镍铜合金 K500（Monel®）

描述

合金 K500（Monel®）是一种沉淀硬化型镍 - 铜 - 铝合金，兼具合金 400 的优异耐腐蚀性以及更高的强度和硬度优势。通过向镍 - 铜基体中添加铝和钛，并在控制条件下加热，使 Ni₃(Ti, Al) 的亚微观颗粒在整个基体中沉淀，从而获得增强的性能。用于实现沉淀的热处理过程通常称为时效硬化或时效处理。

合金 K500 的典型工业应用包括海洋服务的紧固件、弹簧和链条，化工设施的泵和阀门部件，以及用于纸浆和纸张生产的叶片和刮刀。石油和天然气生产中，合金 K500 用于钻铤、仪器、泵轴、叶轮和阀门，以及用于传感器和电子部件。

化学成分

ASTM B865* 规定的合金 K500 的化学成分（重量百分比）限制如下：

| 元素 | 含量（wt%） |
| -- | ----------- |
| 碳 | 0.18 |
| 铁 | 2.0 |
| 镍 | 最低 63.0 |
| 锰 | 1.5 |
| 铜 | 27.0 - 33.0 |
| 硅 | 0.5 |
| 铝 | 2.30 - 3.15 |
| 硫 | 0.010 |
| 钛 | 0.35 - 0.85 |

*除非标明范围，否则为最大值

物理性能

合金 K500 的物理性能如下：

| 性能 | 数值 |
| -------------------- | ---------- |
| 密度，lb/in³ | 0.305 |
| 弹性模量，psi | 26 x 10⁶ |
| 热膨胀系数，68 - 212˚F，/˚F | 7.6 x 10⁻⁶ |
| 热导率，Btu/ft・hr・˚F | 10 |
| 比热，Btu/lb・˚F | 0.10 |
| 电阻率，微欧・英寸 | 24.2 |

力学性能

ASTM B865 规定的热加工和时效产品的力学性能要求如下：

| 性能 | 数值 |
| ------------- | --- |
| 屈服强度，最小值（ksi） | 100 |
| 抗拉强度，最小值（ksi） | 140 |
| 延伸率，最小值（%） | 20 |
| 硬度，HRc | 27 |