蒙乃尔合金是一组镍合金的商标名称，主要由镍和铜组成，并带有微量的铁、锰、碳和硅。蒙乃尔合金比纯镍更坚固，以其对多种腐蚀环境的耐腐蚀性而闻名。该材料由 Robert Crooks Stanley 于 1901 年首次开发。“Monel”这个名字是“Special Metals Corporation”的商标。
蒙乃尔合金的微观结构被称为高温合金，表现出面心立方晶格结构。蒙乃尔合金 400 被 ASME 锅炉和压力容器规范批准为结构材料。
蒙乃尔是做什么用的？
由于通过热加工和冷加工、机械加工和焊接制造，蒙乃尔合金被广泛用于船舶和化学加工领域。然而，这种材料价格昂贵，因此只能在没有更便宜的替代品的情况下使用。通常，蒙乃尔合金管道的价格是碳钢管的 3 倍以上。蒙乃尔合金的典型应用是阀门和泵;泵和螺旋桨轴;电气和电子元件;原油蒸馏器、锅炉给水加热器、船用固定装置和紧固件;汽油和水箱;油箱;弹簧;化学加工设备;工艺容器和管道;热交换器;金属乐器;脱气加热器;乐器;冰箱;胶片冲洗;厨房水槽;屋面;和眼镜架。蒙乃尔合金有管材、配件、板材、带材、圆棒、带材、管材、片材和线材等形式。
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蒙乃尔合金的特性
蒙乃尔合金是一种单相固溶体二元合金，在零度以下温度下具有优异的机械性能。蒙乃尔合金 8 的比重为 80.400，熔融温度范围为 1300–1350 °C，泊松比为 0.32。下表提供了蒙乃尔合金 400 材料在室温下的机械性能。
阅读 螺栓与螺钉：螺栓和螺钉的区别
形式
条件
抗拉强度 （ksi）
屈服强度 （ksi）
% 伸长率
布氏硬度
洛氏 B 硬度
拉伸强度 （Mpa）
屈服强度 （Mpa）
棒材和棒材
退火
75-90
25-50
60-35
110-149
60-80
517-620
172-345
棒材和棒材
热加工（超过 2 1/8 英寸的六边形和角钢除外）
80-110
40-100
60-30
140-241
75-100
552-758
276-690
棒材和棒材
超过 2 1/8英寸和角度的热加工六边形
75-100
30-55
50-30
130-184
72-90
517-690
207-379
棒材和棒材
冷拔，消除应力
84-120
55-100
40-22
160-225
85-20C
579-827
379-690
盘子
热轧
75-95
40-75
45-30
125-215
70-96
517-655
276-517
盘子
热轧、退火
70-85
28-50
50-35
110-140
60-76
482-586
193-345
表
退火
70-85
30-45
45-35
65-80
482-586
207-310
表
硬质冷轧
100-120
90-110
15-02
最低 93
690-827
621-758
Cold Rolled Strip
退火
70-85
25-45
55-35
最多 68
482-586
172-310
Cold Rolled Strip
弹簧回火
100-140
90-130
15-02
最低 98
690-965
621-896
无缝管
冷拔、退火
70-85
25-45
50-35
最大 75
482-586
172-310
无缝管
冷拔，消除应力
100-140
55-100
35-15
85-100
586-827
379-690
Cold Drawn Wire
退火
70-95
30-55
45-25
482-655
207-379
表 1：蒙乃尔合金 400 在室温下的机械性能
切削：与加工蒙乃尔合金加工硬化一样，可加工性非常困难。用于铁的技术可用于加工蒙乃尔合金材料。
焊接：气焊、气焊-金属-电弧焊、金属电弧焊和埋弧焊是蒙乃尔合金的首选焊接方法。
锻造：蒙乃尔合金可以伪造，但这需要在受控程序下进行。
热加工：蒙乃尔合金的典型热加工温度范围为 648-1176°C （1200-2150°F）。在开始热加工之前，必须确定合适的温度。
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蒙乃尔合金的等级
在商业上，有五种类型的蒙乃尔合金按照 ISO 标准 6208（板、片和带）、ISO 9725（锻件）、ISO 9723（棒材）、ISO 9724（线材）和 DIN 17751（管道和管材）进行交易。这些蒙乃尔牌号是：
蒙乃尔合金 400 或合金 400
蒙乃尔合金 401
蒙乃尔合金 404
Monel 405 和
蒙乃尔合金 K-500
下表提供了所有此类蒙乃尔合金等级的化学成分。
蒙乃尔合金等级/商品名称
ASTM/AISI 合金类型
UNS 编号
%镍
%铜
%Fe
%Mn
%铝
%钛
%硅
蒙乃尔合金 400
B 127/ B 164
编号 N04400
最低 63
28-34
最大 2.5
最大 2.0
最大 0.5
蒙乃尔合金 401
编号 N04401
最低 63
28-34
最大 2.5
最大 2.0
最大 0.5
蒙乃尔合金 404
编号 N04404
52-57
剩余
最大 0.5
最大 0.1
最大 0.05
最大 0.1
蒙乃尔合金 405
乙 164
编号 N04405
最低 63
28-34
最大 2.5
最大 2.0
最大 0.5
蒙乃尔合金 K500
乙 865
编号 N05500
最低 63
27-33
最大 2.0
最大 1.5
2.3-3.15
0.35-0.85
最大 0.5
表 2：蒙乃尔合金等级的成分
蒙乃尔合金 400：Monel 400 符合以下标准：BS 3075、3076 NA 13、DTD 204B 和 ASTM B164。它也被称为合金 400，具有高强度、优异的耐腐蚀性、良好的延展性和导热性。Monel 400 的典型应用包括热交换器、阀门、海洋工程、化学和碳氢化合物加工。
蒙乃尔合金 401：Monel 401 广泛用于专门的电气和电子应用。该合金通过气体钨弧工艺具有良好的焊接性和良好的钎焊特性。电阻焊是一种非常令人满意的连接材料的方法。Monel 401 包含在标准 UNS N04401 中。
蒙乃尔合金 404：Monel 404 的成分经过精心调整，以提供非常低的居里温度、低磁导率和良好的钎焊特性。常见的焊接和锻造技术可用于蒙乃尔合金 404，但不能进行热加工。为了获得更好的光洁度，可以进行冷加工。Monel 404 广泛用于晶体管的胶囊和陶瓷-金属密封，被 UNS N04404 和 ASTM F96 标准所涵盖
蒙乃尔合金 405：主要用于自动螺丝机库存的Monel 405被指定为UNS N04405，并被ASME SB-164， ASTM B-164， Federal QQ-N-281， SAE AMS 4674 & 7234， Military MIL-N-894， BS3072NA18， BS3073NA18， QQ-N-286， DIN 17750， ISO 6208， BS3075NA18， BS3076NA18， ASTM B 865， DIN 17752， DIN 17753， DIN 17754， QQ-N-286， SAE AMS 4676， ASME代码案例1192， ISO 9723， ISO 9724， ISO 9725， BS3074NA18， DIN 17751 & NACE MR-01-75。它是合金 400 的自由加工等级。硫的量增加到 0.025-0.060%，产生镍铜硫化物，增加了可加工性。
蒙乃尔 K-500：在镍铜基体中加入铝和钛，使 Monel K500 具有更高的强度和硬度以及出色的耐腐蚀性。然而，合金 K-500 在时效硬化条件下的某些环境中更容易发生应力腐蚀开裂。Monel K500 特别适用于船舶应用中的离心泵轴。合金 K-500 的典型应用是仪器、油井工具、电子元件、船用螺旋桨、泵轴、旋转叶轮、刮刀、刮刀和油井钻铤。
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蒙乃尔合金的优势
蒙乃尔合金提供的主要优势是
对酸和碱具有很高的耐腐蚀性。
耐碱。
良好的延展性（易于成型）
易于焊接、钎焊和钎焊
机械强度高
提供不同形式的产品，如板材、板材、棒材、棒材、管材和管材
吸引人的外观和饰面。
能够在高温和低温情况下保持
蒙乃尔合金的缺点
尽管蒙乃尔合金提供了很多优点，但它并不是一种完美的金属。它有以下缺点：
机械加工性差
在盐水环境中暴露于点蚀。
有时，在蒙乃尔合金存在下会产生电偶腐蚀
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