蒙耐尔Monel 400（Ni68Cu28Fe）合金相近牌号

Monel 400产品概述

Monel 400是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。此合金在氢氟酸和氟气介质中具有优异的耐蚀性，对热浓碱液也有优良的耐蚀性。同时还耐中性溶液、水、海水、大气、有机化合物等的腐蚀。该合金的一个重要特征是一般不产生应力腐蚀裂纹，切削性能良好。

Monel400 镍基合金在苛刻的腐蚀环境中有较高的机械性能和良好的耐蚀性能， 主要用于制造在各类复杂腐蚀工况下的设备与构件。 焊接常常作为结构和设备生产的重要连接工艺之一， 然而 Monel400 镍基合金的导热性较差， 在高温加热时， 易使熔池金属温度过高， 增大了接头晶粒粗化的倾向， 从而影响焊接接头的力学性能， 并且焊接接头的微观组织和腐蚀性能紧密相关。 焊接冶金是一个熔池体积小、 高温停留时间短、 熔合区温度梯度大、 各个区域冷却凝固结晶速度不同的过程。 而且 Monel400镍基合金中的碳硅含量低、 铜镍含量高， 熔体粘度大， 液态金属的流动性差， 往往在焊接热循环的作用下， 会使焊接接头各个区域的微观组织存在差异化和化学成分分布的不均匀化， 降低了焊接接头的力学性能和腐蚀性能。 因此， 使得在腐蚀环境中使用的焊接接头常常成为腐蚀失效最薄弱环节。

Monel 400相近牌号

 英国 EN 2.4360

德国 W.r.2.4360

美国 UNS N04400

日本 NW4400

ISO Ni68Cu28Fe

Monel 400化学成分

合金 Monel 400

%  最小   最大

Ni 63            -

Cu 28     34

Fe -   2.5

C -  0.3

Mn - 2

Si -  0.5

S - 0.024

蒙乃尔合金， 也称为镍铜合金， 主要元素以金属镍为基体， 以铜为补充， 并添加少量的铁、 锰、 硅等多种元素组成， 是非常重要的镍基耐蚀合金之一 [1] 。 与一般传统的奥氏体不锈钢及其它常见的耐蚀材料相比， 蒙乃尔合金在复杂的工况腐蚀环境中，有良好的耐各种腐蚀形式的抗蚀能力 [2] 和良好稳定的力学性能， 并获得了广泛的使用。 使用蒙乃尔合金制造的设备与构件有许多种， 较多的用于制造各种换热器设备、锅炉给水加热器、 石油化工管道、 化工容器、 蒸气化工塔、 槽灌、 反应釜器、 弹性构件以及泵、 伐、 轴等等 [3] 。 但随着现代工业化的快速发展， 焊接作为制造蒙乃尔合金设备主要的连接工艺， 提出了更严格的要求， 特别是焊接接头在一些苛刻腐蚀环境中使用的综合性能。

Monel 400物理性能

密度g/cm3  8.83

熔点℃  1300-1390

线膨胀系数 a/10-6℃-1   13.9

刚性模量KN/MM2  65.3

弹性模量KN/mm2  173

热导率/w/(m.k)100~900℃  24.048-48.24

电阻率℃)/（Ω.mm2/m)20~900℃  0.51-0.477

比热容℃)/kg/(kg.k)℃100~900℃  0.51-0.447

Monel400 镍基合金， 是最典型的蒙乃尔合金。 具有可焊接性良好， 较高的耐中等温度的强度， 及耐蚀性强等优点， 且色泽美观， 在电器设备、 化学化工容器、 机械零部件、 工艺装饰品和医疗器械等都有广泛的应用 [4] 。 近年来我国在开发蒙乃尔系列合金及其在特殊化工设备和核工业中的应用中， 已取得良好的成效， 有国产 Monel400镍基合金的各种板材、 管材、 丝、 带、 棒、 锻件等， 还有与之相匹配的焊接材料。

Monel 400在常温下合金的机械性能的最小值

合金和状态 Monel 400

抗拉强度σb/MPa 480

屈服强度σp0.2/MPa 170

延伸率σ5 /% 35

Monel400 镍基合金在焊接热循环作用下各个区域存在着微观组织的差异化与化 学成分的分布不均匀化， 直接影响其使用性。 由于蒙乃尔合金导热系数小， 碳硅含量低， 铜镍含量高， 熔体粘度大， 液态金属的流动性差接头焊缝熔深浅等特点 [5] ， 造成了蒙乃尔合金焊接构件出现许多缺陷， 降低了焊接结构的综合性能， 特别是焊缝的强度韧性及抗腐蚀性， 并对焊接设备带来了使用安全性的隐患和不必要的经济损失， 直接关乎企业的生产安全和经济效益。

机械性能

室温机械性能 Inconel 400退火

0.2%屈服强度(N/mm2)  ≧ 195

抗拉强度(N/mm2)  ≧ 480

延伸率(%)≧ 35

Inconel 400 退火 热轧板

0.2%屈服强度(N/mm2)≧ 195

抗拉强度(N/mm2)≧ 485

延伸率(%)≧ 35

 探索不同焊接工艺下的焊接接头各区域的微观组织， 对比它们的抗腐蚀性能， 进一步了解和掌握各区域微观组织与腐蚀性的关联性 [6] 。 预判低成本母材裁条是否可以替代焊丝焊接， 为企业节约资金成本。 根据我国国标的焊接接头腐蚀性能评价标准，为使用镍基合金材料的领域及焊接接头性能研究提供数据和实验支撑。 近年来， 随着现代工业技术下的化学和石油化工以及海洋开发等领域的飞速发 展， 对蒙乃尔合金的焊接尤其是熔化焊焊接接头的综合性能的提出了更高的要求， 接头的焊接冶金过程如何继承和保证良好的微观组织及腐蚀性能有重大的意义。

Inconel 400退火 冷轧板

0.2%屈服强度(N/mm2)≧ 195

抗拉强度(N/mm2)485-585

延伸率(%)≧ 35

蒙乃尔合金是镍基耐蚀合金中典型的二元系的镍铜合金。 合金成分相当于我国 GB/ T 5235- 2007 的镍铜合金 MCu-28-1.5-1.8， 也称镍合金或镍铜合金。Ni 与 Cu 的固溶性好， 可以完全固溶， 本质上是二元系合金， 其镍铜的比率与镍铜矿石中比率很相似， 因此也常常被称为“自然” 系合金。 铜和镍有许多相似的物理性质，本身也有良好的耐蚀性能， 两者互溶能够达到较高的固溶强化作用， 从而形成高强度的单相奥氏体组织， 其性能兼有镍和铜的各自特征及合金化的固溶强化效能。 腐蚀性方面， 在还原性气氛下比纯 Ni 耐蚀更强， 而在氧化气氛下比 Cu 耐蚀更强 [8] ， 在空气中完全耐腐蚀， 在海水， 氯离子的中性水溶液中也有很高的抗腐蚀性， 对大多数稀HCL、 稀 H 2 SO 4 、 H 3 PO 4 及苛刻的盐碱性溶液都有较高的耐蚀性， 在氢氟酸和氟气介质中也具有优异的耐蚀性， 是可耐氢氟酸中为数极少的重要材料之一， 但对浓 H 2 SO 4 、浓 HNO 3 、 某些硫酸化物和氯化物等氧化性盐都是不太耐蚀的 [9] 。

Inconel 400退火 热轧板 12mmt

 0.2%屈服强度(N/mm2 ) 209

抗拉强度(N/mm2) 513

延伸率(%) 52

硬度(HV) 131