وصف المنتجات
سبيكة 400 ، والمعروفة أيضا باسم UNS N04400 أو Monel 400 ، هي سبيكة من النيكل والنحاس الدكتايل توفر مقاومة ممتازة لمختلف الظروف المسببة للتآكل. يستخدم بشكل شائع في البيئات التي تتراوح من المؤكسدة بشكل معتدل إلى الظروف المحايدة ، وكذلك الظروف المختزلة بشكل معتدل. واحدة من السمات البارزة ل Alloy 400 هي مقاومتها للتآكل بواسطة مجموعة واسعة من المواد ، بما في ذلك مياه البحر والبخار والملح والمحاليل الكاوية. وهذا يجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات في البيئات البحرية وغيرها من محاليل الكلوريد غير المؤكسدة. تعرض السبيكة خصائص ميكانيكية جيدة على نطاق واسع من درجات الحرارة وغالبا ما تستخدم في تطبيقات مثل المعالجة الكيميائية والهندسة البحرية ومعالجة الهيدروكربون والبتروكيماويات ومعدات إنتاج البنزين والمياه العذبة والبخار. تجدر الإشارة إلى أن سبيكة 400 لديها معدل تآكل منخفض نسبيا في مياه البحر المتدفقة ولكن يمكن أن تكون عرضة لتكسير التآكل الناتج عن الإجهاد في ظروف معينة. لذلك ، من الضروري مراعاة ظروف التشغيل المحددة واستشارة الشركة المصنعة للسبائك أو مهندس المواد للحصول على إرشادات حول مدى ملاءمتها لتطبيق معين.
التطبيقات
- معدات المعالجة الكيميائية - في الفلور ، حمض الهيدروفلوريك ، فلوريد الهيدروجين ، حمض الهيدروكلوريك ، حمض الكبريتيك ، محاليل الملح المحايدة والقلوية ، القلويات الكاوية ، الهاليدات غير المؤكسدة وخدمة الكلور الجاف.
- المكونات البحرية - بناء السفن والصمامات والمضخات والأعمدة وفي البحر والمياه المالحة
- إنتاج النفط والغاز - مناطق رش للهياكل البحرية وتطبيقات الغاز الحامض
- معالجة الخام - تكرير اليورانيوم وفصله في إنتاج الوقود النووي
- تكرير البترول - وحدات الألكلة ، لقطات البترول الخام ، الأنابيب وصهاريج التخزين
- توليد الطاقة - سخانات مياه التغذية ومولدات البخار
- معالجة المياه - سخانات المياه المالحة والمبخرات في محطات تحلية مياه البحر
المعايير
ASTM.................. ب 127أسمي.................. SB 127
AMS ................... 4544
اتحادي............... كيو كيو - إن -281
الخصائص العامة
سبيكة 400 (UNS N04400) عبارة عن سبيكة من النيكل والنحاس توفر مقاومة ممتازة لمجموعة واسعة من البيئات المسببة للتآكل. وهي معروفة بمقاومتها لتكسير تآكل إجهاد الكلوريد ، مما يجعلها مناسبة للغاية للتطبيقات في صناعات المعالجة البحرية والكيميائية حيث يكون التعرض للكلوريدات أمرا شائعا. تتمثل إحدى مزايا Alloy 400 في قوتها وصلابتها العالية ، والتي يتم الحفاظ عليها على نطاق واسع من درجات الحرارة. هذه الخاصية تجعلها مناسبة لظروف التشغيل المختلفة. تستخدم سبيكة 400 على نطاق واسع في التطبيقات المسببة للتآكل حيث يمكن أن تتعرض للمواد الكيميائية والمياه المالحة والبيئات العدوانية الأخرى. يجد تطبيقات في المعدات البحرية ، ومعدات المعالجة الكيميائية ، والصمامات ، والمضخات ، والمبادلات الحرارية ، والمكونات الأخرى المختلفة. يمكن تصنيع السبيكة بسهولة باستخدام عمليات المعالجة التقليدية مثل العمل الساخن والبارد والتشغيل الآلي واللحام. هذا يجعلها ملائمة للمصنعين للعمل مع المكونات المعقدة وإنتاجها. بالإضافة إلى ذلك ، هناك نوع مختلف من سبيكة 400 يسمى سبيكة 400AR ، والتي يتم إنتاجها في حالة المدرفلة لتلبية متطلبات القوة الأعلى. يوفر هذا البديل قوة محسنة مع الاحتفاظ بالعديد من الخصائص المقاومة للتآكل للسبيكة الأساسية. من المهم ملاحظة أنه على الرغم من أن Alloy 400 تتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل ، إلا أنها قد لا تكون مناسبة للبيئات شديدة الأكسدة أو البيئات التي تحتوي على أحماض قوية. في مثل هذه الحالات ، ينصح بالتشاور مع مهندسي المواد أو مصنعي السبائك لتحديد الخيار الأفضل للتطبيق المحدد.
التحليل الكيميائي
النسبة المئوية للوزن (جميع القيم هي الحد الأقصى ما لم تتم الإشارة إلى نطاق بخلاف ذلك)
|
|
|
|
|
|
النيكل (بالإضافة إلى الكوبالت) |
63.0 دقيقة - 70.0 كحد أقصى. |
حديد |
2.50 |
|
نحاس |
28.0 دقيقة - 34.0 كحد أقصى |
كبريت |
0.024 |
|
كربون |
0.3 |
سليكون |
0.5 |
|
منغنيز |
2.0 |
|
|
الخصائص الفيزيائية
كثافة
0.318 رطل/بوصة38.80 جم / سم 3
الحرارة النوعية
0.102 وحدة حرارية بريطانية/رطل فهرنهايت (68 درجة فهرنهايت)427 جول / كجم - كلفن (20 درجة مئوية)
معامل المرونة
26.4 × 103 ksi (68 درجة فهرنهايت)182 جيجا باسكال (20 درجة مئوية)
الموصلية الحرارية 200 درجة فهرنهايت (100 درجة مئوية)
150 وحدة حرارية بريطانية / ساعة / قدم 2 / قدم / درجة فهرنهايت (68 درجة فهرنهايت)22.0 واط / م - درجة كلفن (20 درجة مئوية)
نطاق الانصهار
2370 - 2460 درجة فهرنهايت1300 – 1350 درجة مئوية
المقاومة الكهربائية
307 ميكرو أوم عند 70 درجة مئوية0.511 ميكرو أوم سم عند 21 درجة مئوية
|
درجة الحرارة |
متوسط التمدد الخطي(أ) |
||
|
درجة فهرنهايت |
°C |
بوصة / بوصة / درجة فهرنهايت × 10-6 |
أم / م • درجة مئوية |
|
-320 |
-200 |
— |
— |
|
-300 |
-180 |
6.1 |
11.1 |
|
-200 |
-130 |
6.4 |
11.4 |
|
-100 |
-70 |
6.7 |
12.1 |
|
70 |
21 |
— |
— |
|
200 |
100 |
7.7 |
14.2 |
|
400 |
200 |
8.6 |
15.2 |
|
600 |
300 |
8.8 |
15.7 |
|
800 |
400 |
8.9 |
16.1 |
|
1000 |
500 |
9.1 |
16.3 |
|
1200 |
600 |
9.3 |
16.6 |
|
1400 |
700 |
9.6 |
17.0 |
|
1600 |
800 |
9.8 |
17.4 |
|
1800 |
900 |
10.0b |
17.7 |
|
2000 |
1000 |
10.3 مليار |
18.1ب |
(أ) المواد الملدنة ، (ب) استقراء
الخواص الميكانيكية
الخواص الميكانيكية لدرجة حرارة الغرفة الاسمية للسبائك 400 و 400AR
|
الشكل والشرط |
قوة العائد |
قوة الشد |
استطالة،٪ |
صلابه |
|||
|
كى اس اي |
الكروب الذهنيه |
كى اس اي |
الكروب الذهنيه |
برينل |
روكويل |
||
|
طَبَق |
|
|
|
|
|
|
|
|
المدرفلة على الساخن ، كما المدرفلة |
40-75 |
276-517 |
75-95 |
517-655 |
45-30 |
125-215 |
70-96 |
|
المدرفلة على الساخن ، الملدن |
28-50 |
193-345 |
70-85 |
482-586 |
50-35 |
110-140 |
60-76 |
|
مادي |
معدل التآكل ، mpy (مم / أ) |
|
سبيكة 400 |
22 (0.56) |
|
نيكل 200 |
>200 (>5.08)(ب) |
|
سبيكة 600 |
150 (3.81) |
|
AISI 304 الفولاذ المقاوم للصدأ |
>210 (>5.33)ب |
|
AISI 316 الفولاذ المقاوم للصدأ |
>190 (>4.83)ب |
|
الفولاذ الطري |
>170 (4.32) |
(أ) يحتوي الحمض على 1.5-2.5٪ حمض الفلوسيليسيك ، و 0.3-1.25٪ حمض الكبريتيك ، و 0.01-0.03٪ حديد. عينات اختبار مغمورة في محلول في خزان التخزين. درجة الحرارة ، 60-80 درجة فهرنهايت (15-27 درجة مئوية) ؛ مدة الاختبار ، 28 يوما.
(ب) عينة دمرت تدميرا كاملا أثناء الاختبار.
مقاومة سبائك النيكل لهجوم الاصطدام بمياه البحر بسرعة 150 قدم / ثانية (45.7 م / ث)
|
سبائك |
معدل التآكل / التآكل |
|
|
|
ميبي |
مم / أ |
|
سبيكة 625 |
النيل |
النيل |
|
سبيكة 825 |
0.3 |
0.008 |
|
سبيكة K-500 |
0.4 |
0.01 |
|
سبيكة 400 |
0.4 |
0.001 |
|
سبيكة 200 |
40 |
1.0 |
بيانات التصنيع
يتم تصنيع سبيكة 400 بسهولة من خلال عمليات المعالجة التقليدية.
العمل الساخن
سبيكة 400 هي مادة ناعمة نسبيا تتقبل التشكيل الساخن في أي شكل تقريبا. نطاق درجات حرارة التشكيل الساخن هو 1200 - 2150 درجة فهرنهايت (649 - 1177 درجة مئوية). بالنسبة للتخفيضات الشديدة ، فإن نطاق درجة الحرارة الموصى به هو 1700 - 2150 درجة فهرنهايت (927 - 1177 درجة مئوية). يمكن تقليل الضوء مع درجات حرارة منخفضة تصل إلى 1200 درجة فهرنهايت (649 درجة مئوية). سيؤدي العمل في درجات حرارة منخفضة إلى خصائص ميكانيكية أعلى وحجم حبيبات أصغر.
العمل البارد
سبيكة 400 تعمل بسهولة الباردة من قبل جميع طرق التصنيع الباردة تقريبا. يجب أن يتم العمل البارد على المواد الملدنة. تتميز السبيكة بمعدل تصلب عمل أعلى إلى حد ما من الفولاذ الكربوني ، ولكن ليس مرتفعا مثل 304 من الفولاذ المقاوم للصدأ.
الالات
يمكن تشكيل سبيكة 400 بمعدلات قياسية باستخدام أدوات الآلات التقليدية. يجب أن تكون سرعات قطع السطح منخفضة مقارنة بتلك المستخدمة في الفولاذ الكربوني بسبب ارتفاع معدل تصلب العمل في السبائك.
لحام
يمكن لحام سبيكة 400 لنفسها أو معادن مختلفة عن طريق استخدام عمليات اللحام التقليدية. وتشمل هذه الأسلاك التقليدية أو الساخنة GTAW (TIG) ، قوس البلازما ، GMAW (MIG / MAG) و SMAW (MMA). يعتمد اختيار منتج اللحام على المواد التي يتم لحامها والبيئة التي يحدث فيها.