Monel K500 Resistenza alla trazione e composizione in conformità all'ASTM B865

Due diversi insiemi di numeri descrivono il Monel K500 e svolgono ruoli diversi. Il produttore pubblica intervalli nominali che mostrano ciò di cui la lega è capace nell'intera gamma di dimensioni e tempere. La specifica pubblica i minimi che un lotto consegnato deve soddisfare. Una specifica scritta dal primo insieme non è applicabile; un ordine di acquisto scritto dal secondo lo è. Questa pagina riguarda il secondo insieme.

Il Monel K500 è UNS N05500 e W.Nr. 2.4375, classificato come lega nichel-rame-alluminio a indurimento per precipitazione. Negli Stati Uniti lo standard di prodotto di riferimento per barre, vergella, fili e forgiati è ASTM B865, con ASME SB865 come designazione ASME identica. È limitato alle forme indicate nel suo ambito. Barre e vergella sono coperte, così come il filo lavorato a freddo, più i forgiati e il materiale da forgiare. Il materiale in lamiera è escluso, così come nastri e tubi, che vengono ordinati secondo standard diversi.

La composizione di questa lega è a predominanza di nichel. Il nichel è minimo 63,0% e il rame è 27,0-33,0%, con alluminio e titanio presenti in intervalli controllati poiché sono ciò che rende la lega induribile per invecchiamento. Una descrizione che mette il rame al primo posto è una descrizione della lega sbagliata, ed è utile dichiararlo chiaramente perché esistono pagine di fornitori pubblicate che indicano il rame dal 63 al 70% e il nichel dal 27 al 33%.

La colonna dell'analisi di controllo è la parte che gli acquirenti trascurano più spesso. Se un acquirente ritesta un lotto e il nichel risulta 62,6%, il materiale non è fallito: la specifica consente a un'analisi di controllo di scendere dello 0,45% al di sotto del minimo specificato. Tale tolleranza esiste perché il materiale viene acquistato in base all'analisi del lotto e ritestato su un'analisi del prodotto, e le due non sono la stessa misurazione.

Una cifra in quella tabella merita di essere verificata rispetto a qualsiasi scheda tecnica che si abbia davanti. ASTM B865 specifica il carbonio a0,18% massimo. Il bollettino tecnico del produttore per la stessa lega indica il carbonio allo 0,25% massimo. La specifica è la più restrittiva delle due, ed è quella che governa se l'ordine nomina B865. Laddove un ordine cita una scheda tecnica invece di uno standard, si applica la cifra meno restrittiva, e la differenza è importante da conoscere prima che un lotto venga rifiutato per un cavillo o accettato quando non dovrebbe esserlo.

Questi sono i minimi che un lotto consegnato deve raggiungere nella condizione indurita per invecchiamento, e sono stabiliti dalla forma e dallo spessore della sezione, non solo dalla lega. La struttura della tabella è il punto: il materiale lavorato a freddo ha un requisito più elevato rispetto al materiale lavorato a caldo della stessa sezione, e il requisito diminuisce all'aumentare dello spessore della sezione.

Il trattamento di invecchiamento stesso è specificato, il che è insolito e utile, perché significa che la condizione può essere riprodotta, non semplicemente descritta. Il requisito è di mantenere a una temperatura obiettivo di 1.100 °F, che sono 595 °C per 8-16 ore, quindi raffreddare in forno a 900 °F, che sono 480 °C, a una velocità di 15-25 °F, o 10-15 °C, all'ora, e quindi raffreddare all'aria. È consentita un'alternativa: mantenere a 1.100 °F per un massimo di 16 ore, raffreddare in forno a 1.000 °F e mantenere per circa 6 ore, raffreddare in forno a 900 °F e mantenere per circa 8 ore, quindi raffreddare all'aria.

Due note allegate a quella tabella rispondono a domande che sorgono quasi su ogni ordine. I tondi oltre 4 1/4 di pollice, che sono 108 mm, di diametro hanno un requisito di allungamento del 17% minimo anche quando sono realizzati con materiale lavorato a caldo. E i valori di durezza sono forniti solo a scopo informativo, quindi non sono la base per l'accettazione o il rifiuto di un lotto testato a trazione.

Il filo trafilato a freddo è l'unico prodotto in cui il requisito cambia con il diametro invece di rimanere costante, e la direzione del cambiamento confonde le persone: più sottile è il filo, maggiore è la resistenza alla trazione minima. La tabella seguente è il requisito pubblicato.

Una deduzione allegata a quella tabella è facile da perdere e può da sola far fallire un lotto. Le cifre della tempera a molla si applicano al materiale fornito in bobina. Per lo stesso filo fornito raddrizzato e tagliato a misura, si detraggono 15 ksi, o 105 MPa, dal requisito, perché l'operazione di raddrizzamento rimuove parte della lavorazione a freddo. Un acquirente che ordina lunghezze tagliate secondo una cifra per bobina non lo otterrà.

Questa è la cosa più utile della pagina per chiunque acquisti la lega in condizione non invecchiata. La specifica stabilisce i massimi di durezza per barre, vergella e forgiati non invecchiati, e dichiara che non sono richiesti test di trazione a meno che non si applichi una disposizione specifica. Laddove il materiale venga ordinato non invecchiato, il requisito è di prelevare un campione per lotto, invecchiarlo o ricottarlo e invecchiarlo come richiesto, e testarlo. Pertanto, un certificato per materiale non invecchiato riporta un risultato di trazione ottenuto da un campione che ha subito il trattamento di invecchiamento, non dal materiale spedito.

Due disposizioni più piccole appartengono alla tabella. I tondi oltre 4 1/4 di pollice, o 108 mm, di diametro hanno un massimo di durezza di 260 HB anche se le righe sopra si fermano a 4 pollici. E quando vengono specificati anelli o dischi forgiati, le misurazioni di durezza possono essere utilizzate al posto di un test di trazione, il che è una concessione che vale la pena sfruttare su una forma in cui un provino di trazione è difficile da tagliare.

La specifica si apre con un elenco delle informazioni che un ordine dovrebbe contenere, ed è una checklist migliore di qualsiasi modello di preventivo. Il materiale ordinato semplicemente come "Monel K500" è sottospecificato in almeno quattro di questi campi.

Il regime di test è fisso, il che significa che la dimensione del certificato può essere determinata in anticipo. Un'analisi chimica, un test di trazione e un test di durezza sono richiesti per lotto, e un lotto per test meccanici è definito come tutto il materiale dello stesso lotto, della stessa sezione trasversale nominale o dimensione di forgiatura, e della stessa condizione.

Il nichel è minimo 63,0%, il rame è 27,0-33,0%, l'alluminio è 2,30-3,15% e il titanio è 0,35-0,85%, con ferro massimo 2,0%, manganese massimo 1,5%, silicio massimo 0,50%, carbonio massimo 0,18% e zolfo massimo 0,010%. La lega è a predominanza di nichel. Alcune pagine pubblicate indicano il rame dal 63 al 70% e il nichel dal 27 al 33%, che sono i due elementi invertiti.

Dipende dalla forma, dalla condizione e dalla sezione. Il requisito più basso nella tabella barre, vergella e forgiati è 130 ksi, o 895 MPa, applicabile al materiale che è stato ricotto prima dell'invecchiamento. Il materiale lavorato a caldo e indurito per invecchiamento deve raggiungere 140 ksi, o 965 MPa, a tutte le dimensioni. La barra tonda lavorata a freddo e indurita per invecchiamento da 1/4 di pollice a 1 pollice ha il requisito più alto a 145 ksi, o 1.000 MPa, con un allungamento minimo del 15%.

Perché sono tipi diversi di numeri. Il bollettino del produttore pubblica intervalli nominali che coprono l'intera gamma di dimensioni e tempere, e dichiara che sono compositi non adatti a scopi di specifica. Lo standard pubblica il minimo che un lotto consegnato deve soddisfare. Qualcosa al centro di un intervallo nominale è ciò che la lega può fare; il minimo nello standard è ciò che deve essere dimostrato.

Non come requisito. Per barre, vergella e forgiati non invecchiati, la specifica stabilisce i massimi di durezza e dichiara che non sono richiesti test di trazione a meno che non si applichi una disposizione specifica. Laddove il materiale venga ordinato non invecchiato, viene prelevato un campione per lotto e poi invecchiato e testato, quindi il risultato di trazione sul certificato proviene da un campione che ha subito il trattamento di invecchiamento e non dal materiale spedito.

Sì, entro le variazioni consentite. La specifica pubblica una tolleranza separata per l'analisi di controllo del prodotto rispetto a ciascun limite specificato, e non è zero. Il nichel può scendere dello 0,45% al di sotto del minimo del 63,0%; il rame può scendere dello 0,15% o salire dello 0,20% rispetto al suo intervallo; il titanio può scendere dello 0,03% o salire dello 0,04%. Queste tolleranze esistono perché il materiale viene acquistato in base all'analisi del lotto e può essere ritestato su un'analisi del prodotto, e le due non sono la stessa misurazione.

No, e questa è l'unica cifra che vale la pena verificare rispetto al documento che si ha davanti. ASTM B865 specifica il carbonio allo 0,18% massimo. Il bollettino tecnico del produttore per la stessa lega indica lo 0,25% massimo. La specifica è il requisito più restrittivo, e governa quando l'ordine nomina lo standard. Laddove l'ordine cita una scheda tecnica invece di uno standard, si applica la cifra meno restrittiva.

Il Monel K500 è a predominanza di nichel al 63,0% minimo con rame dal 27,0% al 33,0%, e le sue aggiunte di alluminio e titanio lo rendono induribile per precipitazione. La specifica che governa barre, vergella, fili e forgiati è ASTM B865, e ciò che contiene sono minimi e non gli intervalli nominali che una scheda tecnica cita. Per barre e vergella indurite per invecchiamento, tali minimi vanno da 130 ksi, o 895 MPa, applicabili al materiale ricotto prima dell'invecchiamento, a 145 ksi, o 1.000 MPa, per barre tonde lavorate a freddo fino a 1 pollice. Il filo presenta una scala dipendente dalla dimensione che aumenta man mano che il filo diventa più sottile, con una deduzione di 15 ksi per lunghezze raddrizzate e tagliate. Il materiale non invecchiato è qualificato dalla durezza e non da un test di trazione, e un'analisi di controllo è consentita di scendere al di fuori di un limite specificato entro le variazioni pubblicate.

Barre, vergella, fili e forgiati in Monel K500 sono forniti secondo UNS N05500 e W.Nr. 2.4375 da Changzhou, Jiangsu, in condizioni lavorate a caldo, lavorate a freddo, ricotte e indurite per invecchiamento, secondo ASTM B865 e ASME SB865, da uno stabilimento certificato ISO 9001 e auditato da SGS. Inviare la forma, la dimensione, la condizione e lo standard a cui si sta ordinando, e i requisiti seguiranno da queste quattro risposte.

1. ASTM B865-04, specifica standard per lega nichel-rame-alluminio a indurimento per precipitazione (UNS N05500) barre, vergella e fili, più forgiati e materiale da forgiare. Fonte per i limiti di composizione e le variazioni dell'analisi di controllo del prodotto, l'ambito dello standard e le forme che copre, i minimi di trazione, snervamento, allungamento e durezza induriti per invecchiamento per forma e spessore della sezione, il trattamento di invecchiamento specificato e la sua alternativa consentita, la descrizione di vergella, barre e fili, l'elenco delle informazioni per l'ordinazione, la definizione del lotto e il numero di test per lotto, la regola di arrotondamento, il requisito di certificazione e l'elenco delle marcature.
2. La stessa specifica, Tabella 4 e clausola 9.2.3. Fonte per i massimi di durezza in condizione non invecchiata, la dichiarazione che non sono richiesti test di trazione per materiale non invecchiato, e la disposizione che un campione venga invecchiato o ricotto e invecchiato per il test.
3. La stessa specifica, Tabella 6. Fonte per i requisiti di trazione dipendenti dalla dimensione per filo trafilato a freddo in bobine e per la deduzione di 15 ksi applicabile a lunghezze raddrizzate e tagliate.
4. Bollettino tecnico Special Metals SMC-062, lega MONEL K-500. Fonte per gli intervalli di proprietà nominali rispetto ai quali sono impostati i minimi specificati, la cifra del carbonio dello 0,25% massimo che differisce dallo standard, le costanti fisiche e il comportamento alla corrosione e magnetico.
5. ASME SB865 come designazione ASME della stessa specifica. Fonte per la designazione alternativa citata nel riepilogo.
6. UNS N05500 e W.Nr. 2.4375 come pubblicati per questa lega. Fonte per gli identificatori utilizzati.
7. Registri di consegna detenuti per DLX Alloy riguardanti barre, vergella, fili e forgiati in Monel K500. Fonte per le forme e le condizioni fornite.

I valori citati sono i requisiti dello standard denominato e del bollettino denominato, e si applicano al materiale ordinato secondo tali documenti. I requisiti differiscono tra standard e tra forme, e un ordine che non nomina lo standard lascia aperto il minimo applicabile. L'accettazione di un lotto consegnato si basa sul certificato e sul rapporto di prova emessi per tale lotto.