Диапазон на твърдост на монеловата сплав и влиянието на различните състояния на обработка (отгрята спрямо студено-валцувана)
1. Диапазон на твърдост на сплав Monel
Монел 400
Това е твърдо-укрепена с разтвор никелова-медна сплав и нейната твърдост силно зависи от условията на обработка:
Закалено състояние: Твърдостта по Бринел (HB) е65–95, Твърдостта по Рокуел B (HRB) е50–70. В това състояние сплавта има най-ниска твърдост, оптимална пластичност и издръжливост, което я прави подходяща за дълбоко изтегляне, огъване и други процеси на формоване.
Студено{0}}валцувано състояние: С увеличаването на деформацията при студена обработка (напр. 20%, 40%, 60% деформация), твърдостта нараства значително. Когато студената деформация достигне 50–60%, твърдостта по Бринел (HB) може да достигне180–220, и Rockwell B твърдост (HRB) може да достигне90–100.
Състояние-третирано с разтвор: Подобно на загрято състояние, с твърдост по Бринел (HB) около70–90, който се използва за възстановяване на пластичността на сплавта след студена обработка.
Монел К-500
Това е утаително{0}}втвърден вариант на Monel 400, който може да постигне по-висока твърдост чрез обработка със стареене:
Закалено състояние: Твърдостта по Бринел (HB) е80–100, Твърдостта по Рокуел B (HRB) е60–80, малко по-висок от темперирания Monel 400 поради присъщия му състав на сплавта.
Състарено състояние: След третиране с разтвор + третиране със стареене (обикновено нагряване до 480–510 градуса и задържане за 4–6 часа), сплавта утаява фини Ni₃(Al,Ti) укрепващи фази. В този момент твърдостта по Бринел (HB) може да достигне240–280, и Rockwell C твърдост (HRC) може да достигне25–35, което е много по-високо от Monel 400.
Студено{0}}валцувано + отлежало състояние: Комбинирането на студена обработка и обработка със стареене може допълнително да подобри твърдостта, с твърдост по Бринел (HB) до280–320и Rockwell C твърдост (HRC) до30–40.
2. Въздействие на различните състояния на обработка (отгрято спрямо студено{2}}валцувано) върху твърдостта
Обработка на отгряване: Намаляване на твърдостта, подобряване на пластичността
Отгряването е процес на термична обработка, който включва нагряване на сплавта до температура над нейната температура на прекристализация (обикновено 870–920 градуса за сплав Monel), задържане за определен период от време и след това бавно охлаждане.
Механизъм: По време на отгряване деформираните зърна на студено{0}}обработената сплав претърпяват рекристализация, образувайки нови равноосни зърна. Деформациите, генерирани по време на студена обработка, се елиминират и вътрешното напрежение на сплавта се освобождава.
Въздействие върху твърдостта: Отгряването значително намалява твърдостта на сплавта Monel, възстановявайки я до най-ниското ниво на сплавта. Например, студено{1}}валцован Monel 400 с HB 200 може да бъде редуциран до HB 70–90 след пълно отгряване.
Сценарий на приложение: Отгрята монел сплав е подходяща за процеси, изискващи висока способност за формоване, като щамповане, коване и заваряване.
Обработка на студено валцуване: Повишаване на твърдостта, намаляване на пластичността
Студеното валцуване се отнася до валцуване на сплавта при температура под нейната температура на рекристализация (обикновено стайна температура).
Механизъм: Студеното валцуване причинява пластична деформация на зърната на сплавта, което води до умножаване на дислокациите и заплитане, както и до удължаване и усъвършенстване на зърната. Затруднява се движението на изкълчванията, което води доработно закаляванеот сплавта.
Въздействие върху твърдостта: Твърдостта нараства линейно с увеличаването на студената деформация. Когато деформацията е малка (10–20%), увеличението на твърдостта е леко; когато деформацията надвишава 40%, твърдостта рязко нараства. Например, Monel 400 може да постигне увеличение на твърдостта с повече от 100% след 60% студено валцуване.
Страничен ефект: Докато подобрява твърдостта, студеното валцуване значително намалява пластичността на сплавта (напр. удължението намалява от 35–40% в закалено състояние до по-малко от 5% в студеновалцувано състояние с висока -деформация), което я прави податлива на напукване по време на последваща обработка.
Обобщение на степента на въздействие
Състоянието на обработка е едно отдоминиращи факторивлияе върху твърдостта на сплавта Монел. За Monel 400 твърдостта на студеновалцуваното състояние може да бъде2-3 пъти по-високаотколкото в загрятото състояние. За Monel K-500, комбинацията от студено валцуване и обработка със стареене може допълнително да увеличи разликата в твърдостта, правейки твърдостта на укрепено състояние3-4 пъти по-високиотколкото в загрятото състояние.
