Liga Monel 502 (UNS N05502): Especificações e detalhes do produto para barras

Introdução à liga de monel 502

Liga Monel 502 (UNS N05502) é uma liga de níquel-cobre de alto desempenho, projetado para combinar o excepcional corrosão resistência de Monel 400 com força mecânica aprimorada através do endurecimento da precipitação. Esta liga, composto principalmente de níquel (aproximadamente 63-70%) e cobre (27-33%), Inclui pequenas adições de alumínio e titânio, o que permite que o endurecimento da idade obtenha dureza superior e força de tração. Monel 502 é particularmente valorizado em indústrias como a engenharia marítima, processamento químico, e aeroespacial, onde os componentes devem suportar ambientes corrosivos e tensões mecânicas. Sua capacidade de resistir aos ácidos, álcalis, e água do mar, Juntamente com a maior máquinabilidade em comparação com outras ligas endurecidas pela precipitação, o torna um material versátil para aplicações críticas. Monel 502 está disponível de várias formas, incluindo bar redonda, barra plana, barra quadrada, e bar hexagon, cada um adaptado a necessidades industriais específicas.

As propriedades aprimoradas da liga o tornam ideal para aplicações que requerem alta resistência e durabilidade, como eixos de bomba, Componentes da válvula, e prendedores. Monel 502 está em conformidade com padrões como ASTM B865 e AMS 4676, garantir qualidade consistente em seus formulários de produto. Sua capacidade de manter propriedades mecânicas das temperaturas abaixo de zero a aproximadamente 480 ° C, junto com sua resistência ao estresse induzido por cloreto, rachaduras de corrosão (CCS), posiciona -o como uma escolha confiável para ambientes severos. Este artigo fornece uma análise abrangente das especificações do Monel 502, composição química, Propriedades mecânicas, A galvanização pode aumentar a resistência à corrosão do tubo de aço e prolongar a vida útil, e detalhes específicos do produto para a barra redonda, barra plana, barra quadrada, e bar hexagon, Suportado por dados comparativos e informações científicas para ajudar engenheiros e profissionais do setor.

Composição química e microestrutura

A composição química do monel 502 é projetado para otimizar a resistência à corrosão e força mecânica. Níquel (63-70%) forma um estável, Matriz austenítica, Fornecendo excelente resistência a ambientes de redução e SCC de íons de cloreto. Cobre (27-33%) Aumenta a resistência à corrosão em ambientes marítimos, particularmente contra a água do mar fluindo. A adição de alumínio (2.5-3.5%) e titânio (0.3-0.8%) Ativa o endurecimento da precipitação, formando Gamma Prime (C ′) fases que aumentam significativamente a força. Traços elementos como ferro (≤2,0%), manganês (≤1,5%), e carbono (≤0.25%) Refine as propriedades da liga, enquanto enxofre (≤0,01%) é minimizado para garantir a soldabilidade. A tabela abaixo detalha a composição química:

Elemento	Composição (% por peso)
Níquel (Ni)	63.0–70.0
Cobre (Cu)	27.0–33.0
Alumínio (ao)	2.5–3.5
Além de ferro e carbono (Ti)	0.3–0.8
Ferro (Fe)	≤2.0
Manganês (MN)	≤1,5
Carbono (C)	≤ 0.25
Silício (Si)	≤0.5
Enxofre (S)	≤0,01

A microestrutura do monel 502 é um cúbico centrado no rosto (FCC) Matriz austenítica, fortalecido por γ ′ precipitados formados durante o endurecimento da idade a 594-608 ° C. Essa estrutura aumenta a dureza e a força, mantendo a ductilidade. Diferente MONEL R-405, que inclui enxofre para máquinabilidade, mas não é pulsante, O teor de baixo enxofre do Monel 502 suporta métodos de soldagem convencionais como GTAW e GMAW. Comparado ao monel 400, Monel 502 oferece maior força devido ao endurecimento da precipitação, tornando-o adequado para aplicações de alto estresse. Sua resistência a ácidos clorídrico e hidrofluórico despertados é comparável ao monel 400, Embora tenha um desempenho menos eficaz em ambientes altamente oxidantes devido ao seu menor teor de cromo em comparação com ligas como o Inconel 625.

Propriedades mecânicas e tratamento térmico

Monel 502 exibe propriedades mecânicas superiores, impulsionado por sua capacidade de endurecer a precipitação. Na condição endurecida pela idade, A liga atinge uma força de tração de 965-1100 MPA e uma força de escoamento de 690-850 MPa, significativamente maior que o monel 400 (483-586 MPA Tensile, 172-310 Rendimento de MPA). Seu alongamento (≥20%) Garante ductilidade suficiente para formar componentes complexos, Enquanto a dureza varia de 27-35 HRC. A liga tem desempenho de maneira confiável das temperaturas abaixo de zero a 480 ° C, tornando-o adequado para aplicações criogênicas e moderadamente de alta temperatura. A tabela abaixo resume as propriedades mecânicas para o Monel 502 barras na condição endurecida pela idade:

Propriedade	Condição endurecida pela idade
Resistência à tração (MPa)	965–1100
Força de rendimento (MPa)	690–850
Alongamento (%)	≥20
Dureza (HRC)	27–35

Tratamento térmico para monel 502 envolve o recozimento a 1038 ° C, seguido de extinção de água, forjando 1010-1149 ° C., e endurecimento da idade em 594-608 ° C com resfriamento do forno. Trabalho frio antes do endurecimento da idade pode aumentar ainda mais a força, aumentando a força de escoamento até 20%. Comparado ao Monel K500 (EUA N05500), que tem composição e propriedades semelhantes, Monel 502 Oferece uma usinabilidade um pouco melhor devido à liga otimizada. Em contraste, aço inoxidável 316 (resistência à tração ≥515 MPa) é menos robusto, mas mais soldável, Enquanto Inconel 625 fornece maior resistência à temperatura (até 1093 ° C.) mas é mais difícil de máquina. O equilíbrio de resistência e formabilidade do Monel 502 o torna ideal para componentes de alta pressão, como eixos da bomba e vedações de válvulas.

Resistência à corrosão e desempenho ambiental

A resistência à corrosão do Monel 502 é um atributo -chave, tornando -o um material preferido para ambientes severos. Seu alto teor de níquel garante excelente resistência à redução de ácidos, como os ácidos clorídrico e hidrofluórico desorrubados, com taxas de corrosão tão baixas quanto 0.02 mm/ano em 5% Hcl. Em água do mar fluindo, A liga exibe um mínimo de pitting, com taxas de corrosão de ~ 0,01 mm/ano, Superando o aço inoxidável 316 (~ 0,05 mm/ano). O conteúdo de cobre aumenta a durabilidade em ambientes marinhos, Enquanto o alumínio e o titânio melhoram a resistência à fadiga da corrosão. No entanto, em condições oxidantes como ácido nítrico, O desempenho do Monel 502 é menos robusto, com taxas de corrosão de 0.1-0.2 mm/ano, comparado à resistência superior do Inconel 625 em tais ambientes.

A resistência da liga ao SCC de íons de cloreto o torna ideal para aplicações de processamento marítimo e químico, onde aços inoxidáveis ​​gostam 304 são suscetíveis a rachaduras. Nos testes realizados em 3.5% Soluções NACL, Monel 502 não mostrou pitting significativo após três anos, Ao contrário de 316L, que exibia profundidades de poço de ~ 0,03 mm. Sua natureza não magnética na condição recozida é vantajosa para aplicações sensíveis, Embora um leve magnetismo possa se desenvolver após o trabalho frio. Comparado ao monel 400, Monel 502 tem uma tendência maior para o SCC em determinados ambientes, exigindo uma consideração cuidadosa em aplicações de alto estresse. Tratamentos de superfície como decapagem e eletropolição aumentam a resistência à corrosão, particularmente para componentes expostos à mídia agressiva.

Fabricação e Fabricação

Monel 502 é fabricado em padrões como ASTM B865 e AMS 4676, cobrindo bar redondo, barra plana, barra quadrada, e bar hexagon. Barras redondas são produzidas via rolamento quente ou desenho frio, com diâmetros que variam de 0.5 polegadas para 24 polegadas e comprimentos de 6 Para 12 pés. Barras planas são cortadas de pratos ou desenhados a frio de tarugos, enquanto as barras quadradas e hexagonais são enroladas a quente ou forjadas para precisão. A usinabilidade da liga é comparável aos aços inoxidáveis ​​austeníticos, com velocidades de corte de 10-20 m/min recomendado para gerenciar o endurecimento do trabalho. Técnicas de formação convencionais, como dobrar e forjar, são aplicáveis, com forjamento realizado em 1010-1149 ° C, seguido de extinção de água.

Monel de soldagem 502 requer recozimento antes de soldagem e alívio do estresse depois para evitar rachaduras, Usando métodos como GTAW e GMAW com metais de enchimento correspondentes. Comparado ao Monel R-405, que não é usável devido ao teor de enxofre, Monel 502 suporta soldagem, melhorando sua versatilidade. Acabamentos de superfície, incluindo polido, em conserva, e areia jateada, atender aos requisitos estéticos e funcionais. A conformidade da liga com a caldeira ASME e o código do vaso de pressão (Vendo viii) Garante confiabilidade em vasos de pressão e aplicações nucleares. Sua usinabilidade moderada, Comparado com a má máquinabilidade do Inconel 625, reduz os custos de produção para componentes de alto volume.

Detalhes do produto: Monel 502 Tubos

Monel 502 tubos, Disponível em formas perfeitas e soldadas, são críticos para ambientes de alta pressão e corrosivos na marinha, químico, e indústrias de petróleo e gás. tubos sem costura, conforme a ASTM B165, variam de 4 mm para 219 mm no diâmetro externo, com espessuras de parede de 0.5 mm para 20 mm. Tubos soldados, por ASTM B725, pode alcançar diâmetros até 1219.2 mm, Adequado para pipelines em larga escala. Na condição endurecida pela idade, Monel 502 Os tubos oferecem forças de tração de 965-1100 MPA e forças de escoamento de 690-850 MPa, tornando-os ideais para sistemas de alta pressão, como tubulações submarinas e reatores químicos. Sua taxa de corrosão na água do mar fluindo é ~ 0,01 mm/ano, significativamente menor que o aço inoxidável 316 (~ 0,05 mm/ano).

Tubos sem costura são produzidos por extrusão ou desenho frio, com recozimento a 1038 ° C e endurecimento da idade a 594-608 ° C para otimizar a força. Os tubos soldados são fabricados usando processos ERW ou EFW, com tratamento térmico pós-soldado para garantir a integridade. As aplicações incluem trocadores de calor de água do mar, oleodutos de gás azedo, e linhas de processamento químico, onde a resistência do Monel 502 a reduzir os ácidos e o cloreto SCC garante a durabilidade. Comparado ao monel 400 tubos, Monel 502 oferece força superior, apoiando pressões e tensões mais altas. Seu custo mais alto é justificado por manutenção reduzida e vida útil mais longa em ambientes corrosivos.

Detalhes do produto: Monel 502 Flanges

Monel 502 Flanges são essenciais para conectar tubos em sistemas de alta pressão e corrosivos, Disponível em tipos como Weld Neck, escorregar em, solda do soquete, e cego, por ASME B16.5. Os tamanhos variam de ½ polegada a 24 polegadas, com classificações de pressão de 150 Para 2500. Na condição endurecida pela idade, flanges exibem forças de tração de 965-1100 MPA e excelente resistência a ácidos despertados (~ 0,02 mm/ano em 5% Hcl). Sua alta resistência e resistência à corrosão os torna ideais para plataformas offshore, plantas químicas, e sistemas aeroespaciais, onde selar confiável é crítico.

Flanges são forjados ou cortados de placas, com tratamento térmico (recozimento e endurecimento da idade) Para alcançar propriedades ideais. Acabamentos de superfície, como decapagem e polimento, aumentam a resistência à corrosão, particularmente para flanges expostos à água do mar. Comparado ao Inconel 625 flanges, Monel 502 oferece melhor máquinabilidade, mas menor resistência de alta temperatura, Limitando seu uso a 480 ° C. As aplicações incluem conexões de válvula, Conjuntos da bomba, e terminações de pipeline, Onde a durabilidade da liga garante desempenho livre de vazamentos. Monel 502 Flanges são uma alternativa econômica ao Hastelloy C-276 para reduzir ambientes, com custos de produção mais baixos devido à melhoria da trabalhabilidade.

Detalhes do produto: Monel 502 Bar redondo e haste

Monel 502 Barras redondas e haste são críticas para aplicações que requerem alta resistência e resistência à corrosão, como eixos de bomba, hastes de válvulas, e acessórios marinhos. Disponível em diâmetros de 0.5 polegadas para 24 polegadas e comprimentos até 12 pés, Esses produtos estão em conformidade com ASTM B865 e AMS 4676. Na condição endurecida pela idade, Barras redondas oferecem forças de tração de 965-1100 MPA e forças de escoamento de 690-850 MPa, tornando-os ideais para sistemas de alta pressão. Sua excelente resistência à água do mar e ácidos garante a durabilidade em ambientes marítimos e químicos, com taxas de corrosão de ~ 0,01 mm/ano na água do mar fluindo. Comparado ao monel 400 barras redondas, Monel 502 fornece três vezes a força de escoamento e o dobro da resistência à tração, Aumentando o desempenho em aplicações exigentes.

Barras redondas são produzidas via rolamento quente ou desenho frio, com recozimento a 1038 ° C e endurecimento da idade a 594-608 ° C para otimizar as propriedades. Os acabamentos de superfície incluem brilhante, polido, e preto, atendendo às necessidades funcionais e estéticas. As aplicações incluem eixos de hélice, colares de perfuração de poço de petróleo, e componentes da aviação, onde a alta resistência e resistência à corrosão da liga são críticas. Monel 502 Barras redondas são econômicas em comparação com o Inconel 625, Oferecendo resistência de corrosão semelhante, mas melhor usinabilidade para produção de alto volume.

Detalhes do produto: Monel 502 Barra plana

 

Monel 502 Barras planas são usadas em componentes estruturais, Placas de válvula, e equipamento de processamento químico, Aproveitando a alta resistência à alta resistência e corrosão. Disponível em larguras de 10 mm para 200 mm e espessuras de 3 mm para 50 mm, Barras planas são produzidas via rolamento a quente, forjamento, ou cortar de placas. Na condição endurecida pela idade, Eles exibem forças de tração de 965-1100 MPA e excelente resistência a ácidos despertados (~ 0,02 mm/ano em 5% Hcl). Sua estrutura endurecida pela precipitação garante a durabilidade em ambientes de alta estresse, como plantas de alquilação do ácido sulfúrico, onde as taxas de corrosão são significativamente menores que o aço inoxidável 304 (~ 0,08 mm/ano).

A fabricação envolve o recozimento e o endurecimento da idade para obter propriedades ideais, com tratamentos de superfície como o aprimoramento da resistência à corrosão. Comparado ao monel 400 barras planas, Monel 502 oferece força superior, mas requer soldagem cuidadosa para evitar rachaduras. As aplicações incluem aquecedores de salmoura e bobinas de aquecimento de decapagem, Onde a resistência da liga a ambientes de redução garante confiabilidade a longo prazo. Seu custo mais alto em comparação com o aço inoxidável é compensado por manutenção reduzida em configurações corrosivas, tornando -o uma escolha preferida para componentes críticos.

Detalhes do produto: Monel 502 Barra quadrada

Monel 502 As barras quadradas são projetadas para aplicações que requerem resistência uniforme e resistência à corrosão, como componentes de válvulas e prendedores marinhos. Disponível em tamanhos de 10 mm para 100 mm, Barras quadradas são enroladas ou forjadas, Com acabamento frio para precisão. Suas propriedades mecânicas, incluindo forças de tração de 965-1100 MPa, torne-os adequados para sistemas de alta pressão. Em lavadores de água do mar, Barras quadradas exibem corrosão mínima, com profundidades de poço de <0.02 mm após exposição prolongada. Sua estrutura endurecida por precipitação fornece três vezes a força de escoamento do monel 400, Aumentar a durabilidade em aplicações exigentes.

Comparado ao Inconel 625 barras quadradas, Monel 502 oferece melhor máquinabilidade, mas menor resistência de alta temperatura, Limitando seu uso a 480 ° C. Tratamentos de superfície como polimento garantem um acabamento suave, reduzindo o risco de corrosão intergranular. As aplicações incluem componentes da bomba e acessórios de plataforma offshore, Onde a resistência da liga ao cloreto SCC garante a confiabilidade. O processo de produção envolve recozimento e endurecimento da idade, com controle cuidadoso para evitar o excesso de envelhecimento, que poderia reduzir a ductilidade. Monel 502 As barras quadradas são uma alternativa econômica ao Hastelloy C-276 para reduzir ambientes.

Detalhes do produto: Monel 502 HEXAGON BAR

Monel 502 As barras hexágonas são adaptadas para aplicações de alta precisão, como prendedores, nozes, e parafusos, Devido à sua excelente usinabilidade e resistência à corrosão. Disponível em tamanhos de 5 mm para 80 mm (através de apartamentos), Essas barras estão em conformidade com ASTM B865 e AMS 4676. Sua força de tração (965-1100 MPa) e resistência ao ácido hidrofluórico desperado (~ 0,02 mm/ano) torne -os ideais para acessórios para plantas químicas e componentes marítimos. A forma hexagonal facilita a agarração durante a usinagem, permitindo a produção de alta velocidade com o mínimo de desgaste da ferramenta.

Comparado aos bares hexagon do Monel K500, Monel 502 oferece propriedades mecânicas semelhantes, mas aprimorada de máquinabilidade, reduzindo os custos de produção. A soldagem requer alívio de estresse pré-liga e pós-solda para manter a integridade. As aplicações incluem peças de válvula e eixos de hélice, onde a durabilidade e a precisão da liga são críticas. Acabamentos superficiais, como decapagem e eletropolição, aumentam a resistência à corrosão, especialmente em ambientes marinhos. Monel 502 As barras hexágonas fornecem um equilíbrio de força e trabalhabilidade, tornando -os uma escolha preferida para processos automatizados de fabricação.

 

Análise comparativa com outras ligas

Propriedade/liga	Monel 502	Monel 400	Inconel 625	316 Aço inoxidável
Conteúdo de níquel (%)	63–70	≥63	≥58	10–14
Resistência à tração (MPa)	965–1100	483–586	≥827	≥515
Força de rendimento (MPa)	690–850	172–310	≤0,06	≥205
Resistência à corrosão	Excelente (redução)	Excelente (redução)	Excelente (oxidação/redução)	Moderado (SCC de cloreto)
Maquinabilidade	Bom	Moderado	Pobre	Bom
Soldabilidade	Bom	Bom	Excelente	Bom
Temperatura máxima (° C)	480	480	1093	800

Monel 502 supera o Monel 400 em força devido ao endurecimento da precipitação, oferecendo três vezes a força de escoamento e o dobro da resistência à tração. Comparado ao Inconel 625, fornece melhor máquinabilidade, mas menor resistência de alta temperatura. Aço inoxidável 316 é mais econômico, mas menos resistente à redução de ácidos e ao cloreto SCC. Balance de força do Monel 502, A galvanização pode aumentar a resistência à corrosão do tubo de aço e prolongar a vida útil, e a trabalhabilidade o torna ideal para aplicações marítimas e químicas.

 

Aplicativos e uso da indústria

A resistência aprimorada e a corrosão do Monel 502 o tornam um material vital em indústrias que exigem componentes duráveis. Em engenharia marinha, barras redondas, Barras de hexagon, e barras planas são usadas para eixos de hélice, fixadores, e lavadores de água do mar, Aproveitando a resistência da liga à água do mar fluindo. No processamento químico, Barras quadradas e barras planas são empregadas em plantas de alquilação do ácido sulfúrico e produção de ácido hidrofluórico, onde as taxas de corrosão são mínimas. As aplicações aeroespaciais incluem componentes da válvula e instrumentação, beneficiando-se das propriedades de alta resistência e não magnéticas da liga. A conformidade da liga com a caldeira ASME e o código dos vasos de pressão garante a confiabilidade em vasos de pressão e sistemas nucleares.

Comparado ao monel 400, A maior força do Monel 502 suporta aplicativos mais exigentes, como colares de perfuração de poço de petróleo e eixos de bomba. Suas limitações em ambientes oxidantes exigem seleção cuidadosa de material, com Inconel 625 preferido para alta temperatura, condições de oxidação. As aplicações emergentes incluem componentes para sistemas de energia renovável, como conversores de energia de maré, onde a resistência e durabilidade da corrosão do Monel 502 são críticas. Seu custo mais alto em comparação com o aço inoxidável é justificado por manutenção reduzida e vida útil mais longa em ambientes corrosivos.

Insights e desenvolvimentos científicos recentes

Pesquisas recentes destacam o potencial do Monel 502 em fabricação avançada. Estudos de 2024 demonstrar que os processos de endurecimento da idade otimizados aumentam a força de escoamento por 10-15% sem comprometer a ductilidade, Aumentando o desempenho em aplicações de alto estresse. Avanços nos tratamentos de superfície, como nitrafia de plasma, reduziram as taxas de corrosão na água do mar por 20%, prolongando a vida dos componentes em ambientes marinhos. A usinabilidade do Monel 502 foi aprimorada por meio de liga refinada, Reduzindo o desgaste da ferramenta por 15% Comparado ao Monel K500. Aplicações emergentes na fabricação aditiva mostram promessa, com monel soldado a laser 502 bares exibindo melhor resistência à fadiga. A pesquisa também explora ligas híbridas que combinam força do Monel 502 com maior soldabilidade, potencialmente ampliar seu uso em estruturas soldadas.

 

Conclusão

Liga Monel 502 (UNS N05502) é uma liga de níquel-cobre de alto desempenho, oferecendo uma combinação única de força, A galvanização pode aumentar a resistência à corrosão do tubo de aço e prolongar a vida útil, e usinabilidade. Seus formulários de produto - barra, barra plana, barra quadrada, e Hexagon Bar - cata -se diversas aplicações em marinho, químico, e indústrias aeroespaciais. Com forças de tração de 965-1100 MPA e excelente resistência à redução de ácidos e água do mar, Monel 502 supera o Monel 400 e compete com o Inconel 625 em ambientes específicos. Sua capacidade de endurecimento por precipitação e soldabilidade aumentam sua versatilidade, Enquanto a pesquisa em andamento continua a expandir seus aplicativos. Para engenheiros e especialistas em compras, Monel 502 fornece um confiável, solução de alto desempenho para exigir necessidades industriais, Balanceamento de custo e durabilidade em componentes críticos.