Faixa de dureza da liga Monel e o impacto de diferentes estados de processamento (recozido vs. laminado-a frio)
1. Faixa de dureza da liga Monel
Monel 400
É uma liga sólida de-níquel reforçado com solução-de cobre e sua dureza depende muito das condições de processamento:
Estado recozido: Dureza Brinell (HB) é65–95, A dureza Rockwell B (HRB) é50–70. Neste estado, a liga apresenta a menor dureza, ótima ductilidade e tenacidade, tornando-a adequada para estampagem profunda, dobra e outros processos de conformação.
Estado-laminado a frio: Com o aumento da deformação por trabalho a frio (por exemplo, 20%, 40%, 60% de deformação), a dureza aumenta significativamente. Quando a deformação a frio atinge 50–60%, a Dureza Brinell (HB) pode atingir180–220, e a dureza Rockwell B (HRB) pode atingir90–100.
Estado tratado-da solução: Semelhante ao estado recozido, com Dureza Brinell (HB) em torno70–90, que é usado para restaurar a ductilidade da liga após trabalho a frio.
Monel K-500
É uma variante-endurecida por precipitação do Monel 400, que pode atingir maior dureza por meio de tratamento de envelhecimento:
Estado recozido: Dureza Brinell (HB) é80–100, A dureza Rockwell B (HRB) é60–80, ligeiramente superior ao Monel 400 recozido devido à sua composição de liga inerente.
Estado envelhecido: Após o tratamento em solução + tratamento de envelhecimento (normalmente aquecendo a 480–510 graus e mantendo por 4–6 horas), a liga precipita fases finas de fortalecimento de Ni₃(Al,Ti). Neste ponto, a Dureza Brinell (HB) pode atingir240–280, e a dureza Rockwell C (HRC) pode atingir25–35, que é muito superior ao Monel 400.
Laminado-a frio + estado envelhecido: Combinar trabalho a frio e tratamento de envelhecimento pode melhorar ainda mais a dureza, com Dureza Brinell (HB) até280–320e dureza Rockwell C (HRC) até30–40.
2. Impacto de diferentes estados de processamento (recozido vs. laminado-a frio) na dureza
Tratamento de recozimento: Reduzindo a dureza, melhorando a ductilidade
O recozimento é um processo de tratamento térmico que envolve o aquecimento da liga a uma temperatura acima de sua temperatura de recristalização (geralmente 870-920 graus para a liga Monel), mantendo-a por um determinado período e depois resfriando-a lentamente.
Mecanismo: Durante o recozimento, os grãos deformados da liga-trabalhada a frio sofrem recristalização, formando novos grãos equiaxiais. Os deslocamentos gerados durante o trabalho a frio são eliminados e a tensão interna da liga é liberada.
Impacto na dureza: O recozimento reduz significativamente a dureza da liga Monel, restaurando-a ao nível mais baixo da liga. Por exemplo, Monel 400-laminado a frio com HB 200 pode ser reduzido para HB 70–90 após recozimento completo.
Cenário de aplicação: A liga Monel recozida é adequada para processos que exigem alta conformabilidade, como estampagem, forjamento e soldagem.
Tratamento de laminação a frio: Aumentando a dureza, reduzindo a ductilidade
Laminação a frio refere-se à laminação da liga a uma temperatura abaixo de sua temperatura de recristalização (geralmente temperatura ambiente).
Mecanismo: A laminação a frio causa deformação plástica dos grãos da liga, levando à multiplicação de deslocamentos e emaranhamento, bem como ao alongamento e refinamento dos grãos. O movimento das luxações é dificultado, resultando emendurecimento por trabalhoda liga.
Impacto na dureza: A dureza aumenta linearmente com o aumento da deformação a frio. Quando a deformação é pequena (10–20%), o aumento da dureza é leve; quando a deformação excede 40%, a dureza aumenta acentuadamente. Por exemplo, Monel 400 pode atingir um aumento de dureza de mais de 100% após 60% de laminação a frio.
Efeito colateral: Ao melhorar a dureza, a laminação a frio reduz significativamente a ductilidade da liga (por exemplo, o alongamento diminui de 35-40% no estado recozido para menos de 5% no estado laminado a frio-de alta-deformação), tornando-a propensa a rachaduras durante o processamento subsequente.
Resumo do grau de impacto
O estado de processamento é um dosfatores dominantesafetando a dureza da liga Monel. Para Monel 400, a dureza do estado-laminado a frio pode ser2–3 vezes maiordo que o estado recozido. Para Monel K-500, a combinação de laminação a frio e tratamento de envelhecimento pode amplificar ainda mais a diferença de dureza, tornando a dureza do estado reforçado3–4 vezes maiordo que o estado recozido.
