Monel K500 Resistência à tração e composição em conformidade com a norma ASTM B865

Dois conjuntos diferentes de números descrevem o Monel K500 e eles desempenham funções diferentes. O produtor publica faixas nominais que mostram do que a liga é capaz em toda a gama de tamanhos e tratamentos. A especificação publica mínimos que um lote entregue deve atender. Uma especificação escrita a partir do primeiro conjunto não é aplicável; uma ordem de compra escrita a partir do segundo é. Esta página é sobre o segundo conjunto.

O Monel K500 é UNS N05500 e W.Nr. 2.4375, classificado como uma liga de níquel-cobre-alumínio endurecível por precipitação. Nos Estados Unidos, o padrão de produto aplicável para barras, varetas, fios e forjados é ASTM B865, com ASME SB865 como a designação ASME idêntica. Ele é restrito às formas nomeadas em seu escopo. Barras e varetas são cobertas, assim como fio trefilado a frio, além de forjados e material para forjamento. Chapas estão fora dele, assim como tiras e tubos, que são encomendados de acordo com padrões diferentes.

A composição desta liga é predominantemente de níquel. O níquel é no mínimo 63,0% e o cobre é de 27,0 a 33,0%, com alumínio e titânio presentes em faixas controladas, pois são eles que tornam a liga endurecível por envelhecimento. Uma descrição que coloca o cobre em primeiro lugar é uma descrição da liga errada, e vale a pena declarar claramente porque existem páginas de fornecedores publicadas que dão o cobre como 63 a 70% e o níquel como 27 a 33%.

A coluna de análise de verificação é a parte que os compradores mais ignoram. Se um comprador retestar um lote e o níquel retornar a 62,6%, o material não falhou: a especificação permite que uma análise de verificação caia 0,45% abaixo do mínimo especificado. Essa margem existe porque o material é comprado com base em uma análise de lote e retestado em uma análise de produto, e as duas não são a mesma medição.

Um número nessa tabela vale a pena verificar em relação a qualquer folha de dados que você tenha em mãos. A ASTM B865 especifica carbono em0,18% no máximo. O boletim técnico do produtor para a mesma liga dá carbono em 0,25% no máximo. A especificação é a mais rigorosa das duas, e é ela que governa se o pedido nomeia B865. Onde um pedido cita uma folha de dados em vez de um padrão, o número mais flexível se aplica, e a diferença vale a pena saber antes que um lote seja rejeitado por tecnicalidade ou aceito quando não deveria ser.

Estes são os mínimos que um lote entregue deve atingir na condição endurecida por envelhecimento, e são definidos por forma e espessura da seção, não apenas pela liga. A estrutura da tabela é o ponto: material trefilado a frio carrega um requisito mais alto do que material trabalhado a quente da mesma seção, e o requisito cai à medida que a seção fica mais espessa.

O próprio tratamento de envelhecimento é especificado, o que é incomum e útil, pois significa que a condição pode ser reproduzida, não apenas descrita. O requisito é manter a uma temperatura alvo de 1.100 °F, que é 595 °C por 8 a 16 horas, depois resfriar em forno a 900 °F, que é 480 °C, a uma taxa de 15 a 25 °F, ou 10 a 15 °C, por hora, e depois resfriar ao ar. Uma alternativa é permitida: manter a 1.100 °F por até 16 horas, resfriar em forno a 1.000 °F e manter por cerca de 6 horas, resfriar em forno a 900 °F e manter por cerca de 8 horas, depois resfriar ao ar.

Duas notas anexadas a essa tabela respondem a perguntas que surgem em quase todos os pedidos. Barras redondas com mais de 4 1/4 pol, ou 108 mm, de diâmetro têm um requisito de alongamento de 17% no mínimo, mesmo quando feitas de material trabalhado a quente. E os valores de dureza são fornecidos apenas para informação, portanto, não são a base para aceitação ou rejeição de um lote testado quanto à tração.

Fio trefilado a frio é o único produto onde o requisito muda com o diâmetro em vez de permanecer plano, e a direção da mudança pega as pessoas de surpresa: quanto mais fino o fio, maior a resistência à tração mínima. A tabela abaixo é o requisito publicado.

Uma dedução anexada a essa tabela é fácil de perder e pode falhar um lote por si só. Os valores de temperamento de mola se aplicam a material fornecido em bobina. Para o mesmo fio fornecido endireitado e cortado em comprimento, 15 ksi, ou 105 MPa, é deduzido do requisito, porque a operação de endireitamento remove parte do trabalho a frio. Um comprador que pede comprimentos cortados com uma figura de bobina não o obterá.

Esta é a coisa mais útil na página para quem compra a liga na condição não envelhecida. A especificação define máximos de dureza para barras, varetas e forjados não envelhecidos, e afirma que nenhum teste de tração é necessário a menos que uma disposição específica se aplique. Onde o material é encomendado não envelhecido, o requisito é pegar uma amostra por lote, envelhecê-la ou recozer e envelhecer conforme necessário, e testar essa amostra. Portanto, um certificado para material não envelhecido carrega um resultado de tração obtido de uma amostra que passou pelo tratamento de envelhecimento, e não do material como enviado.

Duas disposições menores pertencem à tabela. Barras redondas com mais de 4 1/4 pol, ou 108 mm, de diâmetro carregam um máximo de dureza de 260 HB, embora as linhas acima parem em 4 pol. E quando anéis ou discos forjados são especificados, medições de dureza podem ser usadas em vez de um teste de tração, o que é uma concessão que vale a pena fazer em uma forma onde uma amostra de tração é difícil de cortar.

A especificação começa com uma lista das informações que um pedido deve conter, e é uma lista de verificação melhor do que qualquer modelo de cotação. Material encomendado simplesmente como "Monel K500" é subespecificado em pelo menos quatro desses campos.

O regime de testes é fixo, o que significa que o tamanho do certificado pode ser calculado com antecedência. Uma análise química, um teste de tração e um teste de dureza são necessários por lote, e um lote para testes mecânicos é definido como todo material do mesmo lote, do mesmo tamanho de seção transversal nominal ou de forjamento, e da mesma condição.

O níquel é no mínimo 63,0%, o cobre é de 27,0% a 33,0%, o alumínio é de 2,30% a 3,15% e o titânio é de 0,35% a 0,85%, com ferro no máximo 2,0%, manganês no máximo 1,5%, silício no máximo 0,50%, carbono no máximo 0,18% e enxofre no máximo 0,010%. A liga é predominantemente de níquel. Algumas páginas publicadas dão o cobre como 63 a 70% e o níquel como 27 a 33%, que é a inversão dos dois elementos.

Depende da forma, da condição e da seção. O requisito mais baixo na tabela de barras, varetas e forjados é de 130 ksi, ou 895 MPa, aplicável a material que foi recozido e depois endurecido por envelhecimento. Material trabalhado a quente e endurecido por envelhecimento deve atingir 140 ksi, ou 965 MPa, em todos os tamanhos. Barra redonda trabalhada a frio e endurecida por envelhecimento de 1/4 pol a 1 pol tem o requisito mais alto de 145 ksi, ou 1.000 MPa, com um alongamento mínimo de 15%.

Porque são tipos diferentes de números. O boletim do produtor publica faixas nominais que cobrem toda a gama de tamanhos e tratamentos, e afirma que são compostos que não são adequados para fins de especificação. O padrão publica o mínimo que um lote entregue deve atender. Algo no meio de uma faixa nominal é o que a liga pode fazer; o mínimo no padrão é o que deve ser provado.

Não como requisito. Para barras, varetas e forjados não envelhecidos, a especificação define máximos de dureza e afirma que nenhum teste de tração é necessário, a menos que uma disposição específica se aplique. Onde o material é encomendado não envelhecido, uma amostra por lote é retirada e depois envelhecida e testada, portanto, o resultado de tração no certificado vem de uma amostra que passou pelo tratamento de envelhecimento e não do material como enviado.

Sim, dentro das variações permitidas. A especificação publica uma margem separada para análise de verificação de produto contra cada limite especificado, e não é zero. O níquel pode cair 0,45% abaixo do mínimo de 63,0%; o cobre pode ir 0,15% abaixo ou 0,20% acima de sua faixa; o titânio pode ir 0,03% abaixo ou 0,04% acima. Essas margens existem porque o material é comprado com base em uma análise de lote e pode ser retestado em uma análise de produto, e as duas não são a mesma medição.

Não, e este é o único número que vale a pena verificar em relação ao documento que você tem em mãos. A ASTM B865 especifica carbono em 0,18% no máximo. O boletim técnico do produtor para a mesma liga dá 0,25% no máximo. A especificação é o requisito mais rigoroso, e ela governa quando o pedido nomeia o padrão. Onde o pedido cita uma folha de dados em vez de um padrão, o número mais flexível se aplica.

O Monel K500 é predominantemente de níquel com no mínimo 63,0% e cobre de 27,0% a 33,0%, e suas adições de alumínio e titânio o tornam endurecível por precipitação. A especificação que rege barras, varetas, fios e forjados é ASTM B865, e o que ela contém são mínimos e não as faixas nominais que uma folha de dados cita. Para barras e varetas endurecidas por envelhecimento, esses mínimos variam de 130 ksi, ou 895 MPa, aplicáveis a material que foi recozido antes do envelhecimento, a 145 ksi, ou 1.000 MPa, para barras redondas trefiladas a frio de até 1 pol. O fio carrega uma escada dependente do tamanho que aumenta à medida que o fio fica mais fino, com uma dedução de 15 ksi para comprimentos endireitados e cortados. Material não envelhecido é qualificado por dureza e não por um teste de tração, e uma análise de verificação tem permissão para cair fora de um limite especificado dentro das variações publicadas.

Barras, varetas, fios e forjados de Monel K500 são fornecidos para UNS N05500 e W.Nr. 2.4375 de Changzhou, Jiangsu, em condições trabalhadas a quente, trabalhadas a frio, recozidas e endurecidas por envelhecimento, contra ASTM B865 e ASME SB865, de uma planta que possui certificação ISO 9001 e é auditada pela SGS. Envie a forma, a dimensão, a condição e o padrão para o qual você está encomendando, e os requisitos decorrem dessas quatro respostas.

1. ASTM B865-04, especificação padrão para liga de níquel-cobre-alumínio endurecível por precipitação (UNS N05500) barras, varetas e fios, mais forjados e material para forjamento. Fonte para os limites de composição e as variações de análise de verificação de produto, o escopo do padrão e as formas que ele cobre, os mínimos de tração, escoamento, alongamento e dureza endurecidos por envelhecimento por forma e espessura da seção, o tratamento de envelhecimento especificado e sua alternativa permitida, a descrição de vareta, barra e fio, a lista de informações de pedido, a definição de lote e o número de testes por lote, a regra de arredondamento, o requisito de certificação e a lista de marcação.
2. A mesma especificação, Tabela 4 e cláusula 9.2.3. Fonte para os máximos de dureza na condição não envelhecida, a afirmação de que nenhum teste de tração é necessário para material não envelhecido, e a disposição de que uma amostra seja envelhecida ou recozida e envelhecida para o teste.
3. A mesma especificação, Tabela 6. Fonte para os requisitos de tração dependentes do tamanho para fios trefilados a frio em bobinas e para a dedução de 15 ksi aplicável a comprimentos endireitados e cortados.
4. Boletim técnico da Special Metals SMC-062, LIGA MONEL K-500. Fonte para as faixas de propriedades nominais contra as quais os mínimos especificados são definidos, o valor de carbono de 0,25% no máximo que difere do padrão, as constantes físicas e o comportamento de corrosão e magnético.
5. ASME SB865 como a designação ASME da mesma especificação. Fonte para a designação alternativa citada no resumo.
6. UNS N05500 e W.Nr. 2.4375 conforme publicado para esta liga. Fonte para os identificadores usados.
7. Registros de entrega mantidos para DLX Alloy cobrindo barras, varetas, fios e forjados de Monel K500. Fonte para as formas e condições fornecidas.

Os valores citados são os requisitos do padrão nomeado e do boletim nomeado, e eles se aplicam a material encomendado de acordo com esses documentos. Os requisitos diferem entre os padrões e entre as formas, e um pedido que não nomeia o padrão deixa o mínimo aplicável em aberto. A aceitação de um lote entregue depende do certificado e do relatório de teste emitidos para esse lote.