Introduzione alla composizione chimica e alle proprietà della lega di rame e nichel (monel400/UNS 4400)

La lega Monel-400 è una lega a base di nichel, composta principalmente da nichel metallico e contenente anche rame metallico. Ha eccellenti proprietà fisiche come elevata robustezza ed elevata resistenza alla corrosione, pur mostrando anche buone proprietà fisiche e meccaniche. Pertanto, la lega Monel-400 è ampiamente utilizzata in componenti chiave in settori industriali avanzati come l'industria petrolchimica, nucleare e della difesa. Tuttavia, a causa della ridotta conduttività termica (21,744 W/mK) e del coefficiente di espansione lineare (13,86) della lega monel-400 × 10 ⁻ * K ', è quindi suscettibile all'influenza della tendenza alla fessurazione a caldo durante il processo di saldatura. In condizioni locali di riscaldamento e raffreddamento, possono verificarsi seri problemi di stress e deformazione, che portano alla comparsa di cricche di solidificazione della saldatura nei giunti saldati. Attualmente, la ricerca sulle proprietà meccaniche della lega monel-400 alle alte temperature è molto limitata.

metodo di prova

Il test di trazione ad alta temperatura della lega Monel-400 è stato eseguito sulla macchina per prove di simulazione termica Gleeble-1500D. In base ai requisiti del test, il materiale deve essere lavorato mediante taglio a filo di molibdeno per produrre le seguenti specifiche: φ sei × A campione da 120 mm. Prima di condurre l'esperimento è necessario assicurarsi che il trattamento superficiale del campione sia pulito e misurarne il diametro originale. Dopo aver installato il campione sul simulatore termico, misurare la dimensione del calibro tra i due morsetti. Il riscaldamento del campione si ottiene posizionando il campione in un circuito chiuso del simulatore. Riscaldare il campione a una velocità di 10 gradi Celsius al secondo fino a 1100 gradi Celsius e mantenerlo premuto per 3 minuti, quindi abbassarlo a una velocità di 3 gradi Celsius al secondo a diverse temperature di prova (rispettivamente 600 gradi Celsius, 700 gradi Celsius, 800 gradi Celsius, 900 gradi Celsius, 1000 gradi Celsius e 1100 gradi Celsius). A ciascuna temperatura di prova, iniziare l'allungamento a una velocità di deformazione di 10 volte cubiche negative al secondo finché il campione non si frattura. L'intero processo sperimentale è stato completato in uno stato di vuoto. Infine, la superficie di frattura del campione sottoposto a trazione ad alta temperatura è stata segata manualmente e trasformata in un campione al microscopio elettronico a scansione. La scansione della superficie della frattura è stata completata al microscopio elettronico a scansione.

Risultati

Prestazioni di trazione ad alta temperatura

Le curve sforzo-deformazione sotto tensione a diverse temperature possono essere viste nella lega Monel-400 nella Figura 2. Secondo il grafico, all'aumentare della temperatura di prova, la resistenza della lega Monel-400 si indebolisce significativamente e diminuisce anche la resistenza alla trazione. Ad esempio, la resistenza alla trazione della lega è 106,49 MPa ad una temperatura di 600 ℃ e 22,41 MPa a 1100 ℃, indicando che la temperatura di deformazione ha un impatto significativo sulla resistenza alla deformazione della lega. La deformazione elastica della lega è relativamente piccola, ma con l'aumento della temperatura la deformazione plastica aumenta notevolmente. L'aumento dall'11,22% al 20,05% a 900 ℃ e l'aumento del ritiro trasversale dal 20,47% a 700 ℃ al 60,05% a 900 ℃ indicano che la plasticità diventa sempre migliore con l'aumento della temperatura di trazione all'interno di questo intervallo di temperature. Man mano che la temperatura di stiramento continua ad aumentare, la plasticità della lega mostra una tendenza decrescente e sostanzialmente diminuisce al livello di 800 ℃ quando raggiunge 1100 ℃. Dalla curva complessiva, mostra una tendenza prima in aumento e poi in diminuzione, indicando che la plasticità alle alte temperature della lega Monel-400 migliora prima con l'aumento della temperatura di trazione e raggiunge una buona prestazione a circa 900 ℃. Quindi, con l'aumento della temperatura di trazione, la plasticità ad alta temperatura si deteriora fino ad avvicinarsi al livello di bassa temperatura