Rozsah tvrdosti Monelovej zliatiny a vplyv rôznych stavov spracovania (žíhané vs. valcované za studena-)
1. Rozsah tvrdosti zliatiny Monel
Monel 400
Ide o tuhú -roztokom spevnenú zliatinu niklu- medi a jej tvrdosť do veľkej miery závisí od podmienok spracovania:
Žíhaný stav: Tvrdosť podľa Brinella (HB) je65–95Tvrdosť Rockwell B (HRB) je50–70. V tomto stave má zliatina najnižšiu tvrdosť, optimálnu ťažnosť a húževnatosť, vďaka čomu je vhodná na hlboké ťahanie, ohýbanie a iné procesy tvárnenia.
Stav valcovaný za studena-: S nárastom deformácie pri spracovaní za studena (napr. 20%, 40%, 60% deformácia) tvrdosť výrazne stúpa. Keď deformácia za studena dosiahne 50–60 %, môže dosiahnuť tvrdosť podľa Brinella (HB).180–220a tvrdosť Rockwell B (HRB) môže dosiahnuť90–100.
Stav ošetrený-riešením: Podobne ako v žíhanom stave, s tvrdosťou podľa Brinella (HB).70–90, ktorý sa používa na obnovenie ťažnosti zliatiny po spracovaní za studena.
Monel K-500
Ide o precipitačný-vytvrdený variant Monel 400, ktorý môže dosiahnuť vyššiu tvrdosť úpravou starnutím:
Žíhaný stav: Tvrdosť podľa Brinella (HB) je80–100Tvrdosť Rockwell B (HRB) je60–80, mierne vyšší ako žíhaný Monel 400 kvôli jeho vlastnému zloženiu zliatiny.
Zostarnutý stav: Po ošetrení roztokom + ošetrení starnutím (typicky zahriatie na 480–510 stupňov a udržiavanie 4–6 hodín) zliatina vyzráža jemné fázy spevňovania Ni₃ (Al,Ti). V tomto bode môže dosiahnuť tvrdosť podľa Brinella (HB).240–280a môže dosiahnuť tvrdosť Rockwell C (HRC).25–35, čo je oveľa vyššie ako Monel 400.
Valcované za studena-+ starnutie: Kombinácia spracovania za studena a spracovania starnutím môže ďalej zlepšiť tvrdosť, s tvrdosťou podľa Brinella (HB) až280–320a tvrdosť Rockwell C (HRC) až30–40.
2. Vplyv rôznych stavov spracovania (žíhané vs. valcované za studena-) na tvrdosť
Ošetrenie žíhaním: Zníženie tvrdosti, zlepšenie ťažnosti
Žíhanie je proces tepelného spracovania, ktorý zahŕňa zahriatie zliatiny na teplotu vyššiu ako je jej rekryštalizačná teplota (zvyčajne 870 – 920 stupňov pre Monelovu zliatinu), jej držanie po určitú dobu a následné pomalé ochladzovanie.
Mechanizmus: Počas žíhania prechádzajú deformované zrná zliatiny opracovanej za studena-rekryštalizáciou, čím sa vytvoria nové rovnoosé zrná. Dislokácie vznikajúce pri spracovaní za studena sú eliminované a vnútorné napätie zliatiny je uvoľnené.
Vplyv na tvrdosť: Žíhanie výrazne znižuje tvrdosť zliatiny Monel a vracia ju na najnižšiu úroveň zliatiny. Napríklad za studena-valcovaný Monel 400 s HB 200 možno po úplnom žíhaní zredukovať na HB 70–90.
Scenár aplikácie: Žíhaná zliatina Monel je vhodná pre procesy vyžadujúce vysokú tvárnosť, ako je lisovanie, kovanie a zváranie.
Spracovanie valcovaním za studena: Zvýšenie tvrdosti, zníženie ťažnosti
Valcovanie za studena sa týka valcovania zliatiny pri teplote nižšej ako je jej rekryštalizačná teplota (zvyčajne izbová teplota).
Mechanizmus: Valcovanie za studena spôsobuje plastickú deformáciu zŕn zliatiny, čo vedie k násobeniu dislokácií a zamotávaniu, ako aj k predlžovaniu a zjemňovaniu zŕn. Pohyb dislokácií je sťažený, čo má za následokotužovanie prácezliatiny.
Vplyv na tvrdosť: Tvrdosť rastie lineárne so zvyšujúcou sa deformáciou za studena. Keď je deformácia malá (10–20 %), zvýšenie tvrdosti je mierne; keď deformácia presiahne 40 %, tvrdosť prudko vzrastie. Napríklad Monel 400 môže dosiahnuť zvýšenie tvrdosti o viac ako 100 % po 60 % valcovaní za studena.
Vedľajší účinok: Zatiaľ čo zlepšuje tvrdosť, valcovanie za studena výrazne znižuje ťažnosť zliatiny (napr. predĺženie klesá z 35–40 % v žíhanom stave na menej ako 5 % v stave vysoko{5}}deformačného za studena- valcovania), vďaka čomu je náchylná na praskanie počas následného spracovania.
Zhrnutie stupňa vplyvu
Stav spracovania je jedným zdominantné faktoryovplyvňujúce tvrdosť Monelovej zliatiny. Pre Monel 400 môže byť tvrdosť za studena -valcovaného stavu2-3 krát vyššianež v žíhanom stave. V prípade Monel K-500 môže kombinácia valcovania za studena a spracovania starnutia ďalej zosilniť rozdiel v tvrdosti, čím sa tvrdosť stáva spevneným3-4 krát vyššianež v žíhanom stave.
