Monel 400

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。

Monel 400相近牌号

英国

德国

美国

日本

ISO

Monel 400

EN 2.4360

W.r.2.4360

UNS N04400

NW4400

Ni68Cu28Fe

Monel 400化学成分

合金

%

Ni

Cu

Fe

C

Mn

Si

S

Monel 400

最小

63

28

-

-

-

-

-

最大

-

34

2.5

0.3

2

0.5

0.024

Monel 400物理性能

密度g/cm3

熔点℃

线膨胀系数

a/10-6℃-1

刚性模量KN/MM2

弹性模量KN/mm2

热导率/w/(m.k)100~900℃

电阻率℃)/（Ω.mm2/m)20~900℃

比热容℃)/kg/(kg.k)℃100~900℃

8.83

1300-1390

13.9

65.3

173

24.048-48.24

0.51-0.477

0.51-0.447

Monel 400在常温下合金的机械性能的最小值

合金和状态

抗拉强度σb/MPa

屈服强度σp0.2/MPa

延伸率σ5 /%

Monel 400

480

170

35

机械性能

室温机械性能 Inconel 400退火

0.2%屈服强度(N/mm2)

抗拉强度(N/mm2)

延伸率(%)

≧ 195

≧ 480

≧ 35

Inconel 400 退火 热轧板

0.2%屈服强度(N/mm2)

抗拉强度(N/mm2)

延伸率(%)

≧ 195

≧ 485

≧ 35

Inconel 400退火 冷轧板

0.2%屈服强度(N/mm2)

抗拉强度(N/mm2)

延伸率(%)

≧ 195

485-585

≧ 35

Inconel 400退火

0.2%屈服强度(N/mm2 )

抗拉强度(N/mm2)

延伸率(%)

硬度(HV)

热轧板 12mmt

209

513

52

131

加工硬化特性

UNS N04400的加工硬化性远低于SUS 301、SUS 304，因此可轻松很容易进行弯曲加工等。

Monel 400特性

Moenl 400是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。此合金在氢氯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。

Monel 400的金相组织

合金为高强度的单相固溶体

Monel 400合金耐腐蚀性：

蒙乃尔的耐腐蚀性能一般情况下比镍铜更优越,它比纯镍更耐还原性介质的腐蚀，比纯铜耐氧化性介质的腐蚀，对硫酸、磷酸、碳的耐腐蚀性非常好。特别是耐氢氯酸的腐蚀，对热浓碱也有优良的耐腐蚀性。Monel400合金在氟气、盐酸、硫酸、氢氟酸以及它们的派生物中有极优秀的耐蚀性。

同时在海水中比铜基合金更具耐蚀性，Monel400属可变形加工的镍-铜系镍基合金，具有很好的耐海水腐蚀和抗化学腐蚀性能，耐氯化物应力腐蚀开裂性能强。该合金是为数不多的能使用在氟化物中的合金之一。在氢氟酸和氟气介质中具有很好的耐氧化物应力裂变腐蚀，如海水、盐水环境中。在中等浓度的碱性和盐溶液中，Monel 400也有非常好的抗腐蚀性能。在较冷的的碱性环境下，该合金被用在弱酸如硫磺、氟化氢环境中。

酸介质

Monel400在浓度小于85%的硫酸中都是耐蚀的。Monel400是可耐氢氟酸中为数极少的重要材料之一。

水腐蚀

Monel400合金在多数水腐蚀情况下，不仅耐蚀性极佳，而且孔蚀、应力腐蚀等也很少发现，腐蚀速度小于0.025mm/a。

高温腐蚀

Monel400在空气中连续工作的最高温度一般在600℃左右，在高温蒸汽中，腐蚀速度小于0.026mm/a。氨：由于Monel400合金镍含量高，故可耐585℃以下无水氨和氨化条件下的腐蚀。

Monel400加工和焊接

Monel400热加工易成型，温度在927~1177内，轻微变形在649度下就可以，Monel400合金极易成型。热处理温度一般为871~982度，但是为了性能和细小晶粒，所以固溶温度不要太高。固溶退火一般选择在871~982之间。Monel400合金焊接性能良好，不同的焊接方法不同选择的焊线不同,一般选择Monel60和190焊丝。

Monel400焊接前准备

(1) 保护气体选择：保护气体的作用是防止焊道氧化，保证焊道成型。使用 GTAW 焊接时，保护气体为 Ar，纯度为 99.99%。焊接前，在管材内部用 Ar 作为焊接背部保护，直至焊缝金属厚度达到 6.4 mm，以最大限度保证焊缝金属不被氧化。背部 Ar 保护需两头密封，测量内部气体的氧含量在 0.5%以下时再进行焊接作业。

(2) 清理工作：Monel 400 合金表面存在难熔的氧化膜，焊接时焊缝易生成夹杂物，造成焊接缺陷。焊接之前，两侧焊缝内外至少 25 mm范围内，需要用未在碳钢上使用的不锈钢刷清理干净，防止油漆、油脂、铁锈、污垢和氧化物对焊缝造成有害影响。焊接过程中，每层每道间要用未在碳钢上使用过的不锈钢砂轮片进行打磨，以避免夹渣；同时焊道焊完后要用无水乙醇擦拭。根部焊道内凸不得超过 2 mm，并 且根部焊道须成平滑曲线。只有坡口表面及附近区域要求使用溶剂清洗，层间焊道可使用树脂氧化铝或碳化硅砂轮打磨处理。

Monel400焊接工艺

(1) 手工钨极氩弧焊广泛用于蒙乃尔合金的焊接，特别适用于焊接薄件、小截面以及焊后不允许有残留熔渣的结构件。 蒙乃尔合金在熔融状态下能吸收大量的气体，所以在焊接时易产生密集型气孔。故在满足耐腐蚀的条件下，一般选手工钨极氩弧焊作为根部的熔透打底焊。

(2) 焊条电弧焊在 Monel 400 的焊接中，也是常用的焊接方法，当工件厚度较大时，如只用氩弧焊焊接，会增大热输入 量，对母材的性能会有不良的影响，会使焊缝的裂纹倾向增 大；另外，生产效率低，焊工劳动强度大。所以，在较厚材料的焊接中，焊条电弧焊是最好的填充方法。但是，焊条电 弧焊在 Monel 400 焊接中的不足之处是焊缝流动性差，在焊接过程中必须严格控制焊接参数的变化。特别是收弧弧坑处容易出现裂纹。

Monel 400配套焊材

蒙乃尔Monel400焊条（ENiCu-7），Monel400焊丝（ERNiCu-7）

Monel 400应用领域

1、动力工厂中的无缝输水管、蒸汽管

2、海水交换器和蒸发器

3、硫酸和盐酸环境

4、原油蒸馏

5、在海水使用设备的泵轴和螺旋桨

6、核工业用于制造铀提炼和同位素分离的设备

7、制造生产盐酸设备使用的泵和阀

镍（Nickel），是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属，它能够高度磨光和抗腐蚀。镍属于亲铁元素。地核主要由铁、镍元素组成。在地壳中铁镁质岩石含镍高于硅铝质岩石，例如橄榄岩含镍为花岗岩的1000倍，辉长岩含镍为花岗岩的80倍。

2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，镍化合物在一类致癌物清单中，金属钴，金属镍和含有66-67%镍、13-16%铬和7%铁的合金粉末的体内植入异物、镍金属和镍合金在2B类致癌物清单中。

陨石包含着铁和镍，早期它们被作为上好的铁使用。因为这种金属不生锈，它被秘鲁的土著看作是银。一种含有锌镍的合金被叫做白铜，在公元前200年的中国被使用。有些甚至延伸到了欧洲。

在1751年，工作于斯德哥尔摩（瑞典首都）的Alex Fredrik Cronstedt研究一种新的金属——叫做红砷镍矿（NiAs）——其来自瑞典的海尔辛兰的Los。他以为其包含铜，但他提取出的是一种新的金属，他宣布并命名为Nickel（镍）于1754年。许多化学家认为它是钴，砷，铁和铜的合金——这些元素以微量的污染物出现。直到1775年纯净的镍才被Torbern Bergman制取，这才确认了它是一种元素。

世界上红土镍矿分布在赤道线南北30度以内的热带国家，集中分布在环太平洋的热带―亚热带地区，主要有：美洲的古巴、巴西；东南亚的印度尼西亚、菲律宾；大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等。中国镍矿分布就大区来看，主要分布在西北、西南和东北，其保有储量占全国总储量的比例分别为76.8%、12.1%、4.9%。就各省（区）来看，甘肃储量最多，占全国镍矿总储量的62%，其次是新疆（11.6%）、云南（8.9%）、吉林（4.4%）、湖北（3.4%）和四川（3.3%）。其中甘肃金昌的铜镍共生矿床，镍资源储量巨大，仅次于加拿大萨德伯里镍矿，居世界第二，亚洲第一。

镍是银白色金属，具有磁性和良好的 可塑性 。有好的耐腐蚀性，镍近似银白色、硬而有延展性并具有 铁磁性 的 金属元素 ，它能够高度磨光和抗腐蚀。溶于 硝酸 后，呈绿色。主要用于合金（如 镍钢 和 镍银 ）及用作 催化剂 （如 兰尼镍 ，尤指用作 氢化 的催化剂）

外围电子排布3d 8 4s 2 ，位于第四周期第Ⅷ族。化学性质较活泼，但比铁稳定。室温时在空气中难氧化，不易与浓硝酸反应。细镍丝可燃，加热时与卤素反应，在稀酸中缓慢溶解。能吸收相当数量氢气。

镍不溶于水，常温下在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，能阻止本体金属继续氧化。在稀酸中可缓慢溶解，释放出氢气而产生绿色的正二价镍离子Ni 2+ ；耐 强碱 。镍可以在纯氧中燃烧，发出耀眼白光。同样的，镍也可以在氯气和氟气中燃烧。对氧化剂溶液包括硝酸在内，均不发生反应。镍是一个中等强度的还原剂。镍盐酸、硫酸、有机酸和碱性溶液对镍的浸蚀极慢。镍在 稀硝酸 缓慢溶解。 发烟硝酸 能使镍表面钝化而具有抗腐蚀性。镍同铂、钯一样，钝化时能吸大量的氢，粒度越小，吸收量越大。镍的重要盐类为硫酸镍和 氯化镍 。实验室中也常用到硝酸镍，带有结晶水，化学式为Ni（NO 3 ） 2 ·6H 2 O，绿色透明的颗粒，易吸收空气中的水蒸汽。与铁，钴相似，在 常温 下对水和空气都较稳定，能抗碱性腐蚀，故 实验室中可以用镍坩埚熔融 碱 。 硫酸镍 （NiSO 4 ）能与 碱金属 硫酸盐 形成矾Ni（SO 4 ）?·6H 2 O（MI为碱金属离子）。+2价镍离子能形成 配位化合物 。常压下，镍即可与 一氧化碳 反应，形成剧毒的 四羰基镍 （Ni(CO) 4 ），加热后它又会分解成金属镍和一氧化碳。