析出的γ’相呈球状均匀分布，而在部分晶界附近的γ’相呈条棒状或排成帘状垂直于晶界分布，由此导致时效态合金在断裂时，裂纹沿晶界扩展。在750~850℃时效会导致合金形成大量沿晶界网状分布的二次MC相，从而降低合金的冲击韧性。

一种高强耐蚀镍铜合金的沉淀相与时效硬化

使用透射电子显微镜（ＴＥＭ），研究了一种沉淀强化合金ＭｏｎｅｌＫ－５００合金中沉淀相的形态、分布、粗化等行为．结果表明，即使长期时效，沉淀相仍保持球形形态，且均匀分布，反映了沉淀相－基体间极低的错配性；沉淀相的粗化是一体扩散过程，受Ａｌ，Ｔｉ原子在Ｎｉ－Ｃｕ基体上的扩散控制；合金的时效硬化来源于沉淀相对位错的阻碍作用。