Rango de dureza de la aleación de Monel y el impacto de los diferentes estados de procesamiento (recocido versus laminado en frío-)
1. Rango de dureza de la aleación Monel
monel 400
Es una aleación de cobre-níquel-reforzada con una solución sólida{0}}y su dureza depende en gran medida de las condiciones de procesamiento:
Estado recocido: La dureza Brinell (HB) es65–95, La dureza Rockwell B (HRB) es50–70. En este estado, la aleación tiene la dureza más baja, ductilidad y tenacidad óptimas, lo que la hace adecuada para embutición profunda, doblado y otros procesos de conformado.
Estado laminado en frío-: Con el aumento de la deformación por trabajo en frío (por ejemplo, 20%, 40%, 60% de deformación), la dureza aumenta significativamente. Cuando la deformación en frío alcanza el 50-60%, la dureza Brinell (HB) puede alcanzar180–220, y la dureza Rockwell B (HRB) puede alcanzar90–100.
Solución-estado tratado: Similar al estado recocido, con dureza Brinell (HB) alrededor70–90, que se utiliza para restaurar la ductilidad de la aleación después del trabajo en frío.
Monel K-500
Es una variante endurecida por precipitación-de Monel 400, que puede lograr una mayor dureza mediante un tratamiento de envejecimiento:
Estado recocido: La dureza Brinell (HB) es80–100, La dureza Rockwell B (HRB) es60–80, ligeramente superior al Monel 400 recocido debido a su composición de aleación inherente.
estado envejecido: Después del tratamiento con solución + tratamiento de envejecimiento (normalmente calentando a 480-510 grados y manteniéndolo durante 4-6 horas), la aleación precipita fases finas de fortalecimiento de Ni₃(Al,Ti). En este punto, la dureza Brinell (HB) puede alcanzar240–280, y la dureza Rockwell C (HRC) puede alcanzar25–35, que es mucho más alto que Monel 400.
Estado-laminado en frío + envejecido: La combinación de tratamiento en frío y envejecimiento puede mejorar aún más la dureza, con dureza Brinell (HB) de hasta280–320y dureza Rockwell C (HRC) hasta30–40.
2. Impacto de los diferentes estados de procesamiento (recocido versus laminado en frío-) en la dureza
Tratamiento de recocido: Reducción de la dureza, mejora de la ductilidad.
El recocido es un proceso de tratamiento térmico que implica calentar la aleación a una temperatura superior a su temperatura de recristalización (generalmente entre 870 y 920 grados para la aleación Monel), mantenerla durante un período determinado y luego enfriarla lentamente.
Mecanismo: Durante el recocido, los granos deformados de la aleación-trabajada en frío se recristalizan, formando nuevos granos equiaxiales. Se eliminan las dislocaciones generadas durante el trabajo en frío y se libera la tensión interna de la aleación.
Impacto en la dureza: El recocido reduce significativamente la dureza de la aleación Monel, restableciéndola al nivel más bajo de la aleación. Por ejemplo, el Monel 400-laminado en frío con HB 200 se puede reducir a HB 70–90 después del recocido completo.
Escenario de aplicación: La aleación recocida de Monel es adecuada para procesos que requieren alta conformabilidad, como estampado, forja y soldadura.
Tratamiento de laminación en frío: aumento de la dureza, reducción de la ductilidad
La laminación en frío se refiere a laminar la aleación a una temperatura inferior a su temperatura de recristalización (generalmente temperatura ambiente).
Mecanismo: El laminado en frío provoca la deformación plástica de los granos de la aleación, lo que lleva a la multiplicación y enredo de las dislocaciones, así como al alargamiento y refinamiento de los granos. El movimiento de las dislocaciones se ve obstaculizado, lo que resulta enendurecimiento por trabajode la aleación.
Impacto en la dureza: La dureza aumenta linealmente con el aumento de la deformación en frío. Cuando la deformación es pequeña (10-20%), el aumento de dureza es leve; cuando la deformación supera el 40%, la dureza aumenta bruscamente. Por ejemplo, Monel 400 puede lograr un aumento de dureza de más del 100 % después de un laminado en frío del 60 %.
Efecto secundario: Si bien mejora la dureza, el laminado en frío reduce significativamente la ductilidad de la aleación (por ejemplo, el alargamiento disminuye del 35 al 40 % en el estado recocido a menos del 5 % en el estado laminado en frío-de alta-deformación), lo que la hace propensa a agrietarse durante el procesamiento posterior.
Resumen del grado de impacto
El estado de procesamiento es uno de losfactores dominantesafectando la dureza de la aleación Monel. Para Monel 400, la dureza del estado laminado en frío-puede ser2-3 veces mayorque el del estado recocido. Para Monel K-500, la combinación de laminado en frío y tratamiento de envejecimiento puede amplificar aún más la diferencia de dureza, haciendo que la dureza del estado reforzado3 a 4 veces mayorque el del estado recocido.
