Aleación Monel 502 (UNS N05502): Especificaciones y detalles del producto para bares

Introducción a la aleación de Monel 502

Aleación Monel 502 (UNS N05502) es una aleación de níquel-cobre de alto rendimiento, diseñado para combinar lo excepcional corrosión resistencia a Monel 400 con fuerza mecánica mejorada a través del endurecimiento por precipitación. Esta aleación, Principalmente compuesto de níquel (aproximadamente 63-70%) y cobre (27-33%), Incluye pequeñas adiciones de aluminio y titanio., que permiten el endurecimiento de la edad para lograr dureza superior y resistencia a la tracción. Monel 502 es particularmente valorado en industrias como la ingeniería marina, procesamiento químico, y aeroespacial, donde los componentes deben soportar ambientes corrosivos y tensiones mecánicas. Su capacidad para resistir los ácidos, álcalis, y agua de mar, junto con una maquinabilidad mejorada en comparación con otras aleaciones endurecidas por precipitación, lo convierte en un material versátil para aplicaciones críticas. Monel 502 está disponible en varias formas, incluyendo barra redonda, barra plana, barra cuadrada, y bar hexagon, cada una adaptada a necesidades industriales específicas.

Las propiedades mejoradas de la aleación lo hacen ideal para aplicaciones que requieren alta resistencia y durabilidad, como ejes de bomba, componentes de la válvula, y sujetadores. Monel 502 se ajusta a estándares como ASTM B865 y AMS 4676, Garantizar una calidad constante en sus formularios de productos. Su capacidad para mantener propiedades mecánicas desde temperaturas subzero hasta aproximadamente 480 ° C, junto con su resistencia al agrietamiento de la corrosión del estrés inducido por cloruro (CCS), lo posiciona como una opción confiable para entornos hostiles. Este artículo proporciona un análisis completo de las especificaciones de Monel 502, composición química, propiedades mecánicas, revestimiento La tubería que se extiende desde la superficie del suelo hacia el interior del pozo para revestir el pozo, y detalles específicos del producto para la barra redonda, barra plana, barra cuadrada, y bar hexagon, respaldado por datos comparativos e ideas científicas para ayudar a los ingenieros y profesionales de la industria.

Composición química y microestructura

La composición química de Monel 502 está diseñado para optimizar la resistencia a la corrosión y la resistencia mecánica. Níquel (63-70%) forma un establo, matriz austenítica, proporcionando una excelente resistencia a los entornos reductores y al cloruro de iones de cloruro. Cobre (27-33%) Mejora la resistencia a la corrosión en entornos marinos, particularmente contra el agua de mar que fluye. La adición de aluminio (2.5-3.5%) y titanio (0.3-0.8%) habilita el endurecimiento por precipitación, Formando Gamma Prime (C ') fases que aumentan significativamente la fuerza. Elementos traza como el hierro (≤2.0%), manganeso (≤1.5%), y el carbono (≤0.25%) Refinar las propiedades de la aleación, Mientras que el azufre (≤0.01%) se minimiza para garantizar la soldabilidad. La siguiente tabla detalla la composición química:

Elemento	Composición (% con peso)
Níquel (Ni)	63.0–70.0
Cobre (Cu)	27.0–33.0
Aluminio (Alabama)	2.5–3.5
resistencia al desgaste (Ti)	0.3–0.8
Hierro (Fe)	≤2.0
Manganeso (Minnesota)	≤1,5
Manganeso (C)	≤0.25
Silicio (Si)	≤0.5
Azufre (S)	≤0,01

La microestructura de Monel 502 es un cúbico centrado en la cara (FCC) matriz austenítica, fortalecido por los precipitados γ 'formados durante el endurecimiento por edad a 594-608 ° C. Esta estructura mejora la dureza y la fuerza mientras mantiene la ductilidad. A diferencia de Monel R-405, que incluye el azufre para la maquinabilidad pero no es soldable, El contenido bajo de azufre de Monel 502 admite métodos de soldadura convencionales como GTAW y GMAW. Comparado con Monel 400, Monel 502 ofrece mayor resistencia debido al endurecimiento por precipitación, haciéndolo adecuado para aplicaciones de alto estrés. Su resistencia a los ácidos clorhídricos e hidrofluoricos desaerados es comparable a Monel 400, Aunque funciona de manera menos efectiva en entornos altamente oxidantes debido a su menor contenido de cromo en comparación con aleaciones como Inconel 625.

Propiedades mecánicas y tratamiento térmico

Monel 502 exhibe propiedades mecánicas superiores, Impulsado por su capacidad de endurecimiento por precipitación. En la condición endurecida por edad, la aleación logra una resistencia a la tracción de 965-1100 MPA y una fuerza de rendimiento de 690-850 MPa, significativamente más alto que Monel 400 (483-586 MPA TENSILE, 172-310 Rendimiento de MPA). Su alargamiento (≥20%) Asegura suficiente ductilidad para formar componentes complejos, mientras que la dureza varía de 27-35 COMITÉ DE DERECHOS HUMANOS. La aleación funciona de manera confiable desde temperaturas submero a 480 ° C, haciéndolo adecuado para aplicaciones criogénicas y moderadamente de alta temperatura. La siguiente tabla resume las propiedades mecánicas para Monel 502 barras en la condición endurecida:

Propiedad	Condición endurecida por la edad
Resistencia a la tracción (MPa)	965–1100
resistencia a la fluencia (MPa)	690–850
Alargamiento (%)	≥20
Dureza (COMITÉ DE DERECHOS HUMANOS)	27–35

Tratamiento térmico para Monel 502 implica el recocido a 1038 ° C seguido de enfriamiento de agua, forjado a 1010-1149 ° C, y endurecimiento por edad a 594-608 ° C con enfriamiento del horno. El trabajo en frío antes del endurecimiento por edad puede mejorar aún más la fuerza, aumentando la resistencia del rendimiento hasta hasta 20%. En comparación con Monel K500 (EE. UU. N05500), que tiene una composición y propiedades similares, Monel 502 ofrece una maquinabilidad ligeramente mejor debido a la aleación optimizada. A diferencia de, acero inoxidable 316 (resistencia a la tracción ≥515 MPa) es menos robusto pero más soldable, Mientras no 625 proporciona una mayor resistencia a la temperatura (hasta 1093 ° C) pero es más difícil de mecanizar. El equilibrio de resistencia y formabilidad de Monel 502 lo hace ideal para componentes de alta presión como ejes de bomba y sellos de válvulas.

Resistencia a la corrosión y desempeño ambiental

La resistencia a la corrosión de Monel 502 es un atributo clave, convirtiéndolo en un material preferido para entornos duros. Su alto contenido de níquel asegura una excelente resistencia a la reducción de los ácidos, tales como ácidos clorhídricos e hidrofluoricos desaerados, con tasas de corrosión tan bajas como 0.02 mm/año en 5% HCL. En el agua de mar fluida, La aleación exhibe picaduras mínimas, con tasas de corrosión de ~ 0.01 mm/año, Supervisión de acero inoxidable 316 (~ 0.05 mm/año). El contenido de cobre mejora la durabilidad en los ambientes marinos, mientras que el aluminio y el titanio mejoran la resistencia a la fatiga de la corrosión. sin embargo, en condiciones oxidantes como el ácido nítrico, La actuación de Monel 502 es menos robusta, con tasas de corrosión de 0.1-0.2 mm/año, en comparación con la resistencia superior de Inconel 625 en tales entornos.

La resistencia de la aleación al SCC de iones de cloruro lo hace ideal para aplicaciones de procesamiento marino y químico, Donde los aceros inoxidables como 304 son susceptibles de agrietarse. En las pruebas realizadas en 3.5% Soluciones de NaCl, Monel 502 no mostró picaduras significativas después de tres años, A diferencia de 316L, que exhibían profundidades de pozo de ~ 0.03 mm. Su naturaleza no magnética en la condición recocida es ventajosa para aplicaciones sensibles, Aunque se puede desarrollar un ligero magnetismo después del trabajo en frío. Comparado con Monel 400, Monel 502 tiene una mayor tendencia hacia SCC en ciertos entornos, requiriendo una cuidadosa consideración en aplicaciones de alto estrés. Los tratamientos superficiales como el encurtido y la electropolización mejoran la resistencia a la corrosión, particularmente para componentes expuestos a medios agresivos.

Manufactura y Fabricación

Monel 502 se fabrica en estándares como ASTM B865 y AMS 4676, cubriendo la barra redonda, barra plana, barra cuadrada, y bar hexagon. Las barras redondas se producen a través de un rodaje en caliente o dibujo en frío, con diámetros que van desde 0.5 pulgadas a 24 pulgadas y longitudes de 6 a 12 pies. Las barras planas se cortan de placas o se dibujan en frío de billets, Mientras que las barras cuadradas y hexágicas están en caliente o forjadas para la precisión. La maquinabilidad de la aleación es comparable a los aceros inoxidables austeníticos, con velocidades de corte de 10-20 m/min recomendado para administrar el endurecimiento del trabajo. Técnicas de formación convencionales, como doblar y forjar, son aplicables, con falsificación realizada a 1010-1149 ° C seguido de enfriamiento de agua.

Soldadura 502 Requiere recocido antes de soldar y alivio de estrés después para evitar agrietarse, Uso de métodos como GTAW y GMAW con metales de relleno a juego. En comparación con Monel R-405, que no es soldable debido al contenido de azufre, Monel 502 Admite soldadura, Mejora de su versatilidad. Acabados superficiales, incluyendo pulido, en escabeche, y arenado, atender a requisitos estéticos y funcionales. El cumplimiento de la aleación con la caldera ASME y el código de vaso a presión (Ver VIII) garantiza la confiabilidad en los buques de presión y las aplicaciones nucleares. Su maquinabilidad moderada, en comparación con la mala maquinabilidad de Inconel 625, Reduce los costos de producción de componentes de alto volumen.

Detalles del producto: Monel 502 Tubería

Monel 502 tubería, Disponible en formas sin costuras y soldadas, son críticos para entornos de alta presión y corrosivos en la marina, químico, y las industrias del petróleo y el gas. tubos sin costura, conforme a ASTM B165, gama de 4 milímetro a 219 mm en diámetro exterior, con espesores de la pared de 0.5 milímetro a 20 mm. Tubos soldados, por ASTM B725, puede alcanzar los diámetros hasta 1219.2 mm, Adecuado para tuberías a gran escala. En la condición endurecida por edad, Monel 502 Las tuberías ofrecen resistencias a la tracción de 965-1100 MPA y fortalezas de rendimiento de 690-850 MPa, haciéndolos ideales para sistemas de alta presión como tuberías submarinas y reactores químicos. Su tasa de corrosión en el agua de mar que fluye es de ~ 0.01 mm/año, significativamente más bajo que el acero inoxidable 316 (~ 0.05 mm/año).

Las tuberías sin costuras se producen mediante extrusión o dibujo en frío, con recocido a 1038 ° C y endurecimiento por edad a 594-608 ° C para optimizar la resistencia. Las tuberías soldadas se fabrican utilizando procesos ERW o EFW, con tratamiento térmico posterior a la soldado para garantizar la integridad. Las aplicaciones incluyen intercambiadores de calor de agua de mar, tuberías de gas agrias, y líneas de procesamiento químico, donde la resistencia de Monel 502 a la reducción de los ácidos y el cloruro de SCC asegura la durabilidad. Comparado con Monel 400 tubería, Monel 502 ofrece fuerza superior, Apoyando presiones y tensiones más altas. Su mayor costo se justifica por un mantenimiento reducido y una vida útil más larga en entornos corrosivos.

Detalles del producto: Monel 502 Bridas

Monel 502 Las bridas son esenciales para conectar tuberías en sistemas de alta presión y corrosiva, Disponible en tipos como el cuello de soldadura, ponerse, soldadura, y ciego, por ASME B16.5. Los tamaños varían de ½ pulgada a 24 longitud, con calificaciones de presión de 150 a 2500. En la condición endurecida por edad, las bridas exhiben resistencias a la tracción de 965-1100 MPA y excelente resistencia a los ácidos desaerados (~ 0.02 mm/año en 5% HCL). Su alta resistencia y resistencia a la corrosión los hacen ideales para plataformas en alta mar, Plantas químicas, y sistemas aeroespaciales, donde el sellado confiable es crítico.

Las bridas se falsifican o se cortan de las placas, con tratamiento térmico (recocido y endurecimiento por edad) Para lograr propiedades óptimas. Los acabados superficiales como el encurtido y el pulido mejoran la resistencia a la corrosión, particularmente para bridas expuestas al agua de mar. En comparación con Inconel 625 bridas, Monel 502 ofrece una mejor maquinabilidad pero una menor resistencia a alta temperatura, limitando su uso a 480 ° C. Las aplicaciones incluyen conexiones de válvula, conjuntos de bombas, y terminaciones de tubería, donde la durabilidad de la aleación garantiza un rendimiento sin fugas. Monel 502 Las bridas son una alternativa rentable a Hastelloy C-276 para reducir los entornos, con menores costos de producción debido a una mejor factibilidad.

Detalles del producto: Monel 502 Barra redonda y varilla

Monel 502 La barra redonda y la barra son críticos para aplicaciones que requieren alta resistencia y resistencia a la corrosión, como ejes de bomba, vástagos de válvula, y accesorios marinos. Disponible en diámetros de 0.5 pulgadas a 24 pulgadas y longitudes hasta 12 pies, Estos productos se ajustan a ASTM B865 y AMS 4676. En la condición endurecida por edad, Las barras redondas ofrecen fortalezas de tracción de 965-1100 MPA y fortalezas de rendimiento de 690-850 MPa, haciéndolos ideales para sistemas de alta presión. Su excelente resistencia al agua de mar y los ácidos asegura la durabilidad en los ambientes marinos y químicos., con tasas de corrosión de ~ 0.01 mm/año en agua de mar fluida. Comparado con Monel 400 barras redondas, Monel 502 proporciona tres veces la fuerza de rendimiento y el doble de la resistencia a la tracción, Mejorar el rendimiento en aplicaciones exigentes.

Las barras redondas se producen a través de un rodaje en caliente o dibujo en frío, con recocido a 1038 ° C y endurecimiento por edad a 594-608 ° C para optimizar las propiedades. Los acabados superficiales incluyen brillante, pulido, y negro, atender a las necesidades funcionales y estéticas. Las aplicaciones incluyen ejes de hélice, collares de perforación de pozos de petróleo, y componentes de aviación, Donde la alta resistencia y resistencia a la corrosión de la aleación son críticas. Monel 502 Las barras redondas son rentables en comparación con Inconel 625, ofreciendo resistencia de corrosión similar pero una mejor maquinabilidad para la producción de alto volumen.

Detalles del producto: Monel 502 Barra plana

 

Monel 502 Las barras planas se utilizan en componentes estructurales, placas de válvula, y equipo de procesamiento químico, Aprovechando la alta resistencia y resistencia a la corrosión de la aleación. Disponible en anchos de 10 milímetro a 200 mm y espesores de 3 milímetro a 50 mm, Las barras planas se producen a través del rodillo caliente, forjar, o cortar de platos. En la condición endurecida por edad, exhiben fortalezas de tracción de 965-1100 MPA y excelente resistencia a los ácidos desaerados (~ 0.02 mm/año en 5% HCL). Su estructura endurecida por precipitación asegura la durabilidad en entornos de alto estrés, como plantas de alquilación de ácido sulfúrico, donde las tasas de corrosión son significativamente más bajas que el acero inoxidable 304 (~ 0.08 mm/año).

La fabricación implica el recocido y el endurecimiento de la edad para lograr propiedades óptimas, con tratamientos superficiales como la resistencia a la corrosión que mejora el encurtido. Comparado con Monel 400 barras planas, Monel 502 ofrece una resistencia superior pero requiere una soldadura cuidadosa para evitar agrietarse. Las aplicaciones incluyen calentadores de salmuera y bobinas de calefacción de murciélagos, donde la resistencia de la aleación a los entornos reductores garantiza la confiabilidad a largo plazo. Su mayor costo en comparación con el acero inoxidable se compensa con un mantenimiento reducido en configuraciones corrosivas, convirtiéndolo en una opción preferida para componentes críticos.

Detalles del producto: Monel 502 Barra cuadrada

Monel 502 Las barras cuadradas están diseñadas para aplicaciones que requieren resistencia uniforme y resistencia a la corrosión, tales como componentes de válvula y sujetadores marinos. Disponible en tamaños de 10 milímetro a 100 mm, Las barras cuadradas están en caliente o forjadas, con acabado frío para precisión. Sus propiedades mecánicas, incluyendo fortalezas de tracción de 965-1100 MPa, Hazlos adecuados para sistemas de alta presión. En SproBers de agua de mar, Las barras cuadradas exhiben una corrosión mínima, con profundidades de pozo de <0.02 mm después de la exposición prolongada. Su estructura endurecida por precipitación proporciona tres veces la resistencia de rendimiento de Monel 400, Mejora de la durabilidad en las aplicaciones exigentes.

En comparación con Inconel 625 barras cuadradas, Monel 502 ofrece una mejor maquinabilidad pero una menor resistencia a alta temperatura, limitando su uso a 480 ° C. Los tratamientos superficiales como el pulido aseguran un acabado suave, Reducción del riesgo de corrosión intergranular. Las aplicaciones incluyen componentes de la bomba y accesorios de plataforma en alta mar, donde la resistencia de la aleación al cloruro SCC garantiza la confiabilidad. El proceso de producción implica el recocido y el endurecimiento de la edad., con un control cuidadoso para evitar el envejecimiento, que podría reducir la ductilidad. Monel 502 Las barras cuadradas son una alternativa rentable a Hastelloy C-276 para reducir los entornos.

Detalles del producto: Monel 502 Barra hexágono

Monel 502 Las barras hexagonas están diseñadas para aplicaciones de alta precisión, como los sujetadores, nueces, y pernos, Debido a su excelente maquinabilidad y resistencia a la corrosión. Disponible en tamaños de 5 milímetro a 80 mm (a través de pisos), Estas barras se ajustan a ASTM B865 y AMS 4676. Su resistencia a la tracción (965-1100 MPa) y resistencia al ácido hidrofluorico desaerado (~ 0.02 mm/año) hacerlos ideales para accesorios de plantas químicas y componentes marinos. La forma hexagonal facilita el agarre durante el mecanizado, habilitar la producción de alta velocidad con un desgaste de herramientas mínimas.

En comparación con las barras hexágono de Monel K500, Monel 502 ofrece propiedades mecánicas similares pero una maquinabilidad mejorada, Reducción de los costos de producción. La soldadura requiere un alivio de estrés previo al reclamo y después de soltar para mantener la integridad. Las aplicaciones incluyen piezas de válvula y ejes de la hélice, donde la durabilidad y la precisión de la aleación son críticos. Los acabados de la superficie como el encurtido y el electropolishing mejoran la resistencia a la corrosión, particularmente en ambientes marinos. Monel 502 Las barras hexágono proporcionan un equilibrio de fuerza y ​​trabajabilidad, Hacerlos una opción preferida para procesos de fabricación automatizados.

 

Análisis comparativo con otras aleaciones

Propiedad/aleación	Monel 502	Monel 400	Inconel 625	316 Acero inoxidable
Contenido de níquel (%)	63–70	≥63	≥58	10–14
Resistencia a la tracción (MPa)	965–1100	483–586	≥827	≥515
resistencia a la fluencia (MPa)	690–850	172–310	≥414	≥205
Resistencia a la corrosión	Excelente (reducción de la)	Excelente (reducción de la)	Excelente (oxidación/reducción)	Moderado (cloruro de SCC)
maquinabilidad	Bien	Moderado	Pobre	Bien
Soldabilidad	Bien	Bien	Excelente	Bien
Temperatura máxima (° C)	480	480	1093	800

Monel 502 supera a Monel 400 en fuerza debido al endurecimiento de la precipitación, ofreciendo tres veces la fuerza de rendimiento y el doble de la resistencia a la tracción. En comparación con Inconel 625, Proporciona una mejor machinabilidad pero una menor resistencia a alta temperatura. Acero inoxidable 316 es más rentable pero menos resistente a la reducción de los ácidos y el cloruro SCC. El equilibrio de fuerza de Monel 502, revestimiento La tubería que se extiende desde la superficie del suelo hacia el interior del pozo para revestir el pozo, y la trabajabilidad lo hace ideal para aplicaciones marinas y químicas.

 

Aplicaciones y uso de la industria

La resistencia mejorada y la resistencia a la corrosión de Monel 502 lo convierte en un material vital en las industrias que requieren componentes duraderos. En ingeniería marina, barras redondas, barras hexágono, y las barras planas se utilizan para ejes de hélice, sujetadores, y depuradores de agua de mar, Aprovechando la resistencia de la aleación al agua de mar que fluye. En procesamiento químico, Se emplean barras cuadradas y barras planas en plantas de alquilación de ácido sulfúrico y producción de ácido hidrofluoral, donde las tasas de corrosión son mínimas. Las aplicaciones aeroespaciales incluyen componentes e instrumentación de la válvula, beneficiarse de las propiedades de alta resistencia y no magnética de la aleación. El cumplimiento de la aleación con la caldera ASME y el código de vaso a presión asegura la confiabilidad en los vasos a presión y los sistemas nucleares.

Comparado con Monel 400, La mayor fortaleza de Monel 502 respalda aplicaciones más exigentes, como collares de taladro de pozos de aceite y ejes de la bomba. Sus limitaciones en entornos oxidantes requieren una cuidadosa selección de materiales, con Inconel 625 preferido por alta temperatura, condiciones oxidantes. Las aplicaciones emergentes incluyen componentes para sistemas de energía renovable, como los convertidores de energía de marea, donde la resistencia y durabilidad de la corrosión de Monel 502 son críticas. Su mayor costo en comparación con el acero inoxidable se justifica por un mantenimiento reducido y una vida útil más larga en entornos corrosivos.

Ideas y desarrollos científicos recientes

Investigaciones recientes destacan el potencial de Monel 502 en la fabricación avanzada. Estudios de 2024 demostrar que los procesos optimizados de endurecimiento por edad aumentan la resistencia del rendimiento por 10-15% sin comprometer la ductilidad, Mejorar el rendimiento en aplicaciones de alto estrés. Avances en los tratamientos superficiales, como el nitruración de plasma, han reducido las tasas de corrosión en el agua de mar por 20%, Extender la vida de los componentes en entornos marinos. La maquinabilidad de Monel 502 se ha mejorado a través de aleaciones refinadas, Reducir el desgaste de la herramienta por 15% en comparación con Monel K500. Aplicaciones emergentes en la fabricación aditiva muestran promesa, con Monel soldado con láser 502 barras que exhiben resistencia a la fatiga mejorada. La investigación también explora las aleaciones híbridas que combinan la fuerza de Monel 502 con una soldadura mejorada, potencialmente ampliando su uso en estructuras soldadas.

 

Conclusión

Aleación Monel 502 (UNS N05502) es una aleación de níquel-cobre de alto rendimiento, ofreciendo una combinación única de fuerza, revestimiento La tubería que se extiende desde la superficie del suelo hacia el interior del pozo para revestir el pozo, y maquinabilidad. Sus formularios de productos: barra de ruido, barra plana, barra cuadrada, y Hexagon Bar: atender a diversas aplicaciones en Marine, químico, y las industrias aeroespaciales. Con resistencia a la tracción de 965-1100 MPA y excelente resistencia a la reducción de los ácidos y el agua de mar, Monel 502 supera a Monel 400 y compite con Inconel 625 En entornos específicos. Su capacidad de endurecimiento por precipitación y soldadura mejoran su versatilidad, mientras que la investigación en curso continúa expandiendo sus aplicaciones. Para ingenieros y especialistas en adquisiciones, Monel 502 proporciona un confiable, Solución de alto rendimiento para necesidades industriales exigentes, Equilibrar el costo y la durabilidad en los componentes críticos.