Monel K500 Zugfestigkeit und Zusammensetzung nach ASTM B865

Zwei verschiedene Zahlensätze beschreiben Monel K500 und sie erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Der Hersteller veröffentlicht Nennbereiche, die zeigen, wozu die Legierung über die gesamte Bandbreite von Größen und Zuständen fähig ist. Die Spezifikation veröffentlicht Mindestwerte, die eine gelieferte Charge erfüllen muss. Eine Spezifikation, die auf dem ersten Satz basiert, ist nicht durchsetzbar; eine Bestellung, die auf dem zweiten basiert, ist es. Diese Seite handelt vom zweiten Satz.

Monel K500 ist UNS N05500 und W.Nr. 2.4375, klassifiziert als ausscheidungshärtende Nickel-Kupfer-Aluminium-Legierung. In den Vereinigten Staaten ist der maßgebliche Produktstandard für Stangen, Rundstäbe, Drähte und Schmiedeteile ASTM B865, mit ASME SB865 als identischer ASME-Bezeichnung. Er ist auf die im Geltungsbereich genannten Formen beschränkt. Stangen und Rundstäbe sind abgedeckt, ebenso wie kaltgezogener Draht sowie Schmiedeteile und Schmiedevormaterial. Blechmaterial ist nicht enthalten, ebenso wie Band und Rohr, die nach anderen Standards bestellt werden.

Die Zusammensetzung dieser Legierung ist nickeldominant. Nickel beträgt mindestens 63,0 % und Kupfer 27,0 bis 33,0 %, wobei Aluminium und Titan in kontrollierten Bereichen vorhanden sind, da sie die Legierung altershärtbar machen. Eine Beschreibung, die Kupfer an erster Stelle nennt, ist eine Beschreibung der falschen Legierung, und es lohnt sich, dies klarzustellen, da veröffentlichte Lieferantenseiten existieren, die Kupfer mit 63 bis 70 % und Nickel mit 27 bis 33 % angeben.

Die Spalte für die Prüfanalyse ist der Teil, den Käufer am häufigsten übersehen. Wenn ein Käufer eine Charge erneut prüft und das Nickel 62,6 % ergibt, ist das Material nicht fehlgeschlagen: Die Spezifikation erlaubt, dass eine Prüfanalyse 0,45 % unter dem spezifizierten Minimum liegt. Diese Zulässigkeit besteht, da das Material auf Basis einer Chargenanalyse gekauft und auf Basis einer Produktanalyse erneut geprüft wird, und die beiden sind keine identischen Messungen.

Eine Zahl in dieser Tabelle ist es wert, mit jedem Datenblatt verglichen zu werden, das Sie vor sich haben. ASTM B865 spezifiziert Kohlenstoff beiMaximal 0,18 %. Das technische Bulletin des Herstellers für dieselbe Legierung gibt Kohlenstoff mit maximal 0,25 % an. Die Spezifikation ist die engere der beiden, und sie ist maßgebend, wenn die Bestellung B865 nennt. Wenn eine Bestellung ein Datenblatt anstelle eines Standards zitiert, gilt die lockerere Zahl, und der Unterschied ist es wert, zu wissen, bevor eine Charge aus technischen Gründen abgelehnt oder akzeptiert wird, obwohl sie es nicht sein sollte.

Dies sind die Mindestwerte, die eine gelieferte Charge im altershärteten Zustand erreichen muss, und sie werden nach Form und Querschnittsdicke festgelegt, nicht allein nach Legierung. Die Struktur der Tabelle ist entscheidend: kaltverarbeitetes Material hat eine höhere Anforderung als warmverarbeitetes Material desselben Querschnitts, und die Anforderung sinkt mit zunehmender Dicke des Querschnitts.

Die Alterungsbehandlung selbst ist spezifiziert, was ungewöhnlich und nützlich ist, da sie bedeutet, dass der Zustand reproduziert und nicht nur beschrieben werden kann. Die Anforderung besteht darin, bei einer Zieltemperatur von 1.100 °F (595 °C) 8 bis 16 Stunden lang zu halten, dann auf 900 °F (480 °C) mit einer Rate von 15 bis 25 °F (10 bis 15 °C) pro Stunde im Ofen abzukühlen und dann an der Luft abzukühlen. Eine Alternative ist zulässig: 1.100 °F bis zu 16 Stunden lang halten, auf 1.000 °F im Ofen abkühlen und etwa 6 Stunden lang halten, auf 900 °F im Ofen abkühlen und etwa 8 Stunden lang halten, dann an der Luft abkühlen.

Zwei Anmerkungen zu dieser Tabelle beantworten Fragen, die bei fast jeder Bestellung auftreten. Rundstäbe über 4 1/4 Zoll (108 mm) Durchmesser haben eine Mindestdehnung von 17 %, auch wenn sie aus warmverarbeitetem Material hergestellt werden. Und Härtewerte werden nur zur Information angegeben, sodass sie nicht die Grundlage für die Annahme oder Ablehnung einer zuggeprüften Charge sind.

Kaltgezogener Draht ist das einzige Produkt, bei dem die Anforderung mit dem Durchmesser variiert, anstatt konstant zu bleiben, und die Richtung der Änderung überrascht die Leute: Je dünner der Draht, desto höher die Mindestzugfestigkeit. Die folgende Tabelle zeigt die veröffentlichte Anforderung.

Eine Anmerkung zu dieser Tabelle ist leicht zu übersehen und kann eine Charge allein zum Scheitern bringen. Die Federhärte-Werte gelten für Material, das in Spulen geliefert wird. Für denselben Draht, der gerichtet und auf Länge geschnitten geliefert wird,15 ksi, oder 105 MPa, wird von der Anforderung abgezogen, da der Richtvorgang einen Teil der Kaltverarbeitung entfernt. Ein Käufer, der zugeschnittene Längen nach einer Spulenangabe bestellt, erhält diese nicht.

Dies ist das mit Abstand Nützlichste auf der Seite für jeden, der die Legierung im ungealterten Zustand kauft. Die Spezifikation legt Härtehöchstwerte für ungealterte Stangen, Rundstäbe und Schmiedeteile fest und besagt, dasskeine Zugprüfungen erforderlich sind, es sei denn, eine spezielle Bestimmung gilt. Wenn das Material ungealtert bestellt wird, besteht die Anforderung darin, ein Prüfstück pro Charge zu entnehmen, es zu altern oder zu glühen und zu altern, wie erforderlich, und dieses zu prüfen. Ein Zertifikat für ungealtertes Material enthält also ein Zugergebnis, das von einem Prüfstück stammt, das den Alterungsprozess durchlaufen hat, und nicht vom versandten Material.

Zwei kleinere Bestimmungen gehören zur Tabelle. Rundstäbe über 4 1/4 Zoll (108 mm) Durchmesser tragen eine Härtehöchstgrenze von 260 HB, obwohl die oberen Reihen bei 4 Zoll enden. Und wenn Schmiederinge oder -scheiben spezifiziert werden, können Härtemessungen anstelle einer Zugprüfung verwendet werden, was eine Konzession ist, die sich bei einer Form lohnt, bei der ein Zugprüfstück schwer zu schneiden ist.

Die Spezifikation beginnt mit einer Liste der Informationen, die eine Bestellung enthalten sollte, und sie ist eine bessere Checkliste als jede Angebotsvorlage. Material, das einfach als „Monel K500“ bestellt wird, ist in mindestens vier dieser Felder unter spezifiziert.

Das Prüfregime ist festgelegt, was bedeutet, dass die Größe des Zertifikats im Voraus ermittelt werden kann. Eine chemische Analyse, eine Zugprüfung und eine Härteprüfung sind pro Charge erforderlich, und eine Charge für mechanische Prüfungen ist definiert als alles Material aus derselben Charge, derselben Nennquerschnitts- oder Schmiedegröße und demselben Zustand.

Nickel beträgt mindestens 63,0 %, Kupfer 27,0 % bis 33,0 %, Aluminium 2,30 % bis 3,15 % und Titan 0,35 % bis 0,85 %, mit Eisen maximal 2,0 %, Mangan maximal 1,5 %, Silizium maximal 0,50 %, Kohlenstoff maximal 0,18 % und Schwefel maximal 0,010 %. Die Legierung ist nickeldominant. Einige veröffentlichte Seiten geben Kupfer mit 63 bis 70 % und Nickel mit 27 bis 33 % an, was die beiden Elemente vertauscht.

Das hängt von der Form, dem Zustand und dem Querschnitt ab. Die niedrigste Anforderung in der Tabelle für Stangen, Rundstäbe und Schmiedeteile beträgt 130 ksi oder 895 MPa, was für Material gilt, das vor dem Altern geglüht wurde. Warmverarbeitetes und altershärtetes Material muss bei allen Größen 140 ksi oder 965 MPa erreichen. Kaltverarbeitete und altershärtete Rundstäbe von 1/4 Zoll bis 1 Zoll haben die höchste Anforderung mit 145 ksi oder 1.000 MPa, mit einer Mindestdehnung von 15 %.

Weil es sich um unterschiedliche Arten von Zahlen handelt. Das Bulletin des Herstellers veröffentlicht Nennbereiche, die die gesamte Bandbreite von Größen und Zuständen abdecken, und gibt an, dass es sich um Verbundwerte handelt, die nicht für Spezifikationszwecke geeignet sind. Der Standard veröffentlicht die Mindestwerte, die eine gelieferte Charge erreichen muss. Etwas in der Mitte eines Nennbereichs ist das, was die Legierung leisten kann; das Minimum im Standard ist das, was bewiesen werden muss.

Nicht als Anforderung. Für ungealterte Stangen, Rundstäbe und Schmiedeteile legt die Spezifikation Härtehöchstwerte fest und besagt, dass keine Zugprüfungen erforderlich sind, es sei denn, eine spezielle Bestimmung gilt. Wenn Material ungealtert bestellt wird, wird ein Prüfstück pro Charge entnommen und dann gealtert und geprüft, sodass das Zugergebnis auf dem Zertifikat von einem Prüfstück stammt, das den Alterungsprozess durchlaufen hat, und nicht vom versandten Material.

Ja, innerhalb der zulässigen Abweichungen. Die Spezifikation veröffentlicht für jede spezifizierte Grenze eine separate Zulässigkeit für die Produktprüfanalyse, und diese ist nicht Null. Nickel kann 0,45 % unter dem Mindestwert von 63,0 % liegen; Kupfer kann 0,15 % unter oder 0,20 % über seinem Bereich liegen; Titan kann 0,03 % unter oder 0,04 % über seinem Bereich liegen. Diese Zulässigkeiten bestehen, da das Material auf Basis einer Chargenanalyse gekauft und auf Basis einer Produktanalyse erneut geprüft werden kann, und die beiden sind keine identischen Messungen.

Nein, und dies ist die einzige Zahl, die es wert ist, mit dem Dokument vor Ihnen verglichen zu werden. ASTM B865 spezifiziert Kohlenstoff mit maximal 0,18 %. Das technische Bulletin des Herstellers für dieselbe Legierung gibt maximal 0,25 % an. Die Spezifikation ist die engere Anforderung und gilt, wenn die Bestellung den Standard nennt. Wenn die Bestellung ein Datenblatt anstelle eines Standards zitiert, gilt die lockerere Zahl.

Monel K500 ist nickeldominant mit mindestens 63,0 % und Kupfer von 27,0 % bis 33,0 %, und seine Aluminium- und Titanzusätze machen es ausscheidungshärtend. Die Spezifikation, die Stangen, Rundstäbe, Drähte und Schmiedeteile regelt, ist ASTM B865, und was sie enthält, sind Mindestwerte und nicht die Nennbereiche, die ein Datenblatt angibt. Für altershärtete Stangen und Rundstäbe reichen diese Mindestwerte von 130 ksi oder 895 MPa für Material, das vor dem Altern geglüht wurde, bis zu 145 ksi oder 1.000 MPa für kaltverarbeitete Rundstäbe bis 1 Zoll. Draht hat eine größenabhängige Leiter, die mit zunehmender Dünne des Drahtes ansteigt, mit einem Abzug von 15 ksi für gerichtete und geschnittene Längen. Ungealtertes Material wird durch Härte und nicht durch eine Zugprüfung qualifiziert, und eine Prüfanalyse darf innerhalb der veröffentlichten Abweichungen außerhalb eines spezifizierten Grenzwerts liegen.

Monel K500 Stangen, Rundstäbe, Drähte und Schmiedeteile werden unter UNS N05500 und W.Nr. 2.4375 aus Changzhou, Jiangsu, in warmverarbeiteten, kaltverarbeiteten, geglühten und altershärteten Zuständen, gemäß ASTM B865 und ASME SB865, von einem Werk mit ISO 9001-Zertifizierung und SGS-Audit geliefert. Senden Sie die Form, die Abmessung, den Zustand und den Standard, den Sie bestellen, und die Anforderungen ergeben sich aus diesen vier Antworten.

1. ASTM B865-04, Spezifikation für ausscheidungshärtende Nickel-Kupfer-Aluminium-Legierung (UNS N05500) Stangen, Rundstäbe und Drähte, sowie Schmiedeteile und Schmiedevormaterial. Quelle für die Zusammensetzungsgrenzwerte und die Produktprüfanalyse-Abweichungen, den Geltungsbereich des Standards und die abgedeckten Formen, die Mindestwerte für Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung und Härte im altershärteten Zustand nach Form und Querschnittsdicke, die spezifizierte Alterungsbehandlung und ihre zulässige Alternative, die Beschreibung von Rundstäben, Stangen und Drähten, die Liste der Bestellinformationen, die Chargendefinition und die Anzahl der Prüfungen pro Charge, die Rundungsregel, die Zertifizierungsanforderung und die Kennzeichnungsliste.
2. Dieselbe Spezifikation, Tabelle 4 und Klausel 9.2.3. Quelle für die Härtehöchstwerte im ungealterten Zustand, die Aussage, dass für ungealtertes Material keine Zugprüfungen erforderlich sind, und die Bestimmung, dass ein Prüfstück für die Prüfung gealtert oder geglüht und gealtert wird.
3. Dieselbe Spezifikation, Tabelle 6. Quelle für die größenabhängigen Zuganforderungen für kaltgezogene Drähte in Spulen und für den Abzug von 15 ksi für gerichtete und geschnittene Längen.
4. Technisches Bulletin von Special Metals SMC-062, MONEL alloy K-500. Quelle für die Nenn-Eigenschaftsbereiche, gegen die die spezifizierten Mindestwerte festgelegt sind, die Kohlenstoffzahl von maximal 0,25 %, die vom Standard abweicht, die physikalischen Konstanten sowie das Korrosions- und Magnetverhalten.
5. ASME SB865 als ASME-Bezeichnung derselben Spezifikation. Quelle für die im Summary zitierte alternative Bezeichnung.
6. UNS N05500 und W.Nr. 2.4375, wie für diese Legierung veröffentlicht. Quelle für die verwendeten Identifikatoren.
7. Lieferaufzeichnungen von DLX Alloy für Monel K500 Stangen, Rundstäbe, Drähte und Schmiedeteile. Quelle für die gelieferten Formen und Zustände.

Die zitierten Werte sind die Anforderungen des genannten Standards und des genannten Bulletins und gelten für Material, das nach diesen Dokumenten bestellt wurde. Die Anforderungen unterscheiden sich zwischen Standards und Formen, und eine Bestellung, die den Standard nicht nennt, lässt das geltende Minimum offen. Die Annahme einer gelieferten Charge beruht auf dem für diese Charge ausgestellten Zertifikat und Prüfbericht.