Raspon tvrdoće legure monela i utjecaj različitih stanja obrade (žareno naspram hladno{1}}valjanog)
1. Raspon tvrdoće legure monela
Monel 400
To je čvrsta-legura bakra ojačana rastvorom nikla-, a njena tvrdoća u velikoj meri zavisi od uslova obrade:
Užareno stanje: Tvrdoća po Brinellu (HB) je65–95, Rockwell B tvrdoća (HRB) je50–70. U ovom stanju, legura ima najmanju tvrdoću, optimalnu duktilnost i žilavost, što je čini pogodnom za duboko izvlačenje, savijanje i druge procese oblikovanja.
Hladno{0}}valjano stanje: Sa povećanjem deformacije hladnog rada (npr. 20%, 40%, 60% deformacija), tvrdoća se značajno povećava. Kada hladna deformacija dosegne 50-60%, Brinellova tvrdoća (HB) može dostići180–220, i Rockwell B tvrdoća (HRB) može doseći90–100.
Rješenje{0}}tretirano stanje: Slično žarenom stanju, sa tvrdoćom po Brinellu (HB) okolo70–90, koji se koristi za vraćanje duktilnosti legure nakon hladnog rada.
Monel K-500
To je varijanta Monela 400 otvrdnuta prema padavinama, koja može postići veću tvrdoću tretmanom starenjem:
Užareno stanje: Tvrdoća po Brinellu (HB) je80–100, Rockwell B tvrdoća (HRB) je60–80, nešto veći od žarenog Monela 400 zbog inherentnog sastava legure.
Ostarjelo stanje: Nakon tretmana rastvorom + tretmana starenjem (obično zagrevanje na 480-510 stepeni i zadržavanje 4-6 sati), legura taloži fine Ni₃(Al,Ti) faze ojačanja. U ovom trenutku, Brinellova tvrdoća (HB) može dostići240–280, i Rockwell C tvrdoća (HRC) može doseći25–35, što je mnogo više od Monela 400.
Hladno{0}}valjano + ostarjelo: Kombinovanjem hladnog rada i tretmana starenjem može se dodatno poboljšati tvrdoća, sa tvrdoćom po Brinellu (HB) do280–320i Rockwell C tvrdoća (HRC) do30–40.
2. Utjecaj različitih stanja obrade (žarenog naspram hladno{2}}valjanog) na tvrdoću
Tretman žarenjem: Smanjenje tvrdoće, poboljšanje duktilnosti
Žarenje je proces termičke obrade koji uključuje zagrijavanje legure na temperaturu iznad njene temperature rekristalizacije (obično 870-920 stupnjeva za Monel leguru), držanje u određenom periodu, a zatim lagano hlađenje.
Mehanizam: Tokom žarenja, deformisana zrna hladno{0}}obrađene legure podležu rekristalizaciji, formirajući nova ravnoosna zrna. Dislokacije nastale tokom hladnog rada se eliminišu, a unutrašnje naprezanje legure se oslobađa.
Uticaj na tvrdoću: Žarenje značajno smanjuje tvrdoću Monel legure, vraćajući je na najniži nivo legure. Na primjer, hladno{1}}monel Monel 400 sa HB 200 može se reducirati na HB 70–90 nakon potpunog žarenja.
Scenarij aplikacije: žarena legura Monel je pogodna za procese koji zahtijevaju visoku formabilnost, kao što su štancanje, kovanje i zavarivanje.
Obrada hladnim valjanjem: Povećanje tvrdoće, smanjenje duktilnosti
Hladno valjanje se odnosi na valjanje legure na temperaturi ispod njene temperature rekristalizacije (obično sobne temperature).
Mehanizam: Hladno valjanje uzrokuje plastičnu deformaciju zrna legure, što dovodi do umnožavanja i zapetljavanja dislokacija, kao i do izduživanja i prečišćavanja zrna. Kretanje dislokacija je otežano, što rezultirakaljenje radalegure.
Uticaj na tvrdoću: Tvrdoća raste linearno sa povećanjem hladne deformacije. Kada je deformacija mala (10-20%), povećanje tvrdoće je blago; kada deformacija prelazi 40%, tvrdoća se naglo povećava. Na primjer, Monel 400 može postići povećanje tvrdoće za više od 100% nakon 60% hladnog valjanja.
Nuspojava: Uz poboljšanje tvrdoće, hladno valjanje značajno smanjuje duktilnost legure (npr. izduženje se smanjuje sa 35-40% u žarenom stanju na manje od 5% u visoko{5}}deformacijskom hladnovaljanom- stanju), čineći je sklonom pucanju tokom naknadne obrade.
Sažetak stepena uticaja
Stanje obrade je jedno oddominantni faktoriutiče na tvrdoću legure Monela. Za Monel 400, tvrdoća hladno- stanja može biti2-3 puta višenego u žarenom stanju. Za Monel K-500, kombinacija hladnog valjanja i tretmana starenjem može dodatno povećati razliku u tvrdoći, čineći tvrdoću ojačanim stanjem3-4 puta višenego u žarenom stanju.
