Treksterkte en vloeigrens van Monel - Kennis

Hoe veranderen de treksterkte en vloeigrens van Monel-legeringen met de temperatuur?

De treksterkte en vloeigrens van Monel-legeringen (een serie nikkel-koperlegeringen) volgen eenregelmatig veranderende trendmet temperatuurvariaties, die nauw verband houden met hun inherente metallurgische structuur en thermische stabiliteit. De specifieke trend is als volgt:

In het lage tot gemiddelde temperatuurbereik (meestal van cryogene temperatuur tot 400 graden)

Monel-legeringen behouden een hoge thermische stabiliteit. Zowel treksterkte als vloeigrensblijven op een hoog niveau en vertonen een licht dalende trendnaarmate de temperatuur stijgt. De reden is dat in dit temperatuurinterval de kristalstructuur van de legering geen fasetransformatie ondergaat, en de afname in sterkte voornamelijk wordt veroorzaakt door de verzwakking van de atomaire bindingskracht en de versnelling van de dislocatiebeweging bij toenemende temperatuur.

Monel 400, de meest voorkomende kwaliteit, heeft bijvoorbeeld een treksterkte van ongeveer 550–650 MPa en een vloeigrens van ongeveer 240–310 MPa bij kamertemperatuur. Wanneer de temperatuur stijgt tot 400 graden, neemt de treksterkte af met ongeveer 10%–15%, en de vloeigrens met ongeveer 15%–20%.

In het hoge temperatuurbereik (boven 400 graden en onder het smeltpunt)

Zowel treksterkte als vloeigrensaanzienlijk afnemenmet de voortdurende stijging van de temperatuur. Wanneer de temperatuur de 600 graden overschrijdt, neemt de sterkte scherp af. Dit komt omdat de atomaire thermische beweging toeneemt, de korrelgrensbindingskracht zwakker wordt en de legering een duidelijk kruipverschijnsel begint te vertonen, wat leidt tot een snel verlies van zijn draagvermogen.

Bovendien hebben sommige hoogwaardige Monel-kwaliteiten (zoals Monel K-500 na verouderingsbehandeling) een beter krachtbehoud bij hoge- temperaturen als gevolg van de neerslag van versterkingsfasen (bijv. Ni₃Al), en is de snelheid waarmee de sterkte afneemt langzamer dan die van Monel 400 in dezelfde omgeving met hoge temperaturen.

In het cryogene temperatuurbereik (onder 0 graden)

In tegenstelling tot veel metalen die bij lage temperaturen bros worden, hebben Monel-legeringen nog steeds een uitstekende taaiheid. Ondertussen hun treksterkte en vloeigrensiets verhogennaarmate de temperatuur daalt, omdat de lage temperatuur de beweging van dislocaties remt, waardoor de legering harder en sterker wordt.