摘要

　　分析了蒙乃爾合金的性能， 描述了蒙乃爾合金的鑄造、變形和耐腐蝕性

　　蒙乃爾合金牌號(hào)選用閥門(mén)， 介紹了蒙乃爾合金閥和蒙乃爾合金內(nèi)部閥的整體適用條

　　件。

　　關(guān)鍵詞

　　蒙乃爾合金；整體蒙乃爾合金閥；內(nèi)蒙乃爾合金閥；

　　中圖分類(lèi)號(hào)

　　TG142．7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

　　The M onel alloys in corrosion resisting valves

　　ZHANG Lin， YUE Jing—hua

　　(LanZhou High Pressure Valve Factory，LanZhou 730060，China)

　　Abstract：This paper elaborates on the performance of Monel， and It tells US the foundry

　　and pressure working of M one1． It also elaborates the selection of M onel tradem ark in corro—

　　sion resisting valves． And it tells US all parts and intram ural parts of M onel valves tOO．

　　Key words： Monel；All parts of Monel valve； Intramural parts of Monel valve

　　1 概述

　　蒙乃爾(Mone1)合金、鑄鎳合金、哈氏合金等。制造特殊用途閥門(mén)的材料。制造特殊用途閥門(mén)的材料。Monel鎳基耐腐蝕合金含有合金Ni—Cu系合金， 最早由美國(guó)國(guó)際鎳公司組成(International鎳公司)開(kāi)發(fā)【¨， 典型成分70%Ni和30％Cu，它是鎳基耐腐蝕合金中應(yīng)用最廣泛的合金。Monel合金具有較高的強(qiáng)度和韌性， 它還具有優(yōu)異的抗還原酸、強(qiáng)堿介質(zhì)和海水腐蝕性能。因此，氫氟酸通常用于制造和運(yùn)輸(HF)、鹽水、中性介質(zhì)、堿鹽和還原酸介質(zhì)C23的設(shè)備。Monel也適用于干氯、氯化氫、高溫氯(425)℃ ) 高溫氯化氫(450)℃)等介質(zhì)， 但不抗硫和氧化介質(zhì)(如硝酸， 含氧量高的介質(zhì))腐蝕， 鎳與硫和氧反應(yīng)劇烈， 易形成Ni3S2和NiOC引

　　。

　　2 性能

　　Monel合金為Ni—Cu固溶體， 其中Cu是作為在Ni鎳合金的耐腐蝕性有所提高， 并發(fā)揮加強(qiáng)合金的作用C， 可提高合金的鑄造性能， 但合金在室溫下只能溶解0.15% 的C， 石墨會(huì)分析太多C。加入1．5％ ～3．5％Fe， 還能提高合金的鑄造性能Mn和Si可以改

　　合金機(jī)械性能好， 特別是Si的含量對(duì)Monel對(duì)合金的機(jī)械性能和物理性能有重要影響。

　　3 分類(lèi)

　　Monel合金有鑄造合金和變形合金(軋材)兩種。

　　3．1 變形合金

　　美國(guó)的變形Monel有10種合金。如M onel400、 M onelC、 M onel403、 M onel404、M onel R一405、M onel406、M onel4 1 1、M on—elK500、Monel501和Monel502等。因Monel在不同的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)體系中有自己的表達(dá)方式，

　　便于計(jì)算機(jī)的使用和統(tǒng)一管理，sAE (美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì))和ASTM (美國(guó)材料與實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì))聯(lián)合發(fā)展ASTM—SAE統(tǒng)一數(shù)字系統(tǒng)(Unified Numbtring System—UNS)。在美國(guó)的UNS鎳合金有五種變形品牌Monel合金， 固溶強(qiáng)化型NO4404 (Monel400)、NO4404 (Monel404) 和NO4405 (MonelR一405)， 沉淀硬化型NO5500 (MonelK500)和NO5502 (Mone1502)等(表1) 引。變形常用于制造耐腐蝕閥Monel合金是Monel400和MonelK500這2種牌號(hào)。表1 美國(guó)UNS中變形M0nd合金化學(xué)成分 ％

　　3．2 鑄造合金

　　美國(guó)鑄造Monel合金在A(yíng)STM A494中有M35—1、M35—2、M一30H、M一25S和M一30C這五種牌號(hào)(表2)， 美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)QQ—N一288㈣還有五種鑄造Monel合金(表3)。

　　4 應(yīng)用

　　M35—1，M35—2及QQ—NA制造精煉通常用于E級(jí)和E級(jí)Monel合金泵金泵、閥門(mén)及配件SiB級(jí)(3.5%)Si)Mon—el合金， 由于強(qiáng)度高，耐腐蝕耐磨， 因此，主要用于制造要求耐磨性好的軸和耐磨環(huán)。D級(jí)(4．0％Si)Monel合金用于制造耐磨性高、耐腐蝕性強(qiáng)的零件。Monel合金閥有兩種類(lèi)型：整體和內(nèi)部Monel合金閥是指閥門(mén)的外殼和內(nèi)部Monel，主要用于煉油廠(chǎng)烷基化裝置HF酸再生塔部分。由于HF 酸再生溫度高(149)℃ )含水量高的原因， 需要整體使用Monel合金閥除整體外Monel合金閥也用于生產(chǎn)煉油廠(chǎng)催化劑的無(wú)灰添加劑和氯堿

　　工廠(chǎng)高濃度氯堿液系統(tǒng)等工況。Monel合金內(nèi)閥是指碳鋼或不銹鋼的外殼材料，而閥門(mén)的內(nèi)部材料是Monel合金。以碳鋼為外殼Monel煉油廠(chǎng)烷基化裝置主要采用合金閥HF碳鋼用于酸系統(tǒng)低溫區(qū)(≤71℃ )無(wú)水氫氟酸(HF)耐腐蝕性好， 但在這種情況下，碳鋼在其表面長(zhǎng)期形成薄膜，如果碳鋼用于閥門(mén)密封，腐蝕后形成的薄膜會(huì)影響閥門(mén)的密封性能。需要指出的是，碳鋼閥是常用的Crl3型密封材料更不可抗拒HF酸的腐蝕， 而且內(nèi)部材料是Monel合金時(shí)可保證閥門(mén)的密封性能Monel合金內(nèi)件閥的成本高于整體Monel合金閥便宜多了

　　碳鋼為外殼Monel合金閥也可用于海水等介質(zhì)的工況。閥殼采用不銹鋼制成Monel合金內(nèi)部閥用于乙烯、丙烯、液氧、純氧、海水等合金工況。烷基化裝置整體使用Monel合金閥門(mén)和Monel從安全的角度來(lái)看，合金內(nèi)閥需要選擇壓力級(jí)CL300磅級(jí)， 用于其他工況Monel合金內(nèi)件閥， 壓力級(jí)有CI 150 和CI 300 磅， 或5 熔煉和鑄造Monel合金的熔煉和鑄造技術(shù)決定了生產(chǎn)是否合格Monel合金鑄件的關(guān)鍵， 因?yàn)镸onel合金枝晶發(fā)達(dá)，收縮率高， 吸氣(吸氣， 吸氧)傾向很大， 還會(huì)與造型材料發(fā)生滲硫化學(xué)反應(yīng)(用呋哺樹(shù)脂自硬砂時(shí))， 從安全的角度來(lái)看，Monel氫氟酸、氯氣、氯化氫氣體等劇毒高危介質(zhì)采用合金閥。鑄件應(yīng)根據(jù)A級(jí)管道用閥門(mén)進(jìn)行射線(xiàn)檢測(cè)。鑄件應(yīng)根據(jù)A級(jí)管道用閥門(mén)進(jìn)行射線(xiàn)檢測(cè)。盡管美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)指出， 鑄造M35—1可焊， 但實(shí)際上其可焊性極差， 很難保證補(bǔ)焊鑄件的質(zhì)量。M35-1合金密度為8.63t／m(20℃ 時(shí))， 凝固收縮率21mm／m， 1315~合金熔點(diǎn) 1345℃ 。M35—1、M35—2及QQ-N1288A等級(jí)和E級(jí)采用鑄態(tài)交付。盡管鑄造Monel合金有很多牌號(hào)， 但用于鑄造Monel合金閥門(mén)鑄件時(shí)， 主要采用ASTMA494中的M35—1。鑄造Monel合金和變形Monel合金在化學(xué)成分上的變化很小(表4)， 但這種變化滿(mǎn)足了變形合金更好的變形能力， 鑄造合金具有良好的鑄造性能。這就是為什么鑄造需要鑄造Monel合金牌號(hào)， 變形用于選擇軋材Monel合金牌號(hào)的原因。

　　6 結(jié)語(yǔ)

　　現(xiàn)行的Monel美國(guó)合金技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有ASTM、SAE、AMS (美國(guó)航空材料標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì))MII (美國(guó)國(guó)防部標(biāo)準(zhǔn))ANSI、ASME及QQ (美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn))等。對(duì)于同一牌號(hào)Monel合金， 采用不同的技術(shù)規(guī)范體系， 不僅牌號(hào)的表達(dá)方式不同，其規(guī)范的編號(hào)和內(nèi)容也不完全相同。一般采用軍工產(chǎn)品MII 、QQ 或AMS 規(guī)范， 使用民用產(chǎn)品ASTM 和ASME規(guī)范 J

　　參 考 文 獻(xiàn)

　　[1] 日本.鑄物便覽[ZM] 改訂3版，2000．

　　[2] 樂(lè)精華， 鑄鎳和鎳合金的應(yīng)用[J]．閥門(mén)，1993，

　　(2)．

　　[3] 董元源， 蒙乃爾鑄造合金的工藝特性[J]， 閥門(mén)，

　　1985， (3)．

　　[4] 周人俊，林慧國(guó)。世界鋼號(hào)手冊(cè)(第二版) [M]．北

　　北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1985．

　　[5] Metas Handbook Desk Edition mnaencan Soci~y For Met—

　　als86(Nickd and Nickel Alb~)．

　　[6] 孟家燕。蒙乃爾合金體系在美國(guó)[J]材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)

　　用． 1992．