Materiálový list: Alloy K-500 / 2.4375 (Monel K-500 / Nicorros Al)

Alloy K-500 (W.Nr. 2.4375, UNS N05500) je precipitačně vytvrditelná slitina niklu a mědi, která kombinuje vynikající korozní odolnost základního typu Alloy 400 s výhodami extrémní mechanické pevnosti, tvrdosti a odolnosti proti únavě materiálu. Těchto vylepšených vlastností je dosaženo cíleným legováním hliníkem a titanem, které při řízeném tepelném zpracování (stárnutí) vytvářejí submikroskopické intermetalické srážky v celé matrici. Slitina navíc zůstává plně nemagnetická i za velmi nízkých kryogenních teplot.

1. Přesné chemické složení

Prvek (Značka) Procentuální podíl (%) Hlavní metalurgický význam a vliv
Nikl (Ni) Min. 63.0 % Základní kov matrice poskytující excelentní odolnost proti korozi za napětí a vynikající tažnost.
Měď (Cu) 27.0 - 33.0 % Zvyšuje rezistenci vůči tekoucí mořské vodě, brakickým kapalinám a neoxidujícím minerálním kyselinám.
Hliník (Al) 2.30 - 3.15 % Klíčový prvek precipitace; reaguje s niklem za tvorby intermetalické fáze gama-prim (Ni3Al,Ti) způsobující vytvrzení.
Titan (Ti) 0.35 - 0.85 % Spolupůsobí s hliníkem při tvorbě vytvrzujících srážek, čímž radikálně zvyšuje mez kluzu a tvrdost kovu.
Železo (Fe) Max. 2.0 % Kontrolovaná příměs zvyšující odolnost proti erozi a mechanickému opotřebení.

2. Mechanické vlastnosti (Typické hodnoty při 20 °C ve vytvrzeném stavu)

Mechanický parametr Garantovaná hodnota Podmínky a stav materiálu
Mez kluzu (Rp 0.2) ≥ 690 MPa Ve stavu po precipitačním vytvrzení stárnutím (Age-Hardened). Více než trojnásobná hodnota oproti žíhané Alloy 400.
Pevnost v tahu (Rm) 965 - 1150 MPa Extrémní pevnostní rozsah umožňující nasazení na vysoce zatížené rotační hřídele a upínací prvky.
Tažnost (A5) ≥ 20 % Zachovává si dobrou plastickou rezervu a vysokou rázovou houževnatost i přes vysokou tvrdost.
Tvrdost (HRC) 28 - 35 HRC Zajišťuje vysokou odolnost proti otěru, mechanickému opotřebení a kavitační erozi v námořních prvcích.

3. Fyzikální vlastnosti

Fyzikální veličina Hodnota Teplota a poznámka
Hustota 8.44 g/cm3 Měrná hmotnost materiálu ve vytvrzeném stavu při pokojové teplotě 20 °C.
Bod tání 1315 - 1350 °C Teplotní rozsah tavení modifikované nikl-měděné matrice tuhého roztoku.
Tepelná vodivost 19.0 W/m·K Měřeno při 20 °C; mírně nižší než u Alloy 400 z důvodu přítomnosti precipitátů.
Magnetické vlastnosti Zcela nemagnetická Curieova teplota leží extrémně nízko (-100 °C). Materiál zůstává plně nemagnetický v běžných i kryogenních podmínkách.
Modul pružnosti (E) 179 GPa Modul pružnosti v tahu zaručující stabilní přenos torzního momentu u dlouhých čerpadlových hřídelí.

4. Detailní popis vlastností a korozní odolnosti

Alloy K-500 si plně zachovává vynikající korozní vlastnosti základní slitiny Alloy 400. Vykazuje zanedbatelný korozní úbytek v proudící mořské vodě, slané mlze a brakických prostředích. Výjimečná je její odolnost proti erozi a kavitaci, což v kombinaci s vysokou tvrdostí umožňuje nasazení v místech s vysokým mechanickým třením a prouděním kapalin. Slitina bezpečně odolává chloridovému koroznímu praskání a vykazuje dobrou stálost v kyselých prostředích (např. sirovodík H2S). Je však metalurgicky citlivější ve stavu po vytvrzení na korozní praskání pod napětím v přítomnosti některých specifických horkých hydrochloridových par. Stejně jako Alloy 400, ani tento materiál nesmí být vystaven silně oxidačním minerálním kyselinám (např. dusičné).

5. Nejčastější průmyslové aplikace a využití

6. Přehled norem a specifikace dle hutních polotovarů

Typ polotovaru Technická norma ASTM / ASME / AMS / QQ-N Rozsah platnosti a určení aplikace
Kruhová tyč / Výkovek ASTM B865 / ASME SB865 / QQ-N-286 Kované, za tepla válcované a za studena tažené tyče pro strojírenské obrábění čerpadlových hřídelí a lodních svorníků.
Plech / Deska / Pás DIN 17750 / QQ-N-286 (Ploché) Přesně stříhané a válcované žíhané plechy/pásy pro lisování pružných prvků, membrán a stíracích nožů.
Trubka bezešvá DIN 17751 / QQ-N-286 (Trubky) Bezešvé potrubní trubky a pouzdra pro hlubinné měřicí přístroje a nemagnetické ochranné jímky.
Drát ASTM B865 (Drát) / DIN 17753 / AMS 4676 Za studena tažené kalibrované dráty určené pro výrobu korozivzdorných nemagnetických pružin a spojovacího materiálu.

Tento technický list má výhradně informativní charakter. Data jsou sjednocena z oficiálních specifikací výrobců Special Metals, VDM Metals a Haynes International za účelem křížového porovnání ekvivalentů.